Un nuovo polimero biocompatibile potrebbe portare buone notizie per l’ambiente. Una recente valutazione della sua produzione industriale e dell’uso nelle bottiglie indica potenziali riduzioni importanti delle emissioni di gas a effetto serra (GES).
La plastica sta danneggiando il pianeta: è un dato di fatto. Tuttavia, che piacciano o no, i materiali plastici sono parte integrante della vita moderna, motivo per cui gli scienziati si sono concentrati su loro alternative ricavate dal petrolio non rinnovabile. Un polimero promettente è il polietilene furanoato (PEF), un’alternativa biocompatibile al 100 % al polietilene tereftalato (PET) a base di petrolio utilizzato per produrre oltre 500 miliardi di bottiglie di plastica ogni anno. PET è il nome chimico del poliestere.
Una recente valutazione, sottoposta a revisione paritaria, del ciclo di vita (LCA) delle applicazioni PEF sviluppate dall’azienda di tecnologia chimica olandese Avantium ha dimostrato che la sostituzione dell’uso del carbonio fossile nel PET con carbonio totalmente rinnovabile nel PEF nella produzione di bottiglie da 250 ml e 500 ml comporterebbe un calo significativo delle emissioni di GES. La LCA è stata condotta nell’ambito del progetto PEFerence, finanziato dall’UE e coordinato da Avantium.
L’azienda olandese ha sviluppato una tecnologia denominata YXY® per convertire gli zuccheri vegetali in un polimero completamente riciclabile. Il polimero che ne risulta, biocompatibile al 100 %, riciclabile e degradabile, combina caratteristiche ambientali con prestazioni superiori rispetto al PET. Vanta infatti migliori proprietà barriera per CO2 e ossigeno (allungando quindi la durata di conservazione dei prodotti confezionati) e una maggiore resistenza meccanica (portando a imballaggi in PEF più sottili che richiedono meno risorse). Ha anche una resistenza al calore superiore di 12 °C rispetto al PET.
«L’elemento costitutivo principale del PEF, l’FDCA (acido 2,5-furandicarbossilico) può essere prodotto da zuccheri, come il fruttosio, provenienti ad esempio da grano, mais e barbabietola da zucchero. L’FDCA viene polimerizzato con glicole monoetilenico (MEG) di origine vegetale per produrre un polimero PEF vegetale al 100 %. Quando è completamente sviluppato sotto il profilo tecnologico, il PEF può anche essere prodotto dalla cellulosa e pertanto da flussi di rifiuti agricoli e forestali. L’attuale processo di Avantium utilizza l’amido del grano europeo», si afferma in un comunicato stampa pubblicato sul sito web del partner tedesco del progetto, nova-Institute, che ha condotto l’LCA.L’LCA ha analizzato 16 diverse categorie di impatto, che riguardano l’impatto ambientale delle soluzioni di imballaggio in PEF in tutte le fasi rilevanti del ciclo di vita, dall’inizio alla fine. I risultati hanno indicato che le bottiglie in PEF ridurrebbero le emissioni di GES del 33 % rispetto alle bottiglie in PET. «Il PEF porterebbe anche a un abbassamento del 45 % del consumo di risorse limitate di combustibili fossili e alla riduzione del 47 % della pressione sulle risorse abiotiche (minerali e metalli) grazie alle proprietà meccaniche del PEF, che ne consentono la leggerezza. Tuttavia, le bottiglie in PET supererebbero le bottiglie in PEF in altre categorie di impatto, derivanti principalmente dall’attuale fornitura di materie prime.»
Il PEF trova applicazione anche negli imballaggi multistrato, quando l’imballaggio monostrato non è sufficiente a garantire la durata di conservazione richiesta. Il comunicato stampa riporta: «In questa LCA sono state valutate anche bottiglie multistrato in PET/PEF da 250 ml con il 10 % di PEF e confrontate con bottiglie di riferimento in PET/PA con un tipico 7 % di PA (poliammide). L’analisi ha dimostrato che è possibile ottenere riduzioni significative di circa il 37 % delle emissioni di GES sostituendo lo strato di PA con il PEF, principalmente attribuite alla riciclabilità del sistema PET/PEF rispetto alla non riciclabilità del sistema contenente PA. Questa sostituzione contribuirebbe anche a una significativa riduzione della domanda di risorse limitate (rispettivamente -37 % di combustibili fossili e -52 % di minerali e metalli).»
L’obiettivo di PEFerence (From bio-based feedstocks via di-acids to multiple advanced bio-based materials with a preference for polyethylene furanoate) è istituire il primo impianto FDCA su scala industriale ed economicamente vantaggioso al mondo. Il responsabile del progetto Avantium intende aprire tale impianto nel 2024.
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