Nel cuore dell’industria manifatturiera, la galvanica degli accessori metallici riveste un ruolo cruciale, plasmando l’estetica e la durabilità di prodotti destinati al settore luxury e abbigliamento.  

Tuttavia, la sua influenza va oltre l’aspetto superficiale, toccando direttamente le dinamiche ambientali. 

Approfondiamo insieme e analizziamo le nuove frontiere della sostenibilità nel processo di produzione, con un focus particolare sull’evoluzione non solo delle pratiche di finitura galvanica ma anche dell’intero ciclo produttivo. 

Il progresso tecnologico degli ultimi anni

Nel corso dell’ultima decade si è assistito a un significativo progresso tecnologico, caratterizzato dall’abbandono del piombo sia nei materiali di base che nei depositi galvanici. 

Parallelamente, è stata attuata la rimozione di nichel, cobalto e cadmio come metalli leganti nei depositi di preziosi, mentre il selenio è stato eliminato dalle anneriture chimiche utilizzate per l’invecchiamento degli accessori metallici prodotti attraverso processi galvanici destinati al settore del lusso.

Approfondiamo insieme questi aspetti.

1. Evoluzione dei materiali di base

In passato, l’industria galvanica degli accessori metallici faceva ampio uso di ottone contenente piombo, un metallo che conferiva eccellenti proprietà di lavorabilità meccanica. 

Tuttavia, negli ultimi dieci anni, sono state introdotte leghe alternative che non contengono piombo, ma presentano livelli comparabili, se non superiori, di lavorabilità meccanica rispetto all’ottone al piombo utilizzato in precedenza. 

Questo avanzamento non solo ha garantito performance meccaniche paragonabili al passato, ma ha anche segnato un passo significativo verso la sostenibilità nell’industria galvanica.

2. Sostenibilità nei depositi galvanici di bronzo

Un’altra innovazione significativa è emersa nella formulazione dei depositi galvanici di bronzo. Mentre in passato i depositi di bronzo contenevano piombo come additivo brillantante per ottenere una finitura lucida, oggi esistono processi galvanici che producono depositi senza l’utilizzo di piombo in lega. 

Questa transizione verso bronzi sostenibili dimostra l’impegno dell’industria verso pratiche più ecologiche, garantendo al contempo un’elevata qualità delle superfici.

3. Rivoluzione negli strati di preziosi a finitura

Gli strati di preziosi a finire, che un tempo includevano nichel, cobalto e/o cadmio in lega, sono stati oggetto di una radicale trasformazione. 

Oggi, infatti, contengono metalli alternativi, mantenendo al contempo le desiderate proprietà superficiali. 

Questo passo in avanti ha significative implicazioni sia in termini di estetica che di sostenibilità, eliminando l’uso di metalli critici e favorendo una produzione più eco-compatibile.

4. Innovazioni nelle anneriture chimiche

L’anneritura chimica, un tempo realizzata esclusivamente con basi di selenio, ha subito una trasformazione sostanziale. 

Gli antichi processi, contenenti elementi pericolosi come nichel e cobalto, sono stati sostituiti da nuovi metodi che impiegano elementi non pericolosi. 

Questi processi non solo preservano l’estetica dell’anneritura, ma promuovono anche una produzione più sicura e rispettosa dell’ambiente, eliminando la presenza di metalli pericolosi.

Oltre a queste innovazioni, nell’ambito della sostenibilità nella galvanica degli accessori metallici bisogna menzionare anche altri aspetti, in particolare la gestione delle acque e dei reflui acquosi.

Gestione delle acque

La gestione delle acque di processo nella galvanica degli accessori metallici riveste un ruolo di cruciale importanza, data la natura stessa del processo che implica un significativo consumo di risorse idriche. 

Questo si deve principalmente all’utilizzo di specifici bagni galvanici a base acquosa, impiegati per creare i depositi metallici sulla superficie degli accessori, che costituiscono un elemento centrale nel processo produttivo della galvanica. 

