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Materie prime alternative al petrolio con le biomasse

Materie prima alternative

Progettare una nuova filiera della plastica: le materie prime alternative

Il Green Deal europeo è la strategia di crescita per l'Europa. Questo progetto ha l'ambizione di andare verso un ambiente a inquinamento zero e privo di sostanze tossiche. Per realizzare la sostenibilità ambientale è necessario sviluppare un'economia circolare in cui le risorse siano recuperate e diano vita a nuove materie prime dette “seconde” perché di riciclo. Oppure si possono estrarre componenti essenziali da fonti rinnovabili e non fossilie ottenere materie prime alternative e sviluppare prodotti che apportino benefici duraturi per l’uomo e per l’ambiente. Economia circolare e nuova strategia sui prodotti chimici sono strettamente interconnesse.

Con lo sviluppo di nuove tecniche di produzione si promuove la sostituzione a monte delle sostanze chimiche con altre alternative che sono più sicure, più performanti e sostenibili. La chimica innovativa gioca un ruolo decisivo nella riprogettazione dei prodotti, nel miglioramento della competitività e nella ricerca di fonti ecologiche di materie prime..

Non possiamo fare a meno dei prodotti polimerici che sono ovunque intorno a noi. Sono essenziali in ogni campo di azione umana, dal cibo ai trattamenti medici, dagli edifici all'elettronica di consumo. L'industria chimica è la quarta più grande dell'UE, con 28.000 aziende che danno lavoro a 1,2 milioni di persone e generano circa 170 miliardi all'anno di valore aggiunto per l'economia. Dalla chimica possono venire le risposte per creare nuovi processi di produzione meno impattanti sull’ambiente.

La biomassa come materia prima alternativa

Le piante sono una straordinaria fonte di carbonio che è uno dei componenti dei polimeri. La biomassa è in grado di sostituire le risorse fossili come il petrolio greggio.

Nei laboratori Covestro sono state ricercate e sono entrati nella filiera produttiva, diverse soluzioni per rendere più sostenibile la produzione della plastica. L’obiettivo è quello di essere sempre più indipendenti dai combustibili fossili sia per la materia prima che per l’energia. La sensibilità dei consumatori spinge le aziende a creare prodotti sostenibili e oggi Covestro ha nel suo portfolio soluzioni green per tutti i settori. Dalle biomasse si riesce ricavare:

  • CO₂ per indurenti destinati a coating
  • filmogeni bio destinati applicazioni cosmetiche di alta qualità
  • anilina che è un componente nelle schiume poliuretaniche

Biomassa come fonte alternativa per l’anilina

Nell'industria chimica, l'anilina ha molteplici impieghi. Può essere usata come base per la produzione di medicinali, di coloranti, di plastiche e di poliuretani. L’anilina è un componente fondamentale nella produzione di difenilmetano diisocianato (MDI), che insieme ai polioli serve a creare schiume di poliuretano.

Oggi la quasi totalità delle schiume poliuretaniche viene prodotta con catalizzatori a base di ammine ricavate dal benzene, cioè da un prodotto del petrolio. Covestro ha studiato un nuovo processo in due fasi che usa lo zucchero industriale per produrre anilina. In una prima fase un microrganismo agisce da catalizzatore e converte lo zucchero industriale in un precursore. In una seconda fase si produce l’anilina mediante catalisi chimica.

Questo metodo innovativo è responsabile perché lo zucchero grezzo proviene da mais, paglia o legno, quindi è completamente rinnovabile. Inoltre si usano vegetali di scarto o comunque non destinati all’alimentazione umana.

Ogni anno nel mondo vengono prodotte 5 milioni di tonnellate di anilina e Covestro è uno dei principali produttori con una capacità di un milione di tonnellate. Questa materia prima alternativa rappresenta un tassello importante nel migliorare l’impronta della CO₂ a livello globale.

Indurenti bio per pellicole protettive e coating

Le biomasse rappresentano una fonte di carbonio preziosa e interamente rinnovabile soprattutto per quei settori in cui la sensibilità dei consumatori verso prodotti sicuri e sostenibili è molto elevata.

I laboratori Covestro hanno messo a punto un film in policarbonato che ha il 50% del suo contenuto di carbonio proveniente da biomasse, senza rinunciare a elevate prestazioni fisico/meccaniche, anzi! Rispetto ai film realizzati interamente con materia prima fossile, questo nuovo prodotto presenta una migliore resistenza chimica agli agenti atmosferici e una maggiore resistenza all'abrasione. Può essere adoperato in processi standard e quindi essere stampato, laminato, rivestito. Le applicazioni variano dal settore elettrico e di consumo a quello aeronautico o automobilistico.

