giovedì, 28 Maggio 2020

Depolimerizzazione del PET: così la plastica ritorna materia prima

Gr3n ha brevettato un sistema per isolare il polietilene tereftalato, riportando bottiglie e tessuti al materiale vergine come quello derivato dal petrolio. Un processo “upcycling” che ha consentito all’azienda di vincere in Europa l’Innovation Radar Prize.

Di tutte le tonnellate di plastica che sono prodotte ogni anno, soltanto una piccola parte viene riciclata, di cui due terzi finiscono in tessuti. gr3n, fondata dal ricercatore Maurizio Crippa, si propone di agire dove il riciclo meccanico non arriva. Quest’ultimo è in grado di lavorare materiali come bottiglie o contenitori per alimenti ma non permette di processare i tessuti, perché dalla bottiglia si producono vestiti ma non il contrario. Questo processo prende il nome di “downcycling”, opposto alla tecnologia di gr3n che, attraverso un processo chimico, procede per “upcycling”, un processo in grado di isolare il polietilene tereftalato, noto come PET – il materiale più utilizzato nell’industria dell’abbigliamento e dell’imballaggio – e di garantire numerosi vantaggi.

Maurizio Crippa – fondatore dell’azienda e CEO

Come nasce l’idea di gr3n?

L’idea di gr3n nasce dall’incontro fortuito con un riciclatore che mi racconta di un problema nel riciclo delle vaschette di plastica. A quel punto mi sono messo a pensare se fosse possibile riciclare questo materiale depolimerizzando il poliestere e di farlo al microonde per questioni di velocità. Il giorno dopo, visto che in quel periodo lavoravo in università, sono andato in laboratorio, ho comprato una bottiglietta d’acqua alla macchinetta, ho tagliato la bottiglia e l’ho messa nel microonde. Io sono uno scienziato dei materiali e mi definisco più un inventore, visto che mi sono occupato sempre di nuovi materiali o di nuovi processi che li riguardano: dopo tanti anni di laboratorio chimico, quel semplice processo di idrolisi basica non era nulla di nuovo per me. Ho deciso di utilizzare il microonde perché sapevo che c’era un’efficacia nell’accelerare la reazione, senza bisogno di fare uno studio di letteratura, quello è venuto dopo. Si è trattato di un’analisi di letteratura sistematica, abbiamo dato un approccio più razionale a quello che stavamo facendo. Abbiamo depositato un brevetto e nel frattempo abbiamo fatto un “proof of concept” in laboratorio e realizzato una macchina che lavorasse con la logica del brevetto. Abbiamo quindi vinto il progetto europeo  Symbioptima (grant agreement nr. 690426) nel quale abbiamo sviluppato la nostra macchina industriale. Abbiamo poi vinto un secondo progetto europeo DEMETO (grant agreement nr. 768573) grazie al quale ci siamo specializzati sul processo di purificazione, sempre coperto dal brevetto, dove la tecnologia di gr3n è totalmente al centro e non solo per una parte, come nel caso precedente.

 

Quali sono le reali differenze tra il riciclo meccanico e il processo di gr3n?

Il riciclo meccanico funziona benissimo ma può processare solo certi materiali che rappresentano una frazione minimale del PET prodotto nel mondo, che si aggira sui 90 milioni di tonnellate all’anno, l’equivalente di 11 mila Tour Eiffel. Di tutta questa massa di roba i 2/3 vanno in tessuti, non in bottiglie. Del terzo destinato alle bottiglie solo il non colorato e il blu pallido sono veramente utili per il riciclo meccanico, ma le bottiglie colorate, opache e il resto del plastic trash non possono essere riciclati meccanicamente. Questo ci fa capire che il riciclo meccanico è in grado di processare al massimo il 10% del PET prodotto del mondo. Il riciclo chimico invece può trattare anche tutto il resto. Il riciclo meccanico, inoltre, produce un materiale con proprietà meccaniche inferiori, per esempio a livello di viscosità intrinseca, rispetto al riciclo chimico, che riporta all’origine. Noi di fatto produciamo materiale vergine, uguale a quello che deriva dal petrolio. In verità quello meccanico non amo neppure chiamarlo “riciclo”, perché non si tratta di un “ciclo”: dalle bottiglie infatti, al di là di qualche applicazione, si fanno soprattutto tessuti: è dunque un processo di “downcycling”, che sì è un ciclo, ma porta ad una perdita di funzionalità del materiale e si oppone a quello che viene definito “upcycling”, ovvero quello implicato nella tecnologia di gr3n.

Alessandro Sanzone, chimico e responsabile del laboratorio della gr3n durante una della fasi di purificazione dei monomeri.

Quali sono i vantaggi di questo processo dal punto di vista della sostenibilità?

Se pensiamo che in questo processo di depolimerizzazione torniamo alle molecole che compongono il polimero e da un tessuto produciamo un polimero vergine, allora siamo noi la circolarità. Dal punto di vista della sostenibilità, gr3n intercetta materiale destinato alla discarica per produrre polimero vergine, evitando così le emissioni in ambiente di CO2. Non a caso abbiamo un -67% circa di emissione di CO2 del polimero riciclato rispetto al polimero vergine e circa un -64% di no-renewable energy, quindi di impatto ambientale, in termini di energie non rinnovabili utilizzate. Il processo di gr3n, inoltre, ha una particolarità: i reagenti chimici da noi utilizzati per fare la reazione e il processo di purificazione vengono ottenuti dal sottoprodotto della reazione stessa, che è il classico sale da cucina. Quindi è il nostro stesso impianto a essere circolare, non consumando reagenti chimici ma solo energia. Quindi la qualità dell’energia che noi forniamo all’impianto permette di ottenere diversi livelli di sostenibilità: più è green l’energia che forniamo, più il sistema è sostenibile.

 

Come procede il vostro progetto, avete già delle novità per il futuro?

Ci saranno delle novità. Noi attualmente siamo localizzati nel Canton Ticino, in Svizzera, perché quando nel 2013 cominciammo a fare il nostro fundraising in Italia nessuno vedeva il problema delle plastiche. Scoprimmo poi che in Svizzera esiste un’agenzia confederale di promozione dell’innovazione, Innosuisse, che, dopo una fase di coaching e un esame finale, permette di ottenere un diploma che testimonia la presenza di un prodotto già realizzato che ha bisogno di un finanziamento.

All’interno del progetti europeo DEMETO abbiamo invece istituito un industrial advisory board che è in grado di coprire tutte le catene del valore del poliestere, sia la catena del packaging che la catena dei tessuti. Lavoriamo con brand come Coca Cola, H&M, mentre nel mondo dell’industria del PET collaboriamo con Neo Group, un produttore lituano. Lavorare con i brand è sempre stato fondamentale per noi. Nel packaging abbiamo, tra i vari nomi, quello di Logoplaste, la multinazionale portoghese che produce packaging per un’ampia gamma di marchi.

Attualmente siamo in fundraising. Sicuramente concluderemo DEMETO, l’impianto demo che nascerà a Chieti Scalo. A quel punto saremo pronti per affrontare il design dell’impianto industriale. Lo costruiremo senz’altro in Europa, in un luogo strategico, vicino al luogo dell’approvvigionamento del materiale d’ingresso da processare attraverso l’impianto. L’Europa è la collocazione migliore, trattandosi di una nuova tecnologia che preferiamo sviluppare vicino ai nostri tecnici.

Eva De Vecchis

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