L’uso massiccio di acqua in questa fase è inevitabile, poiché l’acqua costituisce il mezzo per consentire il processo di deposizione sulle superfici metalliche.

Oltre all’impiego diretto di acqua nei bagni galvanici, va considerato anche il consumo di acqua correlato agli step di risciacquo successivi. Dopo ogni fase di deposizione, infatti, gli accessori metallici devono essere sottoposti a risciacqui per rimuovere eventuali residui di soluzioni chimiche o impurità residue. Questo processo di risciacquo, sebbene fondamentale per garantire la qualità del prodotto finale, comporta un ulteriore utilizzo di risorse idriche.

La gestione sostenibile delle acque di processo diventa, pertanto, un obiettivo cruciale per ridurre l’impatto ambientale complessivo del settore galvanico. L’adozione di tecnologie avanzate, come sistemi di riciclo e trattamento delle acque reflue, può contribuire a ridurre la quantità complessiva di acqua utilizzata e a mitigare gli effetti negativi sulle risorse idriche.

Riduzione dei consumi idrici

Il primo aspetto sul quale si lavora già da molti anni è relativo alla riduzione dei consumi idrici essenziali per i processi produttivi e sono diverse le soluzioni adottate per mitigare il problema, come il gocciolamento dei pezzi al momento dell’estrazione dalle vasche di trattamento, l’utilizzo di vasche di recupero, i lavaggi plurimi, il controllo delle portate dei vari lavaggi e l’arresto del flusso idrico nei lavaggi inutilizzati. 

Queste pratiche, integrate nella routine operativa, contribuiscono a una gestione più efficiente delle risorse idriche.

1. Controllo del drag-out

Durante la fase di immersione nell’apposito bagno galvanico, gli oggetti vengono ricoperti con uno strato metallico mediante il processo di galvanizzazione. Al momento dell’estrazione, parte del liquido o della soluzione chimica del bagno galvanico può rimanere aderente alla superficie degli oggetti. 

Questo residuo, contenente componenti della soluzione galvanica, costituisce il drag-out.

Il drag-out è considerato un aspetto critico nel processo galvanico, poiché il liquido trascinato con gli oggetti può contenere sostanze chimiche costituenti del bagno galvanico, contribuendo al deterioramento della qualità del bagno stesso. Inoltre, questo fenomeno può portare a uno spreco di soluzioni chimiche e a un aumento del consumo di acqua nei successivi processi di risciacquo, in quanto è necessario rimuovere il drag-out per evitare contaminazioni incrociate e garantire la qualità finale del prodotto galvanizzato.

Il fenomeno del drag-out durante l’estrazione dei pezzi dalla vasca galvanica può essere gestito efficacemente per ridurre il consumo d’acqua nelle fasi di risciacquo. 

Accorgimenti tecnici consolidati includono: 

• la diminuzione della velocità di estrazione;
• l’aumento del tempo di sgocciolamento;
• miglioramenti ingegneristici e di design delle rastrelliere/telaio;
• l’uso di vasche di drag-out;
• la conduzione del risciacquo sopra le vasche di processo.

L’insufflazione d’aria sugli oggetti rappresenta un ulteriore approccio tecnologico per minimizzare il drag-out e ottimizzare l’uso dell’acqua.

2. Risciacquo in controcorrente

L’adozione del risciacquo in controcorrente rappresenta una soluzione tecnologica efficace per ridurre significativamente i consumi d’acqua. 

Questa pratica implica una serie di vasche consecutive dove l’acqua fluisce in senso opposto al flusso di lavorazione. Il refluo acquoso, se ricco di reagenti, può essere reinviato al processo, consentendo risparmi d’acqua fino al 95%, a seconda del numero di vasche installate.

3. Risciacquo statico e periodico recupero del drag-out:

Quando non è possibile implementare un sistema in controcorrente, il risciacquo statico si dimostra utile nella prima vasca post-processo poiché consente un graduale aumento della concentrazione dei costituenti del bagno trasportati dal drag-out. L’efficacia di questa pratica può portare a un recupero fino all’80%. 

