E se dai rifiuti si potessero ottenere materie prime? Questa prospettiva è già realtà per quanto riguarda la ricerca scientifica, tanto che è una delle linee di progetto del Research Institute for Green and Blue Growth dell’Università Ca’ Foscari. «Gli studi sui biopolimeri negli ultimi anni sono quelli che si sono sviluppata di più – spiega il ricercatore Francesco Valentino – abbiamo diversi brevetti per la realizzazione della materia prima che sta dietro alla produzione di bioplastiche, ottenuta direttamente dall’umido che viene gettato nei cassonetti».
Un lavoro frutti di anni di ricerca, iniziato nel lontano 2017 quando Francesco era ancora un ricercatore dell’Università La Sapienza di Roma e collaborava per un progetto europeo che coinvolgeva anche l’ateneo veneziano oltre a quello di Verona. «Ora insegno e lavoro a Venezia dal 2021 – racconta – e mi occupo in prima persona di continuare lo sviluppo di questo ambito, che ci ha permesso di ottenere due brevetti condivisi con le altre università per la produzione di idrogeno e biopolimeri dai rifiuti».
«Quello che otteniamo nel nostro laboratorio – racconta il ricercatore – sono i così detti PHA ovvero poliidrossialcanoati, polimeri biodegradabili sintetizzati attraverso batteri. Sono la materia prima per realizzare poi le bioplastiche. Ci occupiamo di studiare come ricavare questo materiale dal rifiuto umido. Per questo scopo è importante partire da un rifiuto “di qualità” ovvero ben differenziato e senza la presenza di agenti esterni contaminanti come metalli e altre sostanze. Per essere efficace e applicabile questa tecnologia richiede che i nostri fornitori, ovvero i cittadini, facciano bene la raccolta differenziata!».
«Il materiale si ottiene attraverso processi biologici – prosegue – sfruttando la produzione di microrganismi attraverso diversi stadi. Il rifiuto di partenza deve essere omogeneo per essere trattato nei nostri reattori stagni che nel laboratorio arrivano fino a una capacità di 400 litri, simulando un impianto industriale, per poi essere trasferito in vasche areate. Da qui il materiale si accumula all’interno delle pareti cellulari dei microrganismi che si formano a partire dall’umido, che vengono stimolati con fasi alternate di carenza ed eccesso di macronutrienti come il carbonio, sintetizzando così il polimero al loro interno, che va poi estratto. Il materiale “di scarto” di questo processo è utile alla produzione di biogas, mentre i biopolimeri PHA risultanti si presentano sotto forma di polvere bianca».
«Partendo dalla materia prima che otteniamo – spiega Francesco Valentino – l’industria può poi creare pellicole per diversi usi in base alle proprietà di flessibilità, rigidità e peso molecolare, ma anche materiali termoplastici ovvero che possono essere modellati attraverso il calore in stampi per trasformarsi in oggetti di uso quotidiano. Sulla carta le possibilità sono molte, ma ci sono ancora diversi scogli legislativi da superare per capire come catalogare questi derivati, essendo prodotti da rifiuti va garantito un livello di contaminazione massimo che possa garantire l’utilizzo umano e non e per assicurare degli standard di realizzazione».
«E’ possibile ricavare anche dei biocarburanti – aggiunge – perché nei processi intermedi di trasformazione del rifiuto prima di arrivare al polimero finale, si ottiene anche idrogeno che però è allo stato gassoso e non direttamente liquido, per massimizzarne la produzione bisognerebbe avere umido con la presenza di molti carboidrati e zuccheri semplici, in potenza sarebbe bello ma c’è un problema di stabilità della materia prima di partenza, non c’è la stessa continuità e costanza nella produzione di rifiuti tutto l’anno. E’ molto più fattibile ottenere metano da tutto il materiale che viene separata dalle molecole e diviene scarto secondario, è facile recuperare biogas da una filiera produttiva di questo tipo».
«Ci sono altri elementi interessanti su cui la scienza continuerà ad applicarsi – spiega il ricercatore – fra questi le micro-alghe e i batteri rossi, entrambi hanno bisogno di luce per crescere, mentre le prime sfruttano quella solare i secondi hanno bisogno di luce infrarossa. Sono alla base di alcune tecnologie che sfruttano il carbonio contenuto nei rifiuti, possono essere applicati per la produzione di biocarburanti e possono catturare CO2. Dalle micro-alghe si può ottenere biodiesel mentre i batteri rossi sono in grado di aiutare nella produzione di idrogeno. Entrambi sono ricchi di pigmenti come i carotenoidi che possono essere estratti come prodotti a valore aggiunto per varie applicazioni. Da alcuni batteri rossi si possono ricavare anche biopolimeri».
«Per quanto riguarda questi elementi – conclude – esiste già un impianto industriale in Italia a Sesto San Giovanni per la produzione di questo materiale per la lavorazione di bioplastiche. Al momento la sfida è il quantitativo di PHA prodotto, come team di ricerca noi siamo arrivati a produrne fino a 20kg, ma per l’applicazione industriale è necessario produrre quantitativi giornalieri, se l’impianto dimostrativo riuscirà a rispettare gli standard di qualità e la produzione attesa, potrà rivoluzionare alcuni campi come quello dell’automotive, dei giocattoli e degli oggetti in plastica tradizionale. Il mondo della ricerca ha svolto il suo compito, ora si tratta di capire il destino di questa alternativa sostenibile attraverso l’applicazione industriale per arrivare a un risultato concreto».
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