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Bioplastiche e biopolimeri. Qualche riflessione
Posted by Aurora Magni on 02/09/2019 - 2 commenti - view count: 171
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Secondo il rapporto Top 10 Emerging Technologies 2019 del World Economic Forum (WEF), le bioplastiche sono al primo posto nella ricerca e negli investimenti delle imprese, prima di robototica, miniaturizzazione di software e dispositivi, studi sul comportamento delle proteine nella diffusione di malattie tumorali e smart farmaci, reattori nucleari più sicuri e altro ancora.

In fondo la cosa non sorprende: la consapevolezza dell’entità dell’inquinamento da plastica e le nuove sensibilità ambientaliste connesse in particolare alla circular economy si sono tradotte/si stanno traducendo sempre più in ricerca e realizzazione di beni di consumo che sostituiscano quelli ritenuti critici, la plastica per prima. Nel frattempo le conoscenze scientifiche e le tecnologie di industrializzazione nella trasformazione mediante chimica e soprattutto biotecnologie delle biomasse, hanno creato le basi per un balzo in avanti nei processi di industrializzazione di quelle che, fino a qualche anno fa erano produzioni di nicchia o sogni nel cassetto. Se poi si aggiungono interventi legislativi (l’obbligo di utilizzo dei sacchetti compostabili nella distribuzione) e campagne di facile impatto come ‘le spiagge plastica free’ che abbiamo visto essere molto di moda questa estate, il gioco è fatto.

La necessità di alternative a base biologica alle materie plastiche tradizionali appare del resto abbastanza ovvia: se oggi produciamo annualmente circa 400 milioni di tonnellate annue di prodotti di plastica, entro il 2050 i volumi saranno triplicati se non si introducono materiali alternativi e se non si attua un sistematico piano di riciclo (oggi la quota di plastica riciclata è valutata intorno ad un  modesto  15%).

I dati relativi alla crescita delle bioplastiche sono noti: la produzione 2018 è stata quantificata intorno ai 2,1 milioni di tonn e ci si aspetta una crescita a 2,6 milione di tonn nei prossimi 2 anni (fonte: nova Institute). Secondo lo studio,  il segmento tessile pesa oggi il 16% della produzione totale e si posiziona al secondo posto per priorità di utilizzo dopo il packaging rigido a cui è destinato ben il 47% della produzione. Automotive e trasporti solo invece al terzo posto seguiti dagli imballaggi flessibili. Naturalmente le quantità indicate sono riferite tanto a materiali biodegradabili quanto a polimeri (biobased compresi) non  biodegradabili e che oggi rappresentano il 50% della produzione.

Un percorso in accelerazione

Le applicazioni più ricorrenti dei nuovi materiali bio based riconducono in primo luogo al packaging: dai sacchetti per la spesa ai flacconi per prodotti liquidi passando per contenitori per alimenti e bibite e in questo ambito si registrano i risultati più significativi sia in termini di soluzioni tecniche che di sperimentazione di filiere integrate (raccolta-riciclo-nuovi prodotti). Ma la partita, in parte ancora tutta da giocare, riguarda i polimeri a cui si richiede una performance di durata e resistenza maggiore rispetto al prodotto monouso ma anche biodegradazione e/o riciclabilità. E questo è l’ambito che riguarda industria tessile e compositi.  

Le opzioni di bioplastica attualmente disponibili - principalmente a base di mais, canna da zucchero o grassi e oli usati – non sempre hanno  la necessaria resistenza meccanica e le caratteristiche estetiche che ne consentano l’applicazione oltre l'imballaggio base. Problematiche che aumentano quando si tratta di filati che devono avere le caratteristiche estetiche e funzionali che la moda e le applicazioni tecniche richiedono: resistenza, stabilità dimensionale, tangibilità etc. Ma poiché la domanda incalza, è solo questione di tempo.

Gli sforzi si stanno concentrando in particolare su  PHAs (poliidrossialcanoati) e PLA (acido polilattico). I PHA sono poliesteri  a base biologica e biodegradabili e presentano una vasta gamma di proprietà fisiche e meccaniche,  sono in fase di sviluppo da un po' di tempo e ora stanno entrando nel mercato con capacità di produzione che quadruplicheranno nei prossimi cinque anni.  Ci si attende anche una crescita significativa del PLA, un materiale molto versatile che presenta eccellenti proprietà barriera. I PLA ad alte prestazioni possono essere un sostituto ideale per diverse plastiche convenzionali a base fossile come polistirolo e polipropilene. In altre  parole, mercato in crescita, grandi investimenti per la ricerca e player internazionali di peso. I nomi sono quelli che contano: dalla tedesca BASF alla brasiliana Braskem, dalla franco olandese Total Corbion alle americane NatureWorks e Genomatica. In Italia la partita è giocata da Novamont, Versalis, Bio-on (oggetto quest’ultima di una recente controversia con il fondo speculativo newyorchese Quintessential Capital Management che ha sollevato dubbi sulla reale capacità produttiva dell’azienda bolognese con conseguenze sulle quotazioni in borsa della stessa). E poi ci sono le esperienze ‘di nicchia’ che si rivolgono alla moda e di cui ci siamo più volte interessati: Vegea (scarti dell’industria vinicola), Frumat (le mele dell’Alto Adige), i polimeri prodotti dal micele di  Mogu. E, naturalmente, i progetti di ricerca sostenuti dai bandi ,europei. Ne citiamo due.

