Plastica senza petrolio: salvare un po’ il mondo con legno e paglia

Risorsa versatile

La sua combustione genera l’emissione, p. es., del biossido di carbonio, un gas serra che accelera la crisi climatica. Ma il petrolio è anche una materia prima versatile che fornisce un’ampia gamma di prodotti (vedi articolo a destra).

Tra questi anche la plastica in tutte le sue varianti. In altre parole: se vogliamo abbandonare l’uso del petrolio, dannoso per clima e ambiente, dobbiamo escogitare materiali sintetici biodegradabili. Proprio quello che sta facendo Jeremy Luterbacher con il suo ambizioso progetto. Per chi lavora nel settore è fondamentale chiedersi dapprima quali tipi di plastica – a prescindere dalla loro fattibilità – siano veramente auspicabili e utili. In futuro vogliamo utilizzare imitazioni più ecologiche dei materiali di origine petrolifera? Oppure puntare su prodotti innovativi dalle proprietà eventualmente sconosciute?

In fondo nessuna legge della natura ha stabilito che il petrolio debba essere alla base di tutte le plastiche. «Questo liquido nero sgorga quasi gratuitamente dal suolo» – dice Luterbacher – «ed è naturale averlo sfruttato per stimolare la crescita economica dell’ultimo secolo ». Oggigiorno, però, la produzione di plastica viene completamente ripensata e il petrolio, aggiunge, viene messo sul banco di prova sia come risorsa che come modello.

Contiene infatti una gran quantità di molecole che nessun essere vivente vuole mangiare – e che lo rende un problema difficilmente eliminabile per l’ambiente. Non tutti i colleghi sono d’accordo e continuano a orientarsi sulle plastiche di origine petrolifera. Sviluppano cioè nuove molecole che devono avvicinarsi il più possibile all’originale. Uno scenario – secondo Luterbacher – perfetto per l’industria. «Che è ben contenta di poter continuare a usare le stesse molecole per meno soldi, dato che i processi produttivi e le catene di fornitura esistono già. Il problema è che la chimica necessaria per questo approccio non è affatto semplice».

E poi ci sono altri che progettano plastiche concentrandosi sulla funzione: che caratteristiche deve avere la nuova plastica? «Ci sono anche dei materiali veramente sofisticati», afferma Luterbacher. Ma qui non si tratta tanto di chiedersi che aspetto dovrebbero avere le molecole adatte o se ricavarle dal petrolio. Lui stesso ha optato per una pragmatica via di mezzo e sviluppato una sua filosofia personale: «Voglio prendere quello che ci offre la natura e poi riflettere su cosa farne nel modo più semplice e funzionale possibile».

Chimica dolce

Ma cos’è la plastica? Secondo Luterbacher descrive più una caratteristica che un materiale definito. Alla pari della carta, le lunghe catene di molecole – dette polimeri – formano un intreccio da cui ha origine la plastica, ossia un materiale solido che però può rompersi «districando» queste catene. In effetti le catene di molecole composte da carbonio, sostanzialmente adatte anche alla produzione di plastica, sono presenti in abbondanza in natura. Formano parte del legno, delle foglie e di altri scarti vegetali. 

Questo tipo di rifiuti biologici viene prodotto in grandi quantità senza essere valorizzato. A essere decisivi sono i polimeri della lignina, cellulosa ed emicellulosa. La cellulosa è costituita solo da glucosio e anche l’emicellulosa contiene pochi componenti. In entrambi i casi, però, questi possono legarsi tra loro migliaia di volte fino a formare lunghe catene. Luterbacher usa i rifiuti vegetali per produrre plastica, ma si avvale della chimica dolce che permette di arrivare all’obiettivo in un unico passaggio: «Quello che facciamo, in pratica, è cucinare il legno», spiega.

Il processo chimico da lui messo a punto è incredibilmente semplice rispetto ad altri metodi. L’importante è separare, lasciandole intatte, le strutture principali degli zuccheri. Vengono attaccate a gruppi chimici con determinate funzioni per formare l’intreccio di lunghe catene, ossia la plastica.

Plastica di zucchero

La plastica da polimeri vegetali di Luterbacher mostra già delle qualità simili a quelle della plastica convenzionale. In un lavoro il team ha potuto perfino presentare delle materie plastiche equivalenti al PET classico. Con una differenza fondamentale: la plastica di Luterbacher non inquina l’ambiente perché è costituita da zuccheri molto diffusi. Finora i migliori polimeri sono stati ricavati dallo xilosio, presente anche nei dolcificanti e nel dentifricio. Sono commestibili e dovrebbero essere facilmente, o più facilmente, degradabili dei prodotti derivati dal petrolio – benché manchi ancora la certificazione ufficiale.

Il salto nella produzione industriale, tuttavia, è ancora lontano, anche perché queste plastiche innovative devono prima essere ampiamente testate. Viene valutato, p. es., se come materiale per l’imballaggio alterano il sapore degli alimenti e, in generale, se sono compatibili. Ma i primi passi sono stati fatti e Jeremy Luterbacher non vuole accontentarsi di una plastica rinnovabile e biodegradabile. Chi si appresta a salvare il mondo deve reinventare l’intera industria chimica e renderla sostenibile.

Con il suo team sta già lavorando con successo alla realizzazione di altri materiali alternativi ai prodotti derivati dal petrolio, tra cui solventi, essenze e aromi. «Una volta ho sentito una bella citazione», racconta Luterbacher. «I chimici industriali sono responsabili del guaio causato dalla petrolchimica e quindi sta a loro tirarci fuori. Ecco, voglio essere uno di quelli».

Dichiarazione: Questo contenuto è stato creato dalla redazione di Sustainable Switzerland su incarico di EPFL.