Periodicamente, la concentrazione raggiunge valori idonei per il reintegro nel bagno di processo, contribuendo ulteriormente al risparmio d’acqua.

4. Risciacquo spray

L’adozione del risciacquo spray si presenta come un’alternativa con minori consumi rispetto al risciacquo a immersione. 

L’utilizzo di ugelli posti sopra le vasche di processo permette di restituire il drag-out direttamente al bagno galvanico, riducendo il consumo d’acqua del 10-25% rispetto al risciacquo ad immersione. 

Questa tecnica, tuttavia, non è sempre applicabile, in quanto il getto spray può non raggiungere tutte le parti dell’oggetto, e per questo richiede un’attenta considerazione della geometria e della complessità dell’oggetto. 

La combinazione di risciacquo spray e a immersione può consentire risparmi d’acqua significativi fino al 75%.

Gestione dei reflui acquosi

La gestione dei reflui acquosi generati dal processo galvanico presenta due distinte tipologie, ognuna con specifiche caratteristiche e procedure di trattamento. 

Vediamole insieme.

1. Scarichi periodici e discontinui di reflui concentrati

Questi reflui derivano da operazioni periodiche e discontinue, come lo svuotamento di bagni esausti e le attività di bonifica e pulizia delle vasche di processo. Sono contraddistinti da volumi ridotti, ma con una concentrazione elevata di inquinanti. 

Data la loro natura, tali scarichi vengono considerati rifiuti e devono essere gestiti conformemente alle disposizioni legislative vigenti, e inviati a imprese specializzate nel recupero e/o smaltimento di rifiuti pericolosi.

Il processo di gestione include la corretta classificazione della pericolosità, analisi dettagliate e l’adesione a norme specifiche per garantire la sicurezza ambientale e la conformità normativa.

2. Scarichi continui più diluiti da operazioni di lavaggio

Contrariamente ai reflui periodici, gli scarichi continui derivano dalle operazioni di lavaggio svolte in concomitanza con le diverse fasi dei trattamenti galvanici. 

Questi reflui sono caratterizzati da portate discrete e concentrazioni di inquinanti più diluite. 

A differenza dei primi, tali reflui possono essere trattati internamente attraverso appositi impianti di trattamento delle acque. Questa fase è fondamentale per ridurre la concentrazione di inquinanti a livelli accettabili prima del reintegro delle acque trattate nel processo produttivo. 

Il trattamento interno non solo contribuisce a ridurre l’impatto ambientale, ma è anche in linea con la sostenibilità e l’efficienza delle risorse.

La gestione separata di queste due tipologie di acque reflue è essenziale a causa delle diverse caratteristiche e dei diversi impatti ambientali associati. Le acque reflue periodiche richiedono una gestione mirata verso il recupero o lo smaltimento sicuro, mentre le acque reflue continue, una volta trattate internamente, possono essere reintrodotte in modo responsabile nel ciclo produttivo, promuovendo così pratiche sostenibili all’interno dell’industria galvanica.

Depurazione delle acque reflue

La gestione delle acque reflue nella galvanica degli accessori metallici riveste un ruolo fondamentale per garantire la sostenibilità ambientale dell’intero processo produttivo. Questa gestione deve affrontare diverse sfide, tra cui la presenza di sostanze inquinanti e la necessità di ridurre l’impatto ambientale.

Per trattare le acque reflue, vengono implementati diversi tipi di impianti di depurazione.

1. Impianti a scarico totale o a circuito aperto

Gli impianti a scarico totale, o a circuito aperto, trovano impiego quando il recupero dell’acqua, anche parziale, non è tecnicamente fattibile. 

In questo approccio, la depurazione delle acque reflue avviene attraverso una sequenza di stadi consecutivi di trattamento, mirati all’eliminazione delle sostanze pericolose. 

Questi impianti sono caratterizzati da una gestione lineare delle acque, senza possibilità di recupero per riutilizzo, e rappresentano una soluzione pratica quando la quantità o la natura delle acque rendono difficoltoso il recupero.

