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CAPITALE UMANO  |  STORIE DI RICERCA

Che fine fanno gli occhiali usati? Un modello circolare per il recupero delle bioplastiche

4 ottobre 2023  |  Tempo di lettura: 5 minuti

Attraverso la carbonizzazione idrotermica, il progetto Occhio al Bio! incrementa la resa energetica dei materiali per la produzione di biogas e recupera molecole usate dalla chimica verde

Occhio al Bio!

Ovunque nel mondo occhialeria di qualità è sinonimo di made in Italy. Con un giro d’affari che supera i 5 miliardi di euro all’anno, il nostro Paese è l’indiscusso leader europeo del settore, e ai primi posti della classifica globale: la produzione, assorbita per il 90% dall’export, può contare su oltre 800 aziende e più di 18mila operatori.

Forte di questi primati, la filiera italiana – che ha nella provincia di Belluno il suo polo di riferimento – è ora alle prese con la sfida forse più importante e complessa da vincere, quella della sostenibilità.

Occhio al Bio! e il destino degli occhiali usati

“Che fine fanno i nostri occhiali una volta che li abbiamo usati o si sono rotti? Anche se sono spesso composti da bioplastiche, vengono considerati rifiuti indifferenziati, con grande spreco di energia e di risorse”.  A raccontare le difficoltà di questo comparto è Luca Fiori, professore di ingegneria chimica dell’Università di Trento ed esperto di bioeconomia circolare.

“Anche se sono spesso composti da bioplastiche, i nostri occhiali usati vengono considerati rifiuti indifferenziati, con grande spreco di energia e di risorse”

Al centro del dibattito c’è il materiale con cui vengono realizzati questi oggetti. “Nonostante l’Italia sia uno dei Paesi più attivi sul fronte della bioplastica e ospiti oltre un quarto della produzione europea, c’è ancora molta confusione sul significato di questo termine”.

“Nel settore dell’occhialeria, ad esempio, non esiste una norma specifica che regolamenti i prodotti bio-based: di conseguenza manca un organismo che possa effettuare test e rilasciare certificazioni ufficiali”.

Occhio al Bio!
Il team di Occhio al Bio!

Colmare questo gap normativo identificando un nuovo standard è il primo obiettivo del progetto Occhio al Bio!, coordinato dal professor Fiori in partnership con Certottica e sostenuto da Fondazione Cariverona attraverso il bando Ricerca e Sviluppo 2020.

Ma l’aspetto forse più interessante dello studio condotto presso l’Università di Trento riguarda la filiera del rifiuto o del sottoprodotto: “Se vogliamo evitare che i nostri occhiali finiscano automaticamente nell’indifferenziato, dobbiamo lavorare sull’ottimizzazione del fine vita, provando a trasformare gli scarti in risorse, secondo la logica dell’economia circolare”.

Bioplastiche nei digestori anaerobici? La resa è scarsa

Il gruppo di ricercatori di Occhio al Bio!, guidato da Fiori, ha analizzato cinque bioplastiche attualmente usate da alcune aziende bellunesi per la produzione di occhiali: due tipologie ottenute da acetati di cellulosa, una da caseina del latte, una da amido di mais e una poliammide.

Secondo gli standard definiti dall’Unione europea, rifiuti organici di questo tipo dovrebbero essere prima utilizzati per la produzione di biogas (attraverso la digestione anaerobica) e poi compostati.

Un impianto a biogas
Un impianto a biogas

I materiali sono stati quindi inseriti all’interno di digestori anaerobici per testarne la resa energetica: complice la presenza di diversi elementi plasticizzanti (fino al 30-40% del totale), la produzione di biogas è risultata del tutto risibile.

L’esperimento ha inoltre confermato che la degradabilità delle bioplastiche rimane piuttosto limitata: il processo di degradazione avviene infatti in tempi molto più lunghi rispetto a quelli previsti dai comuni impianti di compostaggio (40-45 giorni).

La soluzione si chiama carbonizzazione idrotermica

“Ci aspettavamo risultati di questo tipo – commenta Fiori – e per questo motivo abbiamo deciso di utilizzare una tecnologia già esistente, chiamata carbonizzazione idrotermica, per il trattamento dei materiali”.

Le bioplastiche testate da Occhio al Bio! sono state inserite all’interno di reattori pressurizzati con acqua allo stato liquido a una temperatura compresa tra i 180 e i 250 gradi e con una pressione dalle 10 alle 50 atmosfere.

L’idea alla base di questi impianti – usati in Cina e in Messico (in fase di realizzazione), con prototipi anche in Italia – è allo stesso tempo semplice e geniale: “Funziona un po’ come una grande pentola a pressione. L’ambiente chiuso e il calore fanno sì che la pressione aumenti e l’acqua rimanga liquida a temperature superiori ai 100 gradi”.

“La carbonizzazione idrotermica è un processo che avviene in acqua liquida a temperature comprese tra 180 e 250 gradi, con una pressione dalle 10 alle 50 atmosfere”

“Attraverso l’idrolisi avviene la ‘rottura’ delle molecole che compongono il nostro materiale, che diventa quindi più facilmente attaccabile e ‘digeribile’ dai microrganismi presenti all’interno dei digestori anaerobici”.

I risultati ottenuti da Occhio al Bio! dimostrano che, dopo questo processo, le bioplastiche producono quantità superiori di energia sottoforma di biogas, “con l’unica eccezione della poliammide, che non decompone facilmente nemmeno dopo la carbonizzazione idrotermica”.

Le bioplastiche dopo la carbonizzazione idrotermica
Le bioplastiche dopo la carbonizzazione idrotermica

I ricercatori hanno scoperto che il processo permette anche il recupero di materia. “L’aspetto forse più interessante – ma anche più complesso da studiare – è che la destrutturazione delle bioplastiche degli occhiali all’interno dei reattori pressurizzati porta alla nascita di una serie di nuove molecole di base, chiamate ‘platform chemicals’, che potrebbero essere utili per produrre altre sostanze, o come elementi di base per la cosiddetta chimica verde”.

Svolta green per l’occhialeria

Se i risultati di Occhio al Bio! fossero confermati e la tecnologia trovasse piena applicazione potrebbe rivoluzionare il mondo dell’occhialeria, imprimendo una svolta green a tutto il settore.

“Attualmente non abbiamo ancora testato la sostenibilità economica del processo, ma in futuro vorremmo realizzare un impianto pilota in un’azienda che produce occhiali per lavorare su scarti e sottoprodotti, oltre che sui rifiuti”.

“Se i risultati fossero confermati e la tecnologia trovasse piena applicazione, si potrebbe imprimere una svolta green a tutto il settore dell’occhialeria”

“Se il passaggio di scala funzionasse, si potrebbe ipotizzare la creazione di uno nuovo modello di economia circolare, con incentivi e sconti per i cittadini che restituiscono gli occhiali agli ottici, che poi spedirebbero il materiale usato alle aziende produttrici per il recupero di energia e di materia. È quello che avviene già oggi in Germania per le bottiglie di plastica”.

La scienza a servizio dell’economia circolare

Questo circolo virtuoso potrebbe garantire una maggior sostenibilità della produzione, riducendo la pressione sull’ambiente, con importanti benefici economici anche per gli imprenditori.

“Nella mia attività di scienziato cerco sempre di conciliare queste dimensioni: efficientare i processi per renderli circolari significa, da una parte, sfruttare al meglio le risorse a disposizione dell’impresa; dall’altra, salvaguardare il futuro del nostro Pianeta”.

“I modelli di produzione lineari hanno dimostrato di non essere più sostenibili: estrarre all’infinito materie prime per loro natura finite per produrre oggetti che diventeranno poi rifiuti è un controsenso con gravi effetti collaterali per l’ambiente”.

Un reattore pressurizzato per la carbonizzazione biotermica
Un reattore pressurizzato per la carbonizzazione biotermica

Per questo motivo “lo sviluppo di un’economia circolare non è più rimandabile: è necessario imparare come recuperare materia ed energia da tutte le fasi della lavorazione, trasformando gli scarti in risorse e abbandonando logiche consumistiche basate sull’obsolescenza programmata”.

La scienza, in questo percorso, è chiamata a svolgere un ruolo da protagonista: “Non solo attraverso progetti di ricerca come Occhio al Bio!, ma anche impegnandosi in attività di divulgazione. Non possiamo rimanere chiusi nei nostri laboratori mentre la vita su questo Pianeta è in pericolo: bisogna sensibilizzare i cittadini, alimentare il dibattito pubblico, partecipare agli eventi, educare i giovani e contribuire, così, a invertire la rotta”.

“Da scienziato cerco sempre di conciliare queste due dimensioni: sfruttare al meglio le risorse a disposizione dell’impresa e salvaguardare il futuro del nostro Pianeta”

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