Sostituire la plastica con i materiali bio-based. Trasformare gli scarti della lavorazione agricola in nuovi materiali. Sono le sfide che il progetto Horizon Europe Green-Loop affronta da due anni. Giunti a quasi a metà del percorso, la quarta assemblea generale del consorzio di progetto tenutasi in Italia qualche settimana fa ha presentato i primi significativi progressi sia sulle tecnologie di produzione che sui nuovi materiali a base biologica. E si aprono prospettive per replicare la filiera anche in altri settori della manifattura, dal packaging all’arredamento al design e per ridurre sensibilmente l’impronta ecologica di flussi di rifiuti.

I filoni della ricerca e i primi risultati

La ricerca di materiali innovativi e bio-based sui processi produttivi per renderli economici è al cuore del progetto Green-Loop: un campo della scienza che integra diverse discipline ‒ combinando ingegneria, fisica, chimica, biologia, scienza dei materiali ‒ che consentono di realizzare prodotti con materiali bio-based facili da riciclare. Questi materiali potranno ridurre sensibilmente l'impronta ecologica dei flussi di rifiuti.

La ricerca ha lavorato in particolare su tre materiali innovativi e componenti bio-based nei processi produttivi: la biogomma, esplorandone l’utilizzo nella realizzazione di pannelli multifunzionali ignifughi e antivibrazioni; la bioplastica testandola nella creazione di tappi per bottiglie per il settore delle bevande; i compositi a base di lignina per la realizzazione di cuscinetti a strisciamento per utensili industriali.

Il lavoro si è concentrato nella ricerca di soluzioni per l’ottimizzazione e il miglioramento dei processi di smart manufacturing con stampaggio a iniezione ed estrusione. Occorre imparare a sfruttare appieno il potenziale dei materiali bio-based, come biopolimeri e altri materiali fibrosi, inclusi quelli a impronta carbonica positiva, come legno, gomma e compositi in diversi prodotti, per ottenere elevate proprietà tecniche riducendo al contempo l'impronta ambientale lungo l’intero ciclo di vita di produzione e/o del prodotto.

Dopo le dimostrazioni e i casi d'uso di tecnologie di produzione ecologica che incorporano materiali bio-based, occorre poi affrontare le attività di standardizzazione dei nuovi materiali, adattando a essi, nei loro diversi formati e applicazioni, i metodi di caratterizzazione e controllo qualità.

La quarta assemblea generale

A due anni dall’avvio dell'attività di ricerca e sviluppo, la quarta assemblea generale dei partner di progetto Green-Loop si è tenuta in Italia poche settimane fa. Organizzata da NSBproject in qualità di Innovation broker della Commissione Europea, è stata ospitata a Breganze negli stabilimenti di Mixcycling, startup vicentina proprietaria di una tecnologia brevettata in grado di nobilitare gli scarti organici e di unirli a materiali plastici sia di derivazione organica che vegetale e dando una seconda vita a quelli di origine fossile, realizzando nuova materia prima. Il consorzio Green-Loop ha presentato i progressi delle proprie attività di ricerca sulle tecnologie di produzione e dei nuovi materiali bio-based.

La ricerca avviata per fornire imballaggi alimentari e materiali per la creazione di tappi sostenibili ha dato risultati molto positivi, aprendo l'orizzonte alla sostituzione della plastica in altri ambiti dove, finora, nessun altro materiale ha garantito le stesse prestazioni in termini di resistenza, igiene e capacità di assumere le più svariate forme.

Le visite di studio agli stabilimenti Guala Closures e Mixcycling hanno fornito a tutti i partner lo stato dell'arte sulla ricerca e lo sviluppo per le chiusure di bottiglie per il settore del packaging delle bevande. In particolare concentrandosi sulle soluzioni per limoncello e olio d'oliva prodotti dal partner di Green-Loop, l’azienda agricola biologica, Le Terre di Zoè.

Queste chiusure per bottiglie utilizzeranno materiali biodegradabili fino al 100%. Le materie prime bio-based saranno fibre naturali per supporti termoplastici biodegradabili. I nuovi materiali saranno prima convalidati in laboratorio, testando diverse fibre naturali raccolte dalla filiera agroindustriale. Una volta selezionato il materiale biocomposito più adatto, verranno poi realizzati campioni rappresentativi da integrare in prove in condizioni reali in un impianto di imbottigliamento.

L'innovazione sulla produzione riguarda l’efficientamento energetico del processo di stampaggio a iniezione, che prevede il raggiungimento di alte temperature e si basa sulle microonde che possono ridurre fino al 30% gli attuali consumi energetici. Nei prossimi mesi, saranno svolte attività di caratterizzazione e standardizzazione e l'intera filiera sarà monitorata con indicatori di impatto ambientale e della circolarità per garantirne la piena sostenibilità.

Soluzioni bio-based Made in Europe, i prossimi appuntamenti

Queste tecnologie costituiscono una valida alternativa ai materiali convenzionali con un impatto ambientale sostanzialmente inferiore e una ampia gamma di applicazioni. Infatti, come dimostrato dai casi aziendali presentati, questa filiera potrebbe essere replicata in altri settori come il packaging cosmetico, casalinghi, elementi di arredo e design d'interni, ma c’è chi pensa anche ai rivestimenti degli interni degli aeromobili.

Un passo rilevante per l’attuazione della Made in Europe Partnership all’interno della quale si innesta la Research and Innovation Action e un fondamentale contributo al Piano d'azione per l'economia circolare 2020 che mira a rendere sempre più sostenibili i prodotti nell'Unione Europea.

Green-Loop ha inoltre confermato la collaborazione con altri progetti europei rilevanti, in particolare le sinergie con i membri del Cluster BIO-MATTERS, con i quali presenterà i risultati più recenti a uno dei più importanti eventi europei del settore, European Biomass Conference & Exhibition (EUBCE), dal 24 al 27 giugno 2024 a Marsiglia.

Immagini: © LP Comunicazioni