Oggi le plastiche biobased stanno emergendo come alternativa ai polimeri derivati dal petrolio. Di fronte alle sfide ambientali poste dall’estrazione delle risorse fossili, rappresentano un modo per ridurre l’impatto della produzione di plastica sull’ambiente.
Non sono necessariamente biodegradabili, ma in molti casi eliminano la necessità di utilizzare il petrolio come materia prima.
Plastiche biobased: definizione
Quando utilizziamo il termine biobased come definito dalla norma EN 16575:2014, consideriamo la percentuale del prodotto che deriva dalla biomassa. Questa origine può essere totale o parziale, in quanto nessuno standard attualmente specifica il contenuto minimo che un materiale deve contenere per qualificarsi per questa denominazione.
La biomassa utilizzata per la produzione di plastiche di origine biologica proviene da diverse fonti, tra cui l’agricoltura e l’industria alimentare. Nelle varie fasi di lavorazione della biomassa, la fermentazione batterica di zuccheri di diversa origine è il punto chiave.
È attraverso questi processi che si ottengono le molecole piattaforma della chimica verde, che possono poi essere utilizzate come monomeri per la produzione di plastiche di origine biologica.
Le biomasse utilizzate possono essere molto varie e sono generalmente classificate per generazione in base al modo in cui vengono prodotte o ottenute:
- 1a generazione (utilizzando le risorse alimentari) :
- Oli vegetali: soia, palma, girasole, ricino, colza, ecc.
- Amido: mais, grano, patata, tapioca, ecc.
- Glucosio: canna da zucchero, barbabietola, ecc.
- Seconda generazione (utilizzando risorse non alimentari) :
- Biomassa lignocellulosica: legno, co-prodotti o rifiuti dell’agricoltura o dell’industria del legno (bagassa di canna da zucchero, paglia, ecc.).
- Rifiuti urbani: rifiuti organici, acque reflue, ecc.
- Terza generazione (colture senza suolo, non alimentari) :
- Microrganismi: microalghe, batteri, funghi, lieviti, ecc.
L’uso di biomassa di prima generazione è stato per anni controverso, a causa della sua potenziale competizione con gli usi alimentari e del suo impatto sulla superficie di terreno arabile utilizzata.
Tuttavia, la coltivazione dedicata di biomassa per la produzione di plastica è attualmente marginale, rappresentando solo lo 0,02% del terreno arabile:
Inoltre, lo sviluppo di queste plastiche non dovrebbe aumentare la quantità di terreno agricolo necessario per la loro produzione. Infatti, con l’utilizzo di biomasse di seconda e terza generazione, attualmente in fase di sviluppo e industrializzazione, le materie prime richiederanno sempre meno risorse alimentari e terreni.
Attualmente numerosi progetti stanno cercando di produrre polimeri come i PHA dai rifiuti (vedi i progetti URBIOFIN e WOW!) per limitare l’uso di materie prime nobili, migliorare il recupero dei rifiuti e promuovere così un’economia circolare.
Materiali e standard
Le plastiche biobased rappresentano oggi la stragrande maggioranza delle bioplastiche prodotte in tutto il mondo(vedi il nostro ultimo aggiornamento). Alcune sono equivalenti chimici di polimeri esistenti(PET, PE o PA di origine biologica), mentre altre offrono strutture innovative e spesso biodegradabili(PLA, PHA, PBS, ecc.), anche se queste due funzionalità non sono collegate.
Per quantificare il contenuto di biomassa delle plastiche biobased si utilizzano principalmente due standard:
- Lo standard ASTM D6866 / ISO 16620-2, che misura il livello di carbonio rinnovabile in un solido, un liquido o un gas mediante l’analisi al radiocarbonio. Tuttavia, questo standard è limitato agli atomi di carbonio.
- Standard EN 16785-1, che determina il contenuto biobased utilizzando il radiocarbonio e l’analisi elementare. Questo standard prende in considerazione anche gli atomi di O, N e H.
Questi standard forniscono la prova del contenuto biobased di materie prime, composti o prodotti finiti.
Diverse etichette commercializzate dagli enti di certificazione permettono inoltre di comunicare i risultati ottenuti, generalmente partendo da un contenuto biobased del 20%.
Vantaggi dell’utilizzo di plastiche biobased
Il principale vantaggio dell’utilizzo di plastiche di origine biologica è di tipo ambientale. La loro produzione parziale o totale da biomassa le rende più efficienti in termini di criteri ambientali come il cambiamento climatico (emissioni di gas serra) e l’uso di risorse fossili(vedi il nostro articolo su questo argomento). In questo modo, consentono di riciclare la biomassa (rifiuti, co-prodotti, ecc.) e di ridurre la dipendenza del settore della plastica dal petrolio.
Da un punto di vista tecnico, le plastiche biobased con una struttura identica a quella dei polimeri a base di petrolio avranno le stesse proprietà e richiederanno quindi un investimento minimo per il loro utilizzo. I polimeri con strutture nuove e innovative hanno proprietà specifiche che permettono loro di acquisire nuove funzionalità, come la biodegradabilità in alcuni casi.
Informazioni su NaturePlast NaturePlast è un’azienda francese con sede in Normandia (Ifs – 14), specializzata in bioplastiche. Con oltre 10 anni di esperienza in questo settore, dispone del più ampio portafoglio di materie prime e composti di origine biologica e/o biodegradabile in Europa. Con la sua filiale BiopolyNov, inoltre, supporta i produttori dalla nascita all’industrializzazione dei loro progetti di innovazione. Grazie al know-how in materia di R&S acquisito nel corso degli anni, NaturePlast e BiopolyNov sono oggi esperte nello sviluppo e nella produzione di formulazioni per i clienti o per progetti di collaborazione.