Possiamo sostituire la plastica? Le alternative a base vegetale sono promettenti, ma nessuna di esse sarà efficace senza, allo stesso tempo, ripensare i nostri metodi di produzione sostenendo una transizione sostenibile e i costi che ne derivano.
Borse, bottiglie, imballaggi, vestiti monouso... La plastica costituisce gran parte dei nostri oggetti quotidiani. Ha molti vantaggi: è leggera, resistente ed economica da produrre. Ma il suo principale svantaggio è la durata. Si accumula nell’ambiente, si frammenta, diventa potenzialmente ingestibile e tossica per gli esseri viventi e contribuisce al riscaldamento globale. Si può quindi sostituire? Sì, ma non ovunque e non in un modo qualsiasi.
All’EPFL, alcuni ricercatori stanno lavorando su alternative promettenti. Jeremy Luterbacher e il suo team del Laboratory for Sustainable and Catalytic Processes (LPDC) stanno sviluppando nuove molecole biodegradabili. Alcune di queste esistono già, come l’acido polilattico o PLA, utilizzato nelle bustine di cibo e nella stampa 3D. si tratta di molecole utili, ma non adatte ad usi in cui sono richieste prestazioni elevate", commenta il professore. Sebbene sia possibile ottenere chimicamente materiali più performanti da molecole biologiche, ciò richiede processi estremamente complicati, che comportano un numero enorme di passaggi e una grande quantità di energia
Strutture che la natura sa come gestire
Il team LPDC ha trovato un modo per aggirare questo ostacolo. È riuscito a creare biopolimeri sviluppando un processo che mantiene le strutture naturali del legno e a produrre plastiche più resistenti. il vantaggio del nostro approccio è la semplicità", descrive Jeremy Luterbacher. Letteralmente, cuociamo le fibre di legno con un’altra molecola e in un solo passaggio formiamo il nostro prodotto di base". E questo non è l’unico vantaggio: partendo da strutture che la natura sa già come gestire, eliminiamo anche i problemi di tossicità e miglioriamo la biodegradabilità"
La scoperta di questo processo innovativo ha portato alla creazione di una start-up, Bloom, che ha recentemente raggiunto l’impresa di produrre tre tonnellate di materia prima, diventando una delle più avanzate del settore. La giovane azienda sta lavorando a prototipi per imballaggi, adesivi e additivi.
Grazie a questa tecnica, il laboratorio ha anche sviluppato un sostituto del bisfenolo A, una molecola a base di petrolio utilizzata per rendere gli oggetti più rigidi e trasparenti e identificata come un interferente endocrino.
Partendo da strutture che la natura sa già come gestire, eliminiamo anche i problemi di tossicità e miglioriamo la biodegradabilità.
Jeremy Luterbacher, responsabile del laboratorio Processi sostenibili e catalitici
"Un materiale straordinario
Al Sustainable Materials Laboratory (SML), Tiffany Abitbol lavora anche sui biopolimeri. Non cerca di crearli chimicamente, ma studia quelli che esistono allo stato naturale, facendoli interagire con altri materiali e cercando potenziali funzioni. Si interessa a tre categorie principali di polimeri: la cellulosa, i materiali a base di proteine e i funghi e la loro rete di radici, il micelio.
il micelio è un materiale straordinario", descrive la specialista. Richiede pochissima energia per essere prodotto, è facile da compostare