Next Technology Tecnotessile, in quanto partner del progetto BIO4SELF ha collaborato allo sviluppo di compositi polimerici auto-rinforzati completamente biobased grazie a PLA  combinato con nanofibrille di bioLCP, resine a elevate prestazioni di origine vegetale. Il risultato è un materiale termoplastico leggero di elevata rigidità e resistenza ad elevata riciclabilità applicabile a settori come l’arredo e l’automotive.

Il progetto UE GRETE-Green Chemicals and Technologies for the wood-to-textile value chain  vede invece coinvolta per l’Italia la società Material Connexion (Milano) e ha l’obiettivo di sviluppare materiali tessili a basso impatto ambientale partendo dalla polpa di legno e potenziando così le capacità produttive della filiera della bioraffineria.

La scommessa della biodegradazione

Un fatto è ormai acquisito: è possibile svincolare l’industria della plastica da combustibili fossili e ottenere plastica da fonte rinnovabile. E una plastica che non nasce dal petrolio ma da cereali o verdure è sicuramente più simpatica, si offre ad una nuova narrazione, qualifica come green l’industria che la produce. L’industria del design e della moda l’ha capito perfettamente e infatti cresce la domanda di tessuti, finte pelli ed accessori da fonte rinnovabile. A volte questi nuovi materiali sono anche biodegradabili, cioè – sottoposti a determinate condizioni ambientali (presenza/assenza di ossigeno, trattamenti enzimatici etc) si disgregano in una determinata percentuale in un certo lasso di tempo, come descritto dalle normative di riferimento. Tutto a posto quindi?

Non esattamente. L’enfasi posta sulla biodegradazione di bicchieri e cannucce può essere fraintesa e generare l’idea che questi oggetti possano, in quanto biodegradabili, dissolversi spontaneamente a contatto con aria e terreno. I consumatori avranno capito che serve una filiera di recupero, selezione, stoccaggio, conferimento a centri specializzati? E se è complicato per un bicchierino da caffè immaginiamo come lo sia per una Tshirt. Per questo se i problemi tecnici relativi all’ingegnerizzazione del polimero sono seri altrettanto importante è disegnare la filiera e il flusso gestionale dei materiali, dalla culla alla culla, appunto. Problema non semplice per i rifiuti post produzione e che diventa enorme per i rifiuti post-consumo.

E ancora: biodegradazione o riciclo?

E’ opportuno infatti ricordare l’ordine di priorità nella gestione dei prodotti a fine vita alla base della circular economy. Al primo posto si indica il riciclo: il valore materico ed energetico di un materiale, la sua impronta ambientale, devono essere sfruttati al massimo dando vita ad altri prodotti. Solo quando si è verificato l’impossibilità di ottenere altro valore si può parlare di ‘rifiuto’. Due le strade virtuose: ritorno alla terra del rifiuto utilizzato come fertilizzante o termovalorizzazione per produrre energia. La discarica è davvero l’ultima opzione.

E’ meglio quindi concentrarci su plastiche riciclabili enne volte rinunciando alla biodegradazione?

A questo punto si può obiettare, non senza ragione, che nel dibattito nell’industria tessile  la biodegradabilità di un polimero è funzionale soprattutto a mitigare il problema dell’inquinamento da micro plastica dispersa durante i lavaggi del capo. Salvo condizioni progettuali particolari, il fine vita di una giacca  non può essere affrontato con la sua biodegradazione, servono altre strategie. Tutto giusto. Il rischio che si incappi in greenwashing non è infondato. Come riconoscere e valorizzare i polimeri che garantiscano nel contempo funzionalità del prodotto fabbricato e l’efficace degradazione in ambiente marino? I produttori di fibre stanno investendo tanto per risolvere questo problema e questo ci rende ottimisti. Certo la strada da fare è ancora tanta.

 


  
Posted by Aurora Magni on 02/09/2019
Filed under fatti/attualità

Commenti
By Redazione Blumine on 03/09/2019 21:03
Notizia appena arrivata in redazione. Riguarda il progetto PHA-STAR, fortemente legato al territorio lombardo, che ha permesso di arrivare, dopo due anni di ricerca, alla produzione di particolari biopolimeri, i poliidrossialcanoati (PHA), utilizzando sottoprodotti di scarto della filiera lattiero-casearia lombarda per la creazione di oggetti di eco-design, creando un ciclo virtuoso in piena economia circolare. Nell’impianto pilota, situato nella sede di Agromatici, i ricercatori hanno realizzato bioplastiche biodegradibili con l’utilizzo di microgranuli ottenuti da fermentazione batterica alimentata dal siero di latte, in parte scartato dalla filiera industriale come rifiuto speciale e quindi sottoposto a uno smaltimento particolare e costoso. Il progetto è realizzato dal gruppo di ricerca Ricicla del Dipartimento di Scienze Agrarie ed Ambientali (DISAA) dell’Università degli Studi di Milano, da Agromatrici, start up della Lomellina impegnata nel recupero delle biomasse e nello sviluppo di soluzioni per la valorizzazione e recupero di scarti e rifiuti e dal Consorzio Italbiotec, primo ente italiano no-profit nel settore delle biotecnologie industriali che eroga servizi di formazione, ricerca e sviluppo d’impresa.



By Fabio Guenza on 05/09/2019 11:58
Ottime notizie!!! Molto interessante il punto del compromesso biodegradazione/riciclo. Non va dimenticato che oggi non c'è ancora la garanzia che le materie prime bio based non derivino da terreni strappati alle foreste pluviali.




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