Naturalmente buono? Alla ricerca di nuove materie prime di origine biologica per l’industria

Frakta vuol dire trasporto – ed è esattamente ciò a cui è destinata la borsa che risponde a questo nome. Grande, robusta e facile da pulire, la borsa della spesa della catena di distribuzione di arredamento svedese IKEA, diventata un’icona, si può trovare in molte case. Può avere gli usi più svariati, tra cui conservare bottiglie e traslocare o come cesto per il bucato, sacchetto per fare la spesa o persino come sostituto della valigia. Attualmente questa borsa multiuso è realizzata con un materiale plastico a base di petrolio, in parte ottenuto da polipropilene vergine. Molto presto ci sarà però un cambiamento: IKEA intende produrre entro il 2020 tutti i suoi prodotti in plastica – tra cui borse per trasportare, giocattoli per bambini e scatole per riporre oggetti – con materiali rinnovabili e/o riciclati. Non sarà un compito facile. Per le applicazioni in settori sensibili, come ad esempio gli imballaggi per alimenti o i giocattoli per bambini in particolare, i requisiti di carattere sanitario rendono l’utilizzo della plastica riciclata così com’è oggi impraticabile. Occorrono delle alternative. “Qui stiamo cercando di sostituire i materiali plastici ottenuti dal petrolio con quelli realizzati con materie prime rinnovabili. Ciò potrebbe voler dire polimeri di origine al 100 percento biologica, come il polilattato, oppure diverse combinazioni tra una serie di materiali biologici. In alcuni casi un possibile primo passo potrebbe anche essere ricorrere a miscele con materiali plastici derivanti dal petrolio,” spiega Puneet Trehan, a capo della Divisione Innovazione e Sviluppo dei Materiali di IKEA. L’obiettivo iniziale, afferma, è una percentuale di materiale di origine biologica pari al 40-60 percento.

Sostanze per integrare il petrolio grezzo

Bio- al posto di petro-: IKEA non è l’unica azienda impegnata per l’affermazione della bioplastica. A circa 100 anni di distanza dall’invenzione della prima plastica interamente sintetica, la Bachelite, che fu presto seguita da migliaia di altri tipi, gli scienziati e i produttori stanno ora spostando il fulcro delle loro ricerche in una nuova direzione. I prodotti di domani dovrebbero essere di qualità elevata ma ottenuti da risorse rinnovabili, organismi vegetali, rifiuti organici o microorganismi.
La casa produttrice di giocattoli LEGO, ad esempio, ha dichiarato che a partire dal 2030 intende produrre i propri mattoncini da costruzione con plastica ottenuta da materiali alternativi . Per poter raggiungere questo obiettivo, nel 2015 la società ha annunciato la decisione di investire l’equivalente di circa €135 milioni per finanziare il proprio Centro per i Materiali Sostenibili. Nel 2009 la Coca­Cola Company ha lanciato la tecnologia PlantBottleTM e l’ha successivamente in breve tempo concessa in licenza ad altre grosse aziende, come la H.J. Heinz, che produce ketchup, e la Ford Motor Company. La bottiglia di polietilene tereftalato (PET) è inizialmente costituita dal 30 percento di materiale di origine vegetale. L’obiettivo di Coca­Cola è quello di produrre la PlantBottle utilizzando esclusivamente risorse rinnovabili. Nell’arco dei prossimi dieci anni ciò dovrebbe avvenire per tutte le bottiglie di plastica PET che rappresentano circa il 60 percento di tutti gli imballaggi della Coca­Cola.

Abbassare le emissioni di anidride carbonica

L’economia basata sui combustibili fossili si sta avvicinando sempre di più ai propri limiti. I cambiamenti climatici e la necessità a essi legata di ridurre i gas serra dimostrano che è giunta l’ora di un ripensamento generale. “I prodotti di origine biologica sono attualmente l’unica alternativa. Senza la bioeconomia l’obiettivo a lungo termine dei paesi del G7 di eliminare le emissioni di anidride carbonica non è probabilmente raggiungibile,” afferma il Prof. Waldemar Kütt, a capo dell’unità Prodotti e Processi Biologici presso la Direzione Generale per la Ricerca e l’Innovazione della Commissione Europea. Il motivo è dato dal fatto che i vegetali assorbono anidride carbonica dall’atmosfera attraverso la fotosintesi. “Quando utilizziamo questo carbonio ottenuto da vegetali o da biomassa microbica nella realizzazione dei nostri prodotti, sottraiamo CO2 dall’ambiente, in armonia col ciclo biologico naturale del carbonio. Questo non è il caso del petrolio, che si è formato nel corso di milioni di anni e non offre alcun vantaggio per la riduzione delle emissioni di CO2,” spiega Ramani Narayan, Professore di Ingegneria Chimica e Scienza dei Materiali presso la Michigan State University, negli USA.
Il petrolio non sarà sostituito completamente, ma anche una sua sostituzione parziale è un passo avanti positivo nella riduzione della nostra impronta di carbonio. “Se solo il 20 percento del carbonio presente nei 37,5 milioni circa di tonnellate di PET utilizzate per produrre bottiglie in tutto il mondo fosse sostituito da carbonio di origine biologica, esso assorbirebbe 17,2 milioni di tonnellate di CO2, eliminandola dall’ambiente. Ciò equivarrebbe a un risparmio di circa 40 milioni di barili di petrolio,” spiega Narayan.

