Dai tannini del legno una plastica bio-based
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Nella lotta al cambiamento climatico il mondo delle materie plastiche è da tempo sotto osservazione. Due aspetti suscitano attenzione e preoccupazione. Da un lato, l’origine fossile dei materiali (la maggior parte delle plastiche deriva dal petrolio), dall’altro la loro gestione a fine vita. Il problema, tuttavia, non è tanto la quantità di petrolio utilizzata per produrre plastica (circa il 4-5% del totale estratto ogni anno), quanto piuttosto cosa fare della plastica una volta terminato il suo ciclo d’uso.
Con Andrea Castrovinci, responsabile del Laboratorio di ingegneria dei materiali polimerici cerchiamo di fare chiarezza su termini troppo spesso mal interpretati, anche a causa di un marketing fuorviante che ci spinge a credere che “biodegradabilità” sia un concetto applicabile indifferentemente a molti oggetti, come fossero tutti una buccia di banana. Ma biodegradabili possono essere anche manufatti polimerici derivanti dal petrolio.
Non basta gettare un materiale indicato come “biodegradabile” nell’ambiente perché scompaia magicamente. Castrovinci precisa che “la biodegradazione richiede specifiche condizioni di temperatura, umidità e presenza di microrganismi, che si trovano solo in impianti di compostaggio controllato. Una corretta gestione dei rifiuti, anche di quelli indicati come biodegradabili, è quindi indispensabile perché la degradazione avvenga realmente”.
Accanto a riciclo e biodegradabilità si colloca il concetto di bio-based, che guarda all’inizio della catena del valore. Un materiale è bio-based quando non deriva da fonti fossili, ma da risorse rinnovabili, idealmente provenienti da scarti o sottoprodotti e non da materie prime destinate all’alimentazione. Esempi di bio-polimeri già affermati sono il PLA (acido polilattico) e alcuni nylon sintetizzati da olio di ricino. In questi casi l’obiettivo è ridurre la dipendenza dal petrolio senza compromettere le prestazioni del materiale e ottenere un bilancio di emissioni di carbonio più sostenibile.
“Alla SUPSI stiamo lavorando in questa direzione con un progetto finanziato dalla Confederazione attraverso il programma InnoBooster, in collaborazione con l’azienda di giocattoli Geomag e Federlegno. L’obiettivo è sintetizzare un nuovo polimero a partire dai tannini, sostanze naturali estraibili dagli scarti della lavorazione del legno. In questo modo con la sostituzione di materie prime fossili con risorse rinnovabili, otteniamo un bilancio di carbonio più sostenibile”.
Il tannino, che normalmente trova impiego nella concia delle pelli o come residuo di basso valore nelle filiere del legno, viene qui valorizzato come materia prima per una plastica bio-based. Il processo non è tra i più semplici: i ricercatori partono da una soluzione liquida di tannini, la trattano in laboratorio in piccoli reattori chimici cercando di far reagire le molecole per ottenere una macromolecola polimerica. Il tutto utilizzando una quantità di catalizzatori minima, che non alterano la natura “green” del materiale.
“Il nostro lavoro è ancora esplorativo”, spiega Castrovinci, “mira a verificare la fattibilità chimica e tecnologica di un percorso che, se promettente, potrà essere sviluppato su scala industriale”. Il progetto si inserisce nel percorso di innovazione di Geomag, azienda di giocattoli già da tempo impegnata nell’uso di energia rinnovabile e plastica riciclata per i propri prodotti. L’obiettivo è sostituire le plastiche di origine petrolifera con materiali derivati interamente da fonti rinnovabili, senza aumentare i costi per il consumatore.
I risultati preliminari sono incoraggianti: il nuovo materiale punta a ridurre ulteriormente l’impatto climatico (CO₂ equivalente) rispetto ai composti oggi in uso.
D’altra parte, il coinvolgimento di Federlegno è cruciale: l’associazione aiuta a individuare i fornitori locali di tannini all’interno della catena del legno ticinese, creando un circuito territoriale di valore aggiunto.
Non basta gettare un materiale indicato come “biodegradabile” nell’ambiente perché scompaia magicamente. Castrovinci precisa che “la biodegradazione richiede specifiche condizioni di temperatura, umidità e presenza di microrganismi, che si trovano solo in impianti di compostaggio controllato. Una corretta gestione dei rifiuti, anche di quelli indicati come biodegradabili, è quindi indispensabile perché la degradazione avvenga realmente”.
Accanto a riciclo e biodegradabilità si colloca il concetto di bio-based, che guarda all’inizio della catena del valore. Un materiale è bio-based quando non deriva da fonti fossili, ma da risorse rinnovabili, idealmente provenienti da scarti o sottoprodotti e non da materie prime destinate all’alimentazione. Esempi di bio-polimeri già affermati sono il PLA (acido polilattico) e alcuni nylon sintetizzati da olio di ricino. In questi casi l’obiettivo è ridurre la dipendenza dal petrolio senza compromettere le prestazioni del materiale e ottenere un bilancio di emissioni di carbonio più sostenibile.
“Alla SUPSI stiamo lavorando in questa direzione con un progetto finanziato dalla Confederazione attraverso il programma InnoBooster, in collaborazione con l’azienda di giocattoli Geomag e Federlegno. L’obiettivo è sintetizzare un nuovo polimero a partire dai tannini, sostanze naturali estraibili dagli scarti della lavorazione del legno. In questo modo con la sostituzione di materie prime fossili con risorse rinnovabili, otteniamo un bilancio di carbonio più sostenibile”.
Il tannino, che normalmente trova impiego nella concia delle pelli o come residuo di basso valore nelle filiere del legno, viene qui valorizzato come materia prima per una plastica bio-based. Il processo non è tra i più semplici: i ricercatori partono da una soluzione liquida di tannini, la trattano in laboratorio in piccoli reattori chimici cercando di far reagire le molecole per ottenere una macromolecola polimerica. Il tutto utilizzando una quantità di catalizzatori minima, che non alterano la natura “green” del materiale.
“Il nostro lavoro è ancora esplorativo”, spiega Castrovinci, “mira a verificare la fattibilità chimica e tecnologica di un percorso che, se promettente, potrà essere sviluppato su scala industriale”. Il progetto si inserisce nel percorso di innovazione di Geomag, azienda di giocattoli già da tempo impegnata nell’uso di energia rinnovabile e plastica riciclata per i propri prodotti. L’obiettivo è sostituire le plastiche di origine petrolifera con materiali derivati interamente da fonti rinnovabili, senza aumentare i costi per il consumatore.
I risultati preliminari sono incoraggianti: il nuovo materiale punta a ridurre ulteriormente l’impatto climatico (CO₂ equivalente) rispetto ai composti oggi in uso.
D’altra parte, il coinvolgimento di Federlegno è cruciale: l’associazione aiuta a individuare i fornitori locali di tannini all’interno della catena del legno ticinese, creando un circuito territoriale di valore aggiunto.