Nel campo dell’ automotive dove la richiesta di una mobilità sostenibile è in crescita, Covestro ha portato avanti un progetto con il gruppo Audi. È stato sviluppato un indurente per rivestimenti automobilistici che ha una base di carbonio al 70% proveniente da biomasse. Il rivestimento a base biologica è stato testato e messo a confronto con i prodotti standard e si è rivelato del tutto capace di sostituirli.

Ma è nel campo dell’industria del mobile che i rivestimenti e le vernici ecocompatibili possono davvero soddisfare i consumatori. Il mercato chiede materiali sostenibili e sicuri perché utilizzati proprio negli ambienti in cui si svolge la vita quotidiana. Cere e oli a base biologica per il trattamento dei mobili non sono una novità, ma finora non sono stati in grado di fornire lo stesso livello di protezione dei rivestimenti a base fossile, soprattutto in aree soggette a usi intensi come cucine e bagni. Anche in questo caso una partnership di ricerca con due marchi importanti come RiFRA, per i mobili e Sirca, specialisti in vernici per il legno, ha portato alla definizione di coating a base biomassa con una resistenza agli stress chimici e meccanici uguale a quelli tradizionali ma con un migliore impatto ambientale.

Film polimerici per una cosmetica che non inquina

L’industria cosmetica ha numeri importanti con un fatturato che in Italia supera i 12.000 milioni di euro e che vede una crescita annuale superiore ai due punti percentuali. Sostenibilità e innovazione sono esigenze che determinano il successo di un’azienda. I consumatori, sempre più consapevoli, chiedono formulazioni di lunga durata, efficaci ma anche sicure e biocompatibili.

Covestro ha messo in campo ingredienti polimerici che sono costituiti almeno per il 50% di materie prime rinnovabili. I nuovi film cosmetici all’interno di trucchi, determinano prodotti con INCI più biocompatibile pur mantenendo gli stessi vantaggi dei film sintetici per capacità idratanti e persistenza. In formulazioni destinate all’acconciatura, i vantaggi rispetto ad altri prodotti naturali sono davvero superiori e consentono uno styling e una tenuta impeccabile.

Questi polimeri liquidi green hanno anche il pregio di non generare microplastiche e non inquinare. Poiché tutti gli ingredienti cosmetici finiscono nell'acqua, i formatori di film in PU liquido a base biomassa presentano una totale biodegradabilità e sono la soluzione più ecologica per i produttori di cosmetici e la scelta più sostenibile per i consumatori.

Recuperare l’anidride carbonica come materia prima alternativa

L'uso della CO₂ di recupero come materia prima è un approccio innovativo per la produzione di plastiche. Le attività industriali emettono CO₂. Nei suoi stabilimenti Covestro è riuscita a recuperare l’anidride carbonica che altrimenti sarebbe finita nell’ambiente per produrre poliuretani. Il vantaggio è duplice: ridurre il consumo di petrolio greggio e diminuire la quantità di anidride carbonica dispersa nell'aria.

La CO₂ di recupero è utilizzata per produrre schiuma poliuretanica morbida per materassi e mobili imbottiti. Ma gli impieghi possono essere molteplici: dai tappeti erbosi artificiali, il cui legante contiene fino al 20% di anidride carbonica riciclata, alle pavimentazioni sportive per palestre e palazzetti.

Altri progetti in corso vedono l’uso di polimeri a base di anidride carbonica di recupero per fabbricare:

  • fibre tessili
  • calcestruzzo
  • prodotti chimici di consumo
  • combustibile

Allontanarsi dal petrolio

La seconda rivoluzione industriale ha visto l’uso massiccio del petrolio sia come materia prima che come fonte energetica. Gli effetti negativi di oltre 150 anni di questo stile produttivo sono ormai acclarati.

Grazie alla tecnologia possiamo dire che si sta avviando verso una terza rivoluzione industriale. Il Green Recovery risponde al cambiamento climatico con l’uso intelligente di materie prime alternative a quelle fossili, il network delle risorse e la digitalizzazione.

La prospettiva di perdite di migliaia di miliardi ci ricorda che, quando si tratta di ascese e cadute di grandi civiltà, le attività passate divengono inevitabilmente passività future, un conto da pagare per le generazioni a venire. Vi sono momenti nella storia in cui non si profila all’orizzonte alcuna nuova rivoluzione nella tecnologia delle comunicazioni, dell’energia e della mobilità e logistica, il che porta al crollo di una civiltà. Questa volta, fortunatamente, a spingere ad abbandonare la vecchia infrastruttura, offrendoci nel contempo la possibilità di vivere sulla Terra in modo più leggero e sostenibile, è una nuova e potente rivoluzione infrastrutturale verde.

Jeremy Rifkin

Un Green New Deal globale

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