La plastica biodegradabile è utilizzata tra l’altro per i sacchetti dei rifiuti organici e nei teli per pacciamatura nell’agricoltura. La plastica compostabile di BASF, ecovio®, sta dimostrando i vantaggi che è in grado di offrire nel settore dell’agricoltura in Cina. In Cina la tecnica convenzionale dell’utilizzo di teli per pacciamatura realizzati in polietilene non biodegradabile sta diventando un grave problema ambientale. Il materiale in pellicola aiuta le piante a crescere, conservando il calore e l’umidità presenti nel suolo, ma tutta la plastica resta sotto forma di piccole strisce sottili nei campi. Quando vengono arati, i pezzi di plastica ostacolano la crescita delle radici e abbassano così la resa dei futuri raccolti.
Gli agricoltori che sono passati all’utilizzo di teli per pacciamatura biodegradabili realizzati con ecovio sono stati in grado di far aumentare nuovamente la propria resa. Ciò è stato anche dimostrato da esperimenti su vasta scala che BASF conduce da anni in collaborazione con partner e organizzazioni a livello locale. In un campo di prova coltivato a patate della provincia di Guangdong, ad esempio, la resa è stata incrementata del 18 percento, riducendo anche i costi del raccolto dell’11 percento.

Strategie politiche

Date le risorse limitate, come si possono assicurare a una popolazione in crescita beni essenziali quotidiani come il cibo e l’energia in quantità sufficiente? I decisori politici e l’industria alla ricerca di risposte a una domanda chiave del 21° secolo guardano alla bioeconomia. Tutti i paesi del G7 hanno lanciato iniziative collegate a questo tema e alcuni di loro hanno dato avvio a strategie decisive. Il governo U.S.A., ad esempio, ha pubblicato nel 2012 il National Bioeconomy Blueprint (Programma Nazionale di Bioeconomia), in cui si dichiara che la ricerca e la commercializzazione nel campo delle bioscienze è “uno dei principali motori” della crescita economica in America. Lo stesso anno il Giappone ha approvato la Strategia di Industrializzazione della Biomassa, un piano d’azione che indica sette iniziative, con tempi e obiettivi chiari. Le politiche del Giappone hanno come scopo quello di far avanzare lo sviluppo di nuove tecnologie di bioraffineria, così come risorse biologiche come le microalghe. L’obiettivo a medio termine è dato dalle nuove tecnologie industriali, mentre la priorità a breve termine è quella di assicurare forniture energetiche di origine biologica.

La questione della sostenibilità

Il passaggio verso la bioeconomia è anche però oggetto di discussioni critiche. Argomenti quali “cibo contro carburante”, lo sfruttamento del suolo e il corrispondente impiego di risorse per la coltivazione e delle condizioni eque di lavoro giocano un ruolo fondamentale nel dibattito attuale sulle risorse rinnovabili. Oggi vi sono segni che portano a pensare che le biomasse di seconda generazione – costituite da materie prime non commestibili – stanno diventando sempre più importanti. Anche se ciò non vuol dire che l’olio di colza (canola), il mais e materiali simili della prima generazione siano stati automaticamente sostituiti. “La bioeconomia e le bioindustrie hanno il potenziale per poter fornire una quantità sufficiente di alimenti, carburanti, fibre e altri materiali che rispondano alle nostre necessità, se sono sviluppate nel modo giusto,” afferma Joanna Dupont­Inglis, Direttore di Biotecnologia Industriale presso EuropaBio. “Non vi sarà però una risposta ‘in taglia unica’, perché la bioeconomia è incredibilmente diversificata e perciò in aree geografiche diverse hanno senso materie prime diverse per applicazioni diverse. Siamo inoltre sicuri che vedremo nuove soluzioni sia per ridurre al minimo i rifiuti che per sfruttare maggiormente quelli che non sono evitabili.”
Nylon ottenuto dal legno, pneumatici dal tarassaco, lubrificanti dai cardi – la biomassa di seconda generazione è data prevalentemente da vegetali non commestibili, rifiuti e residui organici. Secondo l’ONU, si creano ogni anno sotto forma di residui dell’agricoltura circa 5 miliardi di tonnellate di biomassa. Poiché questa biomassa non è idonea all’alimentazione, si può utilizzare come materia prima.