Imparare dai vermi per la gestione della plastica del futuro
Da oltre 50 anni, la cattiva gestione dei rifiuti di plastica minaccia sempre più la salute umana e l’ambiente. Oggi ci imbattiamo ovunque nelle materie plastiche, in particolare negli imballaggi realizzati con questo materiale, anche se gli svantaggi dell’attuale economia della plastica diventano sempre più evidenti. Se le attuali tendenze di produzione e gestione dei rifiuti continueranno, entro il 2050 la stima dei rifiuti di plastica nelle discariche o nell’ambiente naturale raggiungerà i 12 miliardi di tonnellate. In ragione dell’elevata richiesta di produzione e degradazione sostenibile della plastica, sono stati compiuti importanti sforzi per isolare e identificare microrganismi unici in grado di utilizzare la plastica come fonte di carbonio. Tuttavia, nonostante le prove empiriche realizzate, i tassi di biodegradazione sono ancora molto bassi. Il progetto SOLFORPLAS, finanziato dall’UE, ha implementato strumenti biologici all’avanguardia, tra cui processi di fermentazione e analisi, insieme a metodi allo stato dell’arte nella ricerca sulla microbiologia industriale, per studiare la biodegradazione della plastica. La ricerca è stata intrapresa con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie. La strategia innovativa di SOLFORPLAS combina un estrusore e un bioreattore; integra trattamenti fisici, chimici e biologici, che imitano l’intero processo di biodegradazione avente luogo nei vermi, come soluzione all’inquinamento da plastica.
Una tappa fondamentale nel campo del riciclaggio della plastica
Il polimero testato in SOLFORPLAS, il polietilene, è stato pre-degradato con successo utilizzando un trattamento fisico-chimico che, tra le altre cose, è rispettoso dell’ambiente. In seguito al trattamento applicato, i risultati hanno mostrato una riduzione del peso molecolare e un aumento dell’indice carbonilico (ossidazione) del polimero. Pertanto, le lunghe catene di carbonio sono state efficacemente spezzate e la struttura chimica è stata ossidata, consentendo la successiva depolimerizzazione da parte dei microrganismi. «Questo passaggio è estremamente importante perché nessun microrganismo può degradare da solo il polietilene non trattato. Il polimero, quindi, deve essere pretrattato prima di essere esposto ai microrganismi», spiega la coordinatrice del progetto Gemma Buron-Moles. La caratterizzazione e l’ottimizzazione dei processi più efficaci per la degradazione della plastica avranno senza dubbio un interesse commerciale per le industrie. Inoltre, il prodotto finale della biodegradazione sarà la biomassa sotto forma di proteine unicellulari, un’alternativa verde e sostenibile per integrare la dieta umana o l’alimentazione animale (fonte di proteine nella chimica verde), completando un processo di economia circolare.
Avvicinare la linea pilota di biodegradazione sostenibile al mercato
«La ricerca applicata ha il potenziale di generare conoscenze brevettabili, che possono avere un’importante ricaduta sull’industria», osserva Buron-Moles. Sono necessarie ulteriori ricerche per sfruttare i risultati a livello commerciale. Il team ha individuato le possibili applicazioni commerciali e il potenziale utilizzo dei risultati potrebbe includere la collaborazione scientifica e tecnologica con le industrie verdi per lo sviluppo di una linea pilota di biodegradazione della plastica che utilizzi la loro tecnologia di estrusione e l‘esperienza di cui sono in possesso. L’interesse industriale per i risultati di SOLFORPLAS è stato dimostrato anche dalla collaborazione con Polymer Char in Spagna, un’azienda con 30 anni di esperienza nella caratterizzazione dei polimeri, che ha analizzato i campioni tramite cromatografia a permeazione di gel. Il potenziale di commercializzazione dei risultati del progetto è dunque molto forte e potrebbe essere molto interessante per le aziende e le industrie che si occupano di riciclaggio e ritrattamento della plastica. «Prevediamo che il nostro contributo alla soluzione di questo grave problema possa avere forti ripercussioni, sotto forma di pubblicazioni di alto profilo, attirando l’attenzione dei media e creando una consapevolezza sociale del problema, compresa una prospettiva generale dei problemi di salute associati», afferma Buron-Moles. Le pubblicazioni scaturite dal progetto SOLFORPLAS sono attualmente in preparazione.
Parole chiave
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