Soluzioni biobased

Ecco i nuovi materiali che usano una base biologica. Dai cardi alla barbietola. Inseriscono un processo produttivo all’interno dei cicli naturali, rispettandoli e ripristinando quel capitale “verde” che oggi viene dissipato

 

immagine di biopolimeri in laboratorio

Uno dei settori più affascinanti dell’economia circolare è la bioeconomia, una disciplina ormai stabile in quelli che sono, secondo l’Unione Europea, i settori più consolidati come l’agricoltura, la pesca, la forestazione. Negli ultimi anni stanno emergendo metodologie, specialmente a livello industriale, che potrebbero risolvere molti problemi ambientali ed economici, legati alla chimica così come la conosciamo oggi e più in generale al mondo della produzione. Si tratta dell’universo dei materiali su base biologica, che hanno come dato caratteristico quello d’inserire un processo produttivo all’interno dei cicli naturali, nel tentativo di rispettarli visto che hanno come origine, e destinazione, la biosfera. Dovrebbero quindi ripristinare quel “capitale naturale” che oggi dissipiamo, indebitando le future generazioni. Il giro d’affari delle attività legate ai soli biomateriali nell’Unione Europea nel 2014 è stato di 130 miliardi di euro, con 400mila addetti. Ed è un settore che sarà in sicura crescita visto che la richiesta di plastiche europea è di 47 milioni di tonnellate l’anno, mentre a livello mondiale si tratta di sostituire il 6% del consumo mondiale di petrolio che viene impiegato per la realizzazione della plastica a base fossile.

Tra l’altro la plastica fossile, così come la conosciamo oggi, ha un costo. Costo che l’Unep, l’Agenzia per l’ambiente delle Nazioni Unite, ha stimato, ed è con ogni probabilità una stima per difetto, in 75 miliardi di dollari l’anno in termini di capitale naturale, ossia di risorse che il Pianeta non riesce a rinnovare. E si tratta di costi ben nascosti, che nell’immaginario collettivo sono connessi solo a fenomeni come la plastica in mare, ma è una visione parziale. Già, perché in realtà il 75% di questi costi deriva dall’estrazione del petrolio e solo il 25% dalla fine vita del prodotto. Chiaro quindi che le indispensabili strategie legate al riciclo possono anche essere molto spinte, ma vanno a intaccare solo una fetta dell’impatto complessivo delle plastiche. Volendo ragionare per eccesso, quindi, se fosse possibile realizzare una plastica biodegradabile al 100% d’origine fossile eviteremmo solo un quarto dei costi legati all’utilizzo di questi materiali.

In questo scenario è ovvio che il settore delle bioeconomia stia catalizzando l’attenzione degli investitori, che si trovano però di fronte a un forte bisogno di innovazione e quindi di ricerca. L’universo delle plastiche, infatti, è composto da circa una cinquantina di tipologie, alle quali si sovrappongono una dozzina di processi di lavorazione, il tutto per migliaia di prodotti che soddisfano le esigenze più diverse. Basta guardarsi attorno per verificare con i propri occhi quanti oggetti realizzati con plastiche diverse ci circondano ogni giorno. Il futuro necessario è quello della sostituzione delle plastiche di origine fossile con quelle realizzate da biomateriali che possono essere “riassorbite”, senza danni, dall’ambiente, come tutti i materiali d’origine organica, ma soprattutto provenendo dai cicli naturali fanno parte del capitale naturale e al loro fine vita lo reintegrano.

«È necessario un cambio di paradigma – spiega Lucia Gardossi, docente di chimica organica all’università di Trieste e membro del direttivo del cluster tecnologico nazionale per la chimica verde – Serve una nuova generazione di materiali non solo biodegradabili, ma che non siano più basati sul petrolio e quindi bio based, sul carbonio rinnovabile. La sfida è questa: creare i nuovi polimeri, le plastiche e i materiali orientati in questa direzione». E quindi serve ricerca e innovazione per sostituire le decine di polimeri fossili usati ogni giorno. E le plastiche bio based possono essere una soluzione che ha già solide fondamenta. Le plastiche rinnovabili, infatti, esistono già da decenni, come quelle derivate, per esempio, dalle proteine del latte, oppure la viscosa che è stata inventata alla fine dell’800 ed è prodotta da materiali vegetali.

Le strategie del mondo della ricerca per sostituire le plastiche fossili sono diverse. In alcuni casi si prendono biopolimeri naturali, come l’amido e la cellulosa e li si modifica per renderli adatti all’utilizzo che se ne vuole fare. In altri casi si usano le biotecnologie, ossia si utilizzano microorganismi che hanno un metabolismo modificato e che nutrendosi di zuccheri semplici, oppure di sottoprodotti dell’industria alimentare o agricola, fanno fermentare queste fonti di carbonio producendo dei building blocks d’origine rinnovabile, ossia dei mattoncini che sostituiscono quelli realizzati normalmente utilizzando processi a base di petrolio, nelle metodologie di sintesi dei polimeri.

«Il concetto di fondo è quello di prendere spunto da ciò che avviene in natura, dove i processi chimici avvengono in condizioni blande – prosegue Gardossi – Controllando con attenzione il processo si ottiene una grande selettività nella trasformazione chimica. E ciò significa che si hanno meno scarti di materia prima, per cui si ha una migliore efficienza, in questo caso del composto di partenza». Si tratta di una filosofia sia di ricerca, sia di processo, che non si improvvisa e sulla quale è necessario che si innestino competenze biotecnologiche e chimiche consolidate che l’Italia possiede. Giulio Natta, assieme a Karl Ziegler, ottenne nel 1963 il premio Nobel per la chimica grazie agli studi sui catalizzatori dei polimeri, mentre in tempi più recenti, negli anni Ottanta, una serie d’imprenditori, uno fra tutti Raul Gardini, avevano già individuato le grandi possibilità di sinergia fra il mondo agricolo e quello manifatturiero. E non si tratta solo di tradizioni passate.

L’Italia in questo campo è capofila sia sotto il profilo delle imprese, sia dal punto di vista legislativo. Nel 2011 siamo stati i primi al mondo a bandire gli shopper insostenibili fatti di plastica fossile. Ed è stata una novità così dirompente che l’Unione Europea sta studiando per trasformare questa nostra normativa in una direttiva, mentre nel frattempo il tessuto industriale italiano che ruota intorno ai materiali bio based è in fermento. Oltre alla capofila Novamont, infatti, c’è tutto un tessuto di piccole e medie imprese che sta accumulando, e usando, decine di brevetti innovativi sui nuovi materiali basati sul carbonio rinnovabile, sia per trovare materiali innovativi, sia per creare nuovi modelli di business per il mondo agricolo che siano in grado di integrare il reddito dei coltivatori. Usare cardi coltivati con nessun fertilizzante e poca acqua su terreni incolti e marginali, come fa Novamont in Sardegna, oppure produrre polimeri di valore dagli scarti della barbabietola da zucchero, come succede in Emilia Romagna, significa incrociare le filiere con profitti per entrambe e per l’ambiente. Bisogna però tenere d’occhio il contesto. Non si può ripetere l’errore dei biocarburanti di prima generazione, che entrarono in competizione con l’agricoltura food. Per cui anche nel caso dei biomateriali l’imperativo è: usarne meno possibile e con intelligenza.        

(L’autore ringrazia Mario Bonaccorso)