Gli estratti naturali migliorano le proprietà delle bioplastiche industriali
Nel mondo sviluppato, vengono gettate ingenti quantità di scarti agricoli. Eppure, questo materiale organico potrebbe essere riutilizzato per la realizzazione di plastiche biocompatibili. È infatti possibile utilizzarle in una serie di applicazioni industriali. Questo tipo di plastica, una volta trattato e migliorato tramite l’integrazione di additivi ecocompatibili, è in grado di soddisfare le esigenze di produttori che al momento usano plastiche realizzate con combustibili fossili, quale il petrolio. Il progetto BARBARA, finanziato dall’UE, ha affrontato questa sfida, creando otto nuovi materiali tramite la valorizzazione di frazioni e di residui di flussi secondari provenienti dalla produzione agroalimentare per ottenere polisaccaridi innovativi e additivi funzionali. «La tecnologia del progetto BARBARA favorisce il miglioramento delle proprietà meccaniche, termiche, estetiche e salutari di nuovi polimeri ingegnerizzati biocompatibili», afferma Berta Gonzalvo Bas, coordinatrice del progetto. I membri del consorzio hanno ricevuto finanziamenti dall’impresa comune Bioindustrie, un partenariato pubblico-privato tra l’UE e il settore industriale. Nell’ambito del programma Orizzonte Europa, tale partenariato si propone di accelerare lo sviluppo della bioeconomia circolare in Europa, che prevede che gli elementi costitutivi di sostanze chimiche, biocarburanti e materiali derivino da risorse biologiche, promuovendo al contempo il conseguimento degli obiettivi climatici.
Il dolce profumo del successo
I ricercatori hanno elaborato e collaudato nuovi processi per l’estrazione e la funzionalizzazione di composti di elevato valore aggiunto da rifiuti agricoli, tra cui bucce di frutta e gusci di frutta a guscio. L’estrazione assistita da microonde e ulteriori processi avanzati, tra cui l’impiego di acqua supercritica, ha permesso di realizzare coloranti naturali, biomordenti, antimicrobici e oli essenziali. Una volta terminata l’estrazione di tutti i componenti di origine organica, si è proceduto alla preparazione delle bobine di filamento per la costruzione di prototipi tramite la produzione additiva (stampa 3D). I materiali sviluppati contenevano polisaccaridi dal granturco, pigmenti di melograno e limone, biomordenti a base di melograno, fragranza di limone e bucce di mandorle che hanno conferito ai materiali colori, profumi e consistenze differenti, accompagnati da proprietà antimicrobiche e dimostrando persino la capacità di resistenza a sollecitazioni termiche e meccaniche. «I processi di produzione additiva contemplano l’impiego di un filamento continuo per la stampa 3D, che diventa morbido in caso di riscaldamento e si indurisce in caso di raffreddamento, dando origine a pezzi di bioplastica innovativi dotati di proprietà avanzate per il settore dell’edilizia e automobilistico», spiega Gonzalvo Bas.
Una pletora di applicazioni industriali
I partner del progetto, con la partecipazione della casa automobilistica italiana FIAT, hanno adoperato i nuovi materiali per la stampa 3D di portiere e cruscotti per auto. Inoltre, hanno realizzato stampi per la produzione di giunti di travi reticolari per edifici per l’azienda spagnola ACCIONA Infrastructures. Secondo Gonzalvo Bas: «Inoltre il progetto BARBARA contribuisce direttamente a quattro tecnologie di agevolazione fondamentali, ovvero biotecnologia, nanotecnologia, materiali avanzati e tecnologie avanzate di produzione, che costituiscono le basi di un ampio ventaglio di industrie». La tecnologia del progetto BARBARA innalzerà in modo considerevole il livello di competitività delle aziende europee in diversi settori, fornendo miglioramenti concreti alla qualità dei loro prodotti. Le aziende produttrici di prodotti agricoli, sostanze chimiche e biopolimeri nonché le aziende di trasformazione, l’industria automobilistica, l’edilizia e tante altre trarranno benefici da questa tecnologia. «Ulteriori settori industriali cardine dell’economia europea, tra cui il settore aerospaziale, dell’elettronica e degli elettrodomestici potranno avvalersi dei biopolimeri per la produzione di nuove bioplastiche caratterizzate da straordinarie proprietà strutturali e funzionali, migliorando allo stesso tempo la propria sostenibilità», conclude Gonzalvo Bas.
Parole chiave
BARBARA, bioplastica, biopolimero, rifiuti agricoli, stampa 3D, produzione additiva, fabbricazione di filamenti fusi