2. Impianti a scarico parziale o a circuito semi aperto

Gli impianti a scarico parziale, o a circuito semi aperto, costituiscono la tipologia più diffusa nella depurazione delle acque reflue dei processi galvanici. 

Composti da due unità distinte, questi impianti prevedono una sezione dedicata al recupero dell’acqua e un’altra dedicata alla depurazione delle acque reflue non recuperabili. 

L’unità di recupero spesso si basa su impianti a resine che utilizzano lo scambio ionico per il recupero delle acque di lavaggio, mentre l’unità di depurazione adotta un impianto chimico-fisico per trattare le acque non recuperabili. 

Questa configurazione consente non solo il risparmio dell’acqua ma anche il recupero dei prodotti chimici utilizzati nel processo, promuovendo una gestione sostenibile delle risorse.

3. Impianti a scarico azzerato o a circuito chiuso

Gli impianti a scarico azzerato, o a circuito chiuso, risultano economicamente vantaggiosi quando le portate d’acqua sono basse, generalmente nell’ordine di alcuni metri cubi al giorno. 

Questi impianti sono caratterizzati da un sistema chiuso di recupero delle acque di lavaggio attraverso l’utilizzo di impianti a resine. 

Contestualmente, una seconda unità di concentrazione riduce il volume degli scarichi non recuperabili, preparandoli per lo smaltimento. Questa fase di concentrazione può essere realizzata attraverso tecnologie avanzate come: 

• osmosi inversa; 
• filtrazione a membrane;
• elettrodialisi;
• elettrocoagulazione;
• evaporazione. 

L’approccio a circuito chiuso permette di massimizzare il recupero delle acque e minimizzare gli scarti, garantendo un’efficace gestione sostenibile delle acque reflue nei processi galvanici.

L’importanza dell’analisi LCA (Life Cycle Assessment)

Implementare tecnologie sostenibili nella galvanica degli accessori metallici è di fondamentale importanza, e richiede un impegno sempre maggiore da parte delle aziende. 

Detto ciò, l’attenzione verso la sostenibilità negli impatti ambientali legati alla produzione di accessori metallici per il settore della moda e del lusso non deve limitarsi al processo di finitura galvanica. È cruciale esaminare la produzione nel suo complesso, con un’analisi LCA (Life Cycle Assessment), includendo quindi anche il contributo del materiale di base.

Recentemente, si è assistito allo sviluppo di programmi di ricerca e sviluppo che coinvolgono fornitori lungo la catena produttiva. L’obiettivo è valutare tecniche e opportunità di riciclo e riutilizzo di componenti metallici, creando materie prime “seconde” con una crescente percentuale di materiale riciclato. 

Queste nuove materie prime devono garantire prestazioni fisico-meccaniche e di resistenza comparabili alle tradizionali materie prime “vergini”.

Alcuni dei principali progetti di ricerca e sviluppo in corso in questo ambito includono:

• sviluppo di leghe riciclate: realizzazione di accessori metallici mediante l’impiego di leghe in ottone e bronzo riciclate, utilizzo di processi come lo stampaggio a caldo, la microfusione e applicazioni CNC per la produzione;
• recupero dei metalli negli impianti galvanici: implementazione di progetti dedicati al recupero dei metalli nei processi galvanici, con successivo riciclo e riutilizzo di questi metalli nella creazione di materie prime e nei processi di elettrodeposizione galvanica;
• utilizzo di filo di rame riciclato: impiego di filo di rame riciclato per applicazioni galvaniche, e utilizzo specifico del materiale per la legatura dei pezzi durante le fasi di elettrodeposizione nei bagni galvanici.

Questi progetti evidenziano l’impegno del settore nel perseguire pratiche più sostenibili. Coinvolgendo fornitori ed esplorando nuove tecniche di produzione, si mira non solo a ridurre l’impatto ambientale del processo galvanico ma anche a promuovere un approccio più olistico alla sostenibilità nella produzione di accessori metallici nel settore del lusso.