Indagine sugli effetti sinergici nella co-pirolisi di gusci di arachide e pneumatici fuori uso sulla distribuzione dei prodotti a diversi rapporti di miscelazione

Trasformare i rifiuti in risorsa

Ogni anno montagne di pneumatici scartati e cumuli di scarti agricoli come i gusci di arachide si accumulano, creando rischi di incendio, inquinamento ed energia sprecata. Questo studio esplora un modo per affrontare entrambi i problemi contemporaneamente: riscaldare insieme questi due tipi di rifiuto per trasformarli in combustibili utili. Regolando con cura la quantità di gomma di pneumatico miscelata con i gusci, i ricercatori dimostrano che la combinazione può produrre olio, gas e carbone di qualità migliore rispetto a ciascun materiale preso singolarmente, offrendo una fonte di combustibile più pulita e un modo più intelligente di gestire i rifiuti.

Perché questi rifiuti contano

I gusci di arachide sono un residuo agricolo abbondante che solitamente ha poco valore oltre il combustione a bassa qualità o lo smaltimento. Sono ricchi di materiale vegetale ma contengono anche molta ossigeno, il che rende l’olio prodotto da essi acido e relativamente povero di energia. I pneumatici di scarto sono l’opposto: sono pieni di carbonio e idrogeno ad alta energia ma difficili da eliminare, persistendo per decenni nelle discariche e causando seri rischi di incendio e inquinamento. Riscaldati da soli, i pneumatici producono olio e gas ad alto contenuto energetico ma generano anche carbone ricco di zolfo ed emissioni problematiche. L’idea alla base di questa ricerca è che miscelare questi due rifiuti molto diversi possa permettere ai punti di forza di uno di compensare le debolezze dell’altro.

Cuocere i rifiuti senza fiamme

Il team ha utilizzato un processo chiamato pirolisi, che consiste nel riscaldare i materiali in assenza di ossigeno in modo che si decompongano invece di bruciare. In un reattore di laboratorio hanno prima riscaldato separatamente gusci di arachide e pneumatici tra circa 350 e 600 °C, monitorando quanto carbone solido, olio liquido e gas ciascuno produceva a diverse temperature. Entrambi i materiali produssero la massima quantità di liquido intorno a 500 °C, perciò i ricercatori scelsero questa temperatura per gli esperimenti congiunti. Hanno poi miscelato i due feed in proporzioni differenti, da prevalentemente gusci con poco pneumatico a prevalentemente pneumatico con poco guscio, e hanno ripetuto il riscaldamento misurando i prodotti e analizzandone le proprietà.

Quando il tutto è più della somma delle parti

Una domanda chiave era se la miscela si comportasse semplicemente come una media ponderata dei due ingredienti oppure se esistessero vere “sinergie” per cui la miscela performasse meglio delle attese. Confrontando le rese effettive dei prodotti con le medie calcolate, i ricercatori hanno trovato chiari segni di sinergia. In una miscela contenente il 40% di pneumatico, la produzione di liquido era nettamente superiore al valore previsto e la sua qualità migliorava: conteneva più energia per chilogrammo, meno ossigeno e densità e viscosità più equilibrate rispetto all’olio derivato solo dai gusci. Allo stesso tempo, il carbone solido della miscela presentava più carbonio fisso e meno zolfo rispetto al carbone ottenuto solo dai pneumatici, e il gas conteneva più idrogeno e metano ma meno anidride carbonica rispetto al gas da sola biomassa. Questi schemi suggeriscono che i frammenti ricchi di idrogeno provenienti dal pneumatico aiutino a rimuovere ossigeno dai vapori della biomassa, migliorandone la qualità e trasformandoli in combustibili più densi di energia.

Dentro il reattore: come avviene l’upgrade

Per capire questi miglioramenti, i ricercatori hanno esaminato la chimica degli oli, dei carboni e dei gas usando analisi termica, spettroscopia infrarossa e gascromatografia–spettrometria di massa. L’olio derivato dai gusci era dominato da composti ricchi di ossigeno come acidi, alcoli e fenoli, che abbassano il contenuto energetico e rendono il liquido corrosivo. L’olio derivato dai pneumatici, al contrario, era ricco di idrocarburi e molecole aromatiche più simili ai combustibili convenzionali. Negli oli della co-pirolisi i segnali dei composti ossigenati si indebolivano mentre quelli degli idrocarburi si rafforzavano, mostrando che i vapori del pneumatico avevano donato idrogeno e avevano contribuito a rompere o trasformare le molecole ricche di ossigeno dei gusci. Le analisi del carbone e del gas raccontano una storia simile: i carboni miscelati mantenevano un alto contenuto di carbonio ma con meno zolfo, e la corrente gassosa si spostava verso componenti più combustibili e meno anidride carbonica, che contribuisce al riscaldamento climatico.

Dall’intuizione di laboratorio all’impatto reale

Oltre alla chimica, il lavoro indica benefici sociali più ampi. Convertire residui agricoli e pneumatici dismessi in olio liquido, gas utile e carbone ricco di carbonio supporta un’economia circolare, in cui i rifiuti diventano risorse anziché oneri. L’approccio della co-pirolisi riduce la pressione sulle discariche, limita i roghi a cielo aperto e taglia le emissioni di gas serra rispetto allo smaltimento o alla combustione semplice di questi materiali. Gli autori evidenziano che una miscela con il 40% di pneumatico a 500 °C offre un equilibrio particolarmente interessante tra alta resa di liquido e qualità migliorata del prodotto, sebbene l’olio richieda ancora ulteriori trattamenti—specialmente per ridurre lo zolfo—prima di poter sostituire completamente i combustibili convenzionali. Con futuri progressi in catalisi, industrializzazione e valutazioni ambientali, questo trattamento combinato di rifiuti agricoli e industriali potrebbe evolvere in una tecnologia pratica che trasforma i rifiuti quotidiani in un flusso prezioso di prodotti energetici più puliti.

Citazione: Anusuya, M., Kumar, P.S., Ommurugadhasan, D. et al. Investigating synergistic effects in Co-prolysis of groundnut shell and waste tyres on product distribution under different blend ratios. Sci Rep 16, 11208 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38993-8

Parole chiave: co-pirolisi, pneumatici fuori uso, energia da biomassa, bio-olio, economia circolare