Il viaggio di una bottiglia di plastica e dei suoi componenti

RISULTATI DELLA RICERCA "LA VITA DI UNA BOTTIGLIA: DAL PETROLIO FINO A CASA TUA"

ITI COBIANCHI – VERBANIA
a.s. 2006/2007

Progetto 1,2 TRASH
3 Chimica

Premessa
Questo studio, legato al trasporto delle merci, è stato eseguito all’interno del progetto “un, due, trash” dalla classe III Chimici ed ha dato dei risultati sorprendenti.

Introduzione
Nella nostra società il trasporto delle merci è uno stadio importante del processo produttivo, le materie prime subiscono una serie di passaggi intermedi per diventare prodotto finito, questi stadi vengono effettuati in luoghi anche abbastanza distanti fra di loro; il trasporto viene effettuato nonostante la distanza in quanto si attua un vantaggio economico superiore al costo di trasporto.
Da qui è nato questo studio sui km percorsi da una bottiglia di plastica prima di giungere nelle nostre case, tenendo conto che essa ha cominciato il suo viaggio molto tempo prima quando ancora non era una bottiglia e nemmeno plastica, ma solo petrolio greggio. Abbiamo tentato cioè di valutare tutto il percorso dal paese di estrazione a quello di utilizzo attraverso i passaggi intermedi più importanti.

Materiale utilizzato
Il materiale che ci è servito per svolgere questo lavoro è stato:

  • computer
  • enciclopedie
  • calcolatrice

Come abbiamo operato
La vita di una bottiglia inizia dall’estrazione del petrolio. Per diventare ciò che noi conosciamo, deve subire diverse lavorazioni:

  • estrazione del petrolio
  • raffinazione
  • produzione di monomeri (acido tereftalico)
  • produzione di polimeri (plastica in granuli)
  • produzione di preforme
  • imbottigliamento
  • supermercati

Queste sono le fasi principali, non si tiene conto di alcune lavorazioni intermedie per ottenere il monomero e dei trasferimenti intermedi che possono esserci prima della piccola distribuzione del prodotto finito.

Ci siamo divisi in gruppi, ognuno con uno specifico compito, ricercando i maggiori paesi o le più grandi aziende che contribuiscono alla creazione della nostra bottiglia.

Abbiamo tralasciato il percorso dell’altro comonomero per due ragioni: la prima è che l’acido tereftalico è il monomero presente in maggiore quantità (ha il peso molecolare più alto) il secondo è di semplicità infatti l’etilenglicole seguirà un percorso diverso, ma ci si può aspettare che sia di lunghezza confrontabile e che quindi non pregiudichi il risultato.

Considerazioni
Il viaggio di una bottiglia di plastica è molto complesso e noi ci siamo limitati a trattare i passaggi più importanti. Il nostro risultato è stato calcolato in linea d’aria e non tenendo conto del reale percorso. Abbiamo calcolato il percorso in questo modo ipotizzando che i produttori più grandi tendono a distribuire i loro prodotti più lontano e solo nelle ultime fasi la materia prima proveniente da aree vicine; ciò ci ha consentito di ottenere un risultato più preciso in proporzione anche alla quantità di intermedio prodotto e non solo alla distanza. Avremmo potuto valutare anche il percorso da casa alle discariche, ma non siamo riusciti a determinare la distanza media dalle discariche.

Conclusioni.
Al termine del nostro lavoro siamo riusciti ad ottenere un risultato interessante: da quando era petrolio fino alla sua vendita, la nostra bottiglia ha compiuto un viaggio, in media, di ben 20220 km.

In tabella sono indicati i percorsi parziali degli intermedi; la loro discussione viene affrontata nelle pagine seguenti.

DA… A... CHILOMETRI
ESTRAZIONE RAFFINAZIONE 8387
RAFFINAZIONE MONOMERO 4815
MONOMERO POLIMERO 2793
POLIMERO PREFORME 2663
PREFORME IMBOTTIGLIAMENTO 1416
IMBOTTIGLIAMENTO SUPERMERCATI 127
SUPERMERCATI CASA 19

Questo risultato inatteso è stupefacente.

E’ stupefacente che un oggetto così semplice e così comune abbia una storia così lunga.

La possibilità di spostare materie prime, intermedi e prodotti finiti per così tanti chilometri è spiegabile solo con il bassissimo costo economico legato al trasporto. Il costo energetico del trasporto però non è trascurabile, se l’energia avesse un costo superiore sarebbe possibile trasportare solo materie prime ed oggetti di elevato valore economico.

Fino alla fine degli anni ’50 le aziende avevano al loro interno tutta la filiera produttiva dalle materie prime al prodotto finito che giungeva direttamente sul mercato; ad esempio la Vinavil aveva come materie prime carbonato di calcio, carbone, corrente ed acqua e con essi produceva tutti gli intermedi per uso interno fino ad arrivare alla colla. Un discorso analogo valeva per le altre industrie sia chimiche, che meccaniche od altro.

Dagli anni ’60, quando i costi di trasporto si sono ridotti, sono nati grandi impianti produttori di intermedi (nel caso della Vinavil il monomero acetato di vinile), che vengono commercializzati in tutto il mondo. In questo modo risulta molto più conveniente acquistare gli intermedi magari dal Brasile piuttosto che produrli da sé per uso proprio.

Il dato ottenuto è approssimato per difetto: i percorsi sono calcolati in linea d’aria; non si tiene conto che parte del viaggio di ritorno dei mezzi di trasporto viene effettuato a vuoto (le petroliere il viaggio di andata lo fanno a vuoto); non si tiene conto delle rotte commerciali (il petrolio che arriva dal golfo persico con una superpetroliera non passa dal canale di Suez, ma dal Capo di Buona Speranza).

Questo dato potrebbe essere utilizzato per determinare quanto petrolio viene consumato per il trasporto della plastica tenendo conto di trasporti navali per le lunghe percorrenze e di trasporti su gomma e su rotaia per i tragitti più brevi.

Con gli opportuni calcoli termodinamici si potrebbe calcolare quanto petrolio viene bruciato nella trasformazione delle materie prime in intermedi (topping, reforming, distillazione, ossidazione, polimerizzazione, rigradazione…).

Si potrebbe così determinare la perdita complessiva di greggio legata alla produzione ed al trasporto con altri risultati sorprendenti.

1. Dall’estrazione alla raffinazione

In questa prima faseabbiamoindividuatoi primi 5 paesi nel mondo estrattori di petrolio, i milioni di barili e le loro percentuali annue. a tal fine ci siamo serviti del motore di ricerca GOOGLE per poterli individuare, e siamo arrivati ad a affermare che i primi 5 paesi estrattori di petrolio sono:

PAESE PERCENTUALE
ARABIA 13.6%
RUSSIA 11.8%
U.S.A. 8.4%
IRAN 5%
MESSICO 4.6%

In un secondomomento abbiamoriutilizzato la stessa proceduraper individuare i primi 5 paesi del mondo raffinatori.

Essi sono:

PAESE PERCENTUALE
U.S.A. 20.2%
RUSSIA 9.9%
CINA 6.9%
GIAPPONE 5.4%
COREA DEL SUD 3.1%

Nell’ultima fase abbiamo messo in relazionei paesi estrattori con i paesi raffinatori calcolando in linea d’aria i chilometri percorsi dal petrolio, considerando come distanza le distanze fra le capitali, usufruendo dell’ enciclopedia DE AGOSTINI, “ ATLANTE MULTIMEDIALE”.

(Nel caso in cui il paese estrattore fosse stato anche un paese raffinatore abbiamo optato nel relazionarlo con il 6° paese estrattore, in questo caso: l’india.)

Alla fine di questo lavoro abbiamo calcolato la media totale di chilometri che il petrolio grezzo percorre in linea d’ aria prima di essere raffinato e siamo arrivati a dire che la MEDIA TOTALE è : 8387 km!!!!!!!!!!!

2. Dalla raffinazione al monomero

In questa fase abbiamo calcolato il viaggio della bottiglia di plastica dalla raffinazione del petrolio fino alla formazione del monomero (acido tereftalico).

Il chilometraggio è stato calcolato in base ai 5 maggiori paesi raffinatori di petrolio fino ai maggiori impianti produttori di acido tereftalico calcolando la loro distanza in base alle loro capitali dei paesi raffinatori e le città sede di impianti di produzione e facendo una media delle distanze tra tutti i paesi considerati.

Questi sono i maggiori paesi raffinatori di petrolio:

PAESE PERCENTUALE
U.S.A. 20.2%
RUSSIA 9.9%
CINA 6.9%
GIAPPONE 5.4%
COREA DEL SUD 3.1%

Invece i maggiori produttori di acido tereftalico trovati:

Città Nazione
Barcellona SPAGNA
Mosca RUSSIA
Berlino GERMANIA
Rotterdam OLANDA
Londra REGNO UNITO

Usando “Google Earth” siamo riusciti a fornire delle distanze in linea d’aria di tutti i paesi raffinatori con i paesi produttori di acido tereftalico.

Dopo opportuni calcoli abbiamo determinato la media delle distanze tra i paesi presentati, la media dei chilometri è di circa: 4815 km.

3. Acido tereftalico, dalla produzione all’utilizzo

Le cifre sono stime approssimative delle distanze percorse dai veicoli, per trasportare l’acido tereftalico dalle ditte produttrici alle ditte produttrici di PET. I dati sono stati ottenuti con l’aiuto di Google Earth, programma con cui è possibile ottenere le tratte e le distanze su strada, da un determinato luogo del pianeta ad un altro. Si tiene conto delle città di maggiore importanza in Europa.

STATO
Produttore di monomero

PRODUTTORI PET

STATO

DISTANZA

SPAGNA

ITALPET

ITALIA

1366 km

SPAGNA

BASELL

RUSSIA

3445 km

SPAGNA

BASF

GERMANIA

1870 km

SPAGNA

DOW

USA

6460 km

RUSSIA

ITALPET

ITALIA

2378 km

RUSSIA

BASELL

RUSSIA

/

RUSSIA

BASF

GERMANIA

1612 km

RUSSIA

DOW

USA

7802 km

GERMANIA

ITALPET

ITALIA

1185 km

GERMANIA

BASELL

RUSSIA

1612 km

GERMANIA

BASF

GERMANIA

/

GERMANIA

DOW

USA

6850 km

OLANDA

ITALPET

ITALIA

1299 km

OLANDA

BASELL

RUSSIA

2150 km

OLANDA

BASF

GERMANIA

576 km

OLANDA

DOW

USA

6397 km

INGHILTERRA

ITALPET

ITALIA

1436 km

INGHILTERRA

BASELL

RUSSIA

2501 km

INGHILTERRA

BASF

GERMANIA

930 km

INGHILTERRA

DOW

USA

6102 km

Distanza media percorsa di 2792,8 km.

4. La bottiglia: dai pet alle preforme

Obbiettivo
Trovare la distanza che compie una bottiglia dalla produzione del polimero alla preforma.

Procedimento
Abbiamo calcolato con google la distanza dei maggiori produttori di pet nel mondo, fino alle fabbriche produttrici di preforme.

Abbiamo trovato i seguenti dati:

PRODUTTORI
PET

STATO

PRODUTTORI PREFORME

STATO

DISTANZA PERCORSA

ITALPET

ITALIA

ITALPET

ITALIA

/

ITALPET

ITALIA

GTX HANEX

POLONIA

1320 km

ITALPET

ITALIA

NEMUNO BANGA

LITUANIA

1704 km

BASELL

RUSSIA

ITALPET

ITALIA

2378 km

BASELL

RUSSIA

GTX HANEX

POLONIA

1151 km

BASELL

RUSSIA

NEMUNO BANGA

LITUANIA

791 km

BASF

GERMANIA

ITALPET

ITALIA

1185 km

BASF

GERMANIA

GTX HANEX

POLONIA

520 km

BASF

GERMANIA

NEMUNO BANGA

LITUANIA

822 km

DOW

USA

ITALPET

ITALIA

7490 km

DOW

USA

GTX HANEX

POLONIA

7316 km

DOW

USA

NEMUNO BANGA

LITUANIA

7283 km

Conclusioni
Abbiamo fatto la media delle distanze fra i produttori di pet e le preforme e il risultato è che la distanza che il pet percorrono per arrivare alle fabbriche di preforme è di circa 2663,3 km

5. Dalla preforma all’imbottigliamento

Obbiettivo
Trovare la distanza che compie una bottiglia dalla produzione della preforma al luogo dell’imbottigliamento

Procedimento
Abbiamo calcolato con google Earth la distanza dei produttori di preforme trovati precedentemente, fino alle fabbriche imbottigliatrici di Coca Cola italiane.Nella nostra ricerca abbiamo considerato solo gli stabilimento della coca-cola perché non abbiamo trovato altri stabilimenti che ci fornivano i dati necessari per la nostra ricerca e quindi, abbiamo preso in considerazione solo la produzione della Coca-Cola Italiana.

Produttori di preforme Città principali
(preforme)

ITALPET

VERBANIA (ITA)

GTX HANEX

POLONIA

NEMUNO BANGA

LITUANIA

Le ditte imbottigliatrici della Coca Cola sono:

Stabilimento imbottigliatore

Gaglianico (BI)

Nogara(VR)

Corfinio(AQ)

Orticola(AQ)

Dalla ricerca è risultato che mediamente le preforme percorrono 1416 km per arrivare allo stabilimento di imbottigliamento

6. Dalla bottiglia finita al supermercato

Nella tabella sotto riportata abbiamo considerato la distanza dalla fabbrica di imbottigliamento alle maggiori città italiane ( dove sono concentrati il maggior numero di supermercati), per ottenere questi dati abbiamo utilizzato internet e per l’individualizzazione della distanza dei vari siti di collocamento abbiamo utilizzato il seguente programma: google earth plus. I nostri dati sono approssimativi in quanto abbiamo calcolato la distanza dall’impresa di imbottigliamento al supermercato in linea d’aria. Poi abbiamo fatto la media per calcolare il carburante consumato nel trasporto dall’ imbottigliamento al supermercato.

Stabilimento Città Distanza in Km

Gaglianico

Milano

88

Gaglianico

Torino

60

Nogara

Verona

29

Corifinio

Roma

113

Corifinio

Palermo

425

Oricola

Roma

51

Da imbottigliamento a

distribuzione

127 (media)

Per effettuare questo trasporto le imprese utilizzano i camion che in media consumano 1 litro ogni 4 km, dobbiamo anche considerare che il camion torna vuoto quindi la distanza la dobbiamo moltiplicarla per due; quindi per effettuare un percorso di 127Km occorrono circa 63,5 litri di carburante; sapendo che esso costa mediamente costa 1,20 il costo in euro del trasporto è di circa 75 euro.

7. Calcolo della distanza dal supermercato a casa

Noi abbiamo seguito questo procedimento:

  • Abbiamo fatto una lista dei supermercati più comuni
  • Siamo andati sul sito www.google.it e abbiamo scelto l’opzione mappe e abbiamo cercato i nomi dei supermercati in tutt’Italia
  • Abbiamo sommato il numero dei vari supermercati
  • Abbiamo calcolato la densità media dei supermercati in Italia,effettuando il seguente procedimento:

formula

In base a questo risultato ipotizziamo che una persona in media percorre 19 km per andare al megastore e 19 km per tornare a casa.

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