Un’innovativa tecnologia enzimatica per guidare la lotta contro i rifiuti di plastica
I rifiuti di plastica non riciclabili pongono una sfida crescente a livello ambientale ed economico: nell’area dell’UE-28 ogni anno vengono prodotti oltre 27 milioni di tonnellate di scarti di tal genere, di cui per solo il 31% è possibile il riciclaggio. Per affrontare l’enorme carico ambientale associato alla plastica non riciclata, il progetto ENZYCLE, finanziato dall’UE, si è concentrato sullo sviluppo di innovative soluzioni a base di enzimi volte a degradare i materiali plastici attualmente non riciclabili, comprese le microplastiche presenti nelle acque reflue.
Enfasi sulle frazioni di plastica non riciclate
L’obiettivo primario del progetto era quello di valorizzare le frazioni di plastica non riciclate attraverso l’attuazione di processi di degradazione enzimatica, concentrandosi in particolare su materiali quali il polietilene tereftalato (PET) e le poliolefine, come il polietilene (PE) e il polipropilene (PP), sotto forma di vaschette in PET post-consumo, contenitori a conchiglia e imballaggi multistrato, prodotti la cui gestione mediante i processi di riciclaggio convenzionali è difficoltosa. ENZYCLE si è avvalsa di una serie di enzimi, tra cui la cutinasi del compost di foglie e rami (LCC, leaf-branch compost cutinase) e l’idrolasi poliestere (PHL7, polyester hydrolase) derivata da metagenomi, i quali hanno entrambi hanno dimostrato un’elevata attività idrolitica sul PET. «Il PHL7 è in grado di degradare il 90% del PET in sole 16 ore, superando in modo significativo le prestazioni offerte da enzimi precedenti come l’LCC», secondo quanto dichiarato dal team del centro di ricerca spagnolo ITENE, l’ente che ha coordinato il progetto ENZYCLE.
Metodi di riciclaggio innovativi
ENZYCLE ha introdotto un sistema di degradazione delle microplastiche che combina processi enzimatici e microbiologici al fine di scomporre tali materiali, quali PET, PE e poliammide, consentendo di ridurne il peso del 30%. Questo processo innovativo rappresenta un’alternativa ai tradizionali metodi di riciclaggio termico, che spesso richiedono un elevato consumo di energia e riducono la qualità del materiale plastico; per di più, a differenza dei metodi termici, il riciclaggio enzimatico avviene a temperature più basse e in ambiente acquoso, condizioni che determinano una sostenibilità chiaramente maggiore. «Gli enzimi scompongono il PET in componenti riutilizzabili, ovvero acido tereftalico e glicole etilenico, facilitando la realizzazione di un riciclo di alta qualità. I vantaggi offerti dal riciclaggio enzimatico lo rendono un’alternativa più sostenibile ed efficace», aggiunge l’équipe di ITENE. Questo approccio agevola il recupero di risorse preziose che possono essere riutilizzate in applicazioni di alta qualità e incrementa l’efficienza del processo di riciclaggio, chiudendo il cerchio della produzione della plastica.
Risultati e sfide in contesti reali
Nonostante i progressi compiuti, ENZYCLE ha dovuto affrontare diverse sfide di significativa entità, di cui una delle principali era l’estensione della portata del processo di produzione enzimatica al livello industriale, senza generare un eccessivo aumento dei costi. Grazie all’attuazione di un processo di coltura continua in due fasi e al miglioramento della stabilità dell’enzima attraverso l’ingegneria proteica, il progetto è riuscito a garantire la fattibilità industriale della produzione enzimatica su larga scala. Ciononostante, il progetto ha incontrato difficoltà nell’ottimizzare i processi biologici destinati alle microplastiche reali provenienti dagli impianti di trattamento delle acque reflue. Come osserva la squadra di ITENE: «Tra le sfide figurano l’ottimizzazione dei processi biologici per le microplastiche reali provenienti dagli impianti di trattamento delle acque reflue e l’aumento della portata del processo sviluppato in laboratorio a livelli industriali mantenendo ragionevoli i costi associati agli enzimi.»
Future opportunità nell’economia circolare
Le innovazioni introdotte da ENZYCLE vanno oltre il tradizionale riciclaggio della plastica: promuovendo la collaborazione tra il settore delle biotecnologie e quello della gestione dei rifiuti, il progetto ha infatti aperto le porte a nuove catene di valore. Le collaborazioni instaurate consentono alle aziende di riciclaggio di esplorare metodi avanzati di recupero dei rifiuti e di fornire all’industria biotecnologica materie prime pronte all’impiego, il tutto in linea con i principi stabiliti dall’economia circolare. La sinergia messa in atto dispone del potenziale di guidare i progressi in ambito di materiali bioingegnerizzati, tecnologie di produzione ecologiche e soluzioni di imballaggio sostenibili.
L’impatto sulla sostenibilità e sulla società
Le soluzioni enzimatiche di ENZYCLE promettono di ridurre in modo significativo l’impronta ambientale esercitata dai rifiuti in plastica, soprattutto per quanto riguarda le frazioni non riciclate. Riducendo l’inquinamento da materiali plastici e migliorando le pratiche di gestione dei rifiuti, il progetto contribuisce alla protezione degli ecosistemi e alla biodiversità, offrendo al contempo benefici per la salute umana. Inoltre, l’approccio adottato da ENZYCLE risulta in linea con i più ampi obiettivi dell’economia circolare, che punta a ridurre la dipendenza dalle materie prime e dai combustibili fossili e promuove la riqualificazione e la creazione di posti di lavoro nel settore delle biotecnologie e in quello della gestione dei rifiuti.
Parole chiave
ENZYCLE, microplastiche, economia circolare, degradazione enzimatica, riciclaggio della plastica, gestione sostenibile dei rifiuti
