La nuova frontiera nella realizzazione della plastica è la produzione di bioplastica da fanghi di depurazione.
Questa idea innovativa è diventata realtà grazie a B-PLAS (Bio-Plastic from sludge), un impianto sperimentale che nasce dalla collaborazione fra l’Università degli Studi di Bologna e il gruppo industriale Caviro Extra, con il centro di ricerca spagnolo AIJU e l’ungherese Pannon Pro Innovation.
Il progetto è finanziato da EIT Climate-KIC, organizzazione che studia come ridurre le emissioni di anidride carbonica accelerando i processi di decarbonizzazione.

L’innovazione del progetto sta nel produrre un tipo di plastiche a base biologica note come PHA (poliidrossialcanoati) sfruttando come materia prima il carbonio residuo contenuto nei fanghi provenienti da impianti di trattamento pubblici e privati per la produzione di biogas, per la lavorazione tradizionale delle acque reflue e per gli impianti di fermentazione.

Per arrivare alla produzione della bioplastica bisogna provvedere al pretrattamento idrotermale delle acque reflue.

Si ha poi la digestione anaerobica della componente organica delle acque reflue, l’estrazione selettiva degli acidi organici volatili, la fermentazione batterica del digestato per la produzione di PHA e infine l’estrazione sostenibile dei PHA dalle cellule batteriche.

bioplastica

La versatilità dei PHA

I PHA sono polimeri poliesteri termoplastici al 100% biodegradabili che possono essere prodotti a partire da fonti rinnovabili e cioè da diverse specie batteriche appartenenti soprattutto ai generi Bacillus, Rhodococcus, Ralstonia e Pseudomonas ottenuti per via fermentativa utilizzando come substrato zuccheri o lipidi. Queste macromolecole in particolari condizioni di coltura (in primis l’assenza di nutrienti come azoto, fosforo e zolfo), vengono accumulate dai batteri come fonte carboniosa di riserva sotto forma di granuli che possono raggiungere anche fino al 90% del peso secco della massa batterica.

Sono prodotti dai batteri attraverso la fermentazione aerobica di fonti di carbonio e hanno il vantaggio di essere completamente biodegradabili (e combinabili con altri polimeri, enzimi e materiali inorganici), ma lo svantaggio di essere costosi da ricavare industrialmente in confronto alle plastiche tradizionali.

I pro di B-PLAS

Il progetto B-PLAS, oltre a ridurre i costi, permette il riutilizzo di questi fanghi, in perfetta ottica di economia circolare dove i rifiuti hanno valore perché diventano risorse.

Al momento, infatti, i fanghi prodotti negli impianti a biogas e in quelli di fermentazione come sottoprodotto nei trattamenti tradizionali delle acque reflue devono essere smaltiti dalle aziende a fronte di costi sostenuti.

Cristian Torri, ricercatore dell’Università di Bologna e responsabile del progetto, commenta: “Il vantaggio di questa nuova tecnologia è che nonostante la bioplastica prodotta abbia un valore elevato, il costo di produzione è ridotto perché vengono usati materiali che normalmente le grandi industrie scarterebbero. I PHA ottenuti possono essere utilizzati per produrre imballaggi, articoli monouso, oggetti stampati in 3D (anche prodotti in casa) e molto altro e siccome è un materiale compostabile può essere reintrodotto all’interno del ciclo produttivo”.

Attualmente la bobina di bioplastica più economica costa più di 30 €/kg, i pellet oltre i 4 €/kg: questa nuova tecnologia consentirebbe di ottenere PHA a prezzi estremamente competitivi, generando dunque un prodotto di alta qualità a partire da scarti di lavorazione.

Una soluzione sostenibile

Convertire i fanghi da rifiuti costosi da smaltire a materia prima è un’esigenza industriale e ambientale. Secondo Eurostat 2017 circa il 40% dell’energia chimica degli alimenti finisce nei rifiuti o nelle acque reflue.

Secondo la Commissione Europea la quantità di fanghi di depurazione prodotta annualmente nell’EU raggiungerà i 13 milioni di tonnellate nel 2020: un quantitativo enorme che bisogna iniziare a gestire in maniera sostenibile dal punto di vista economico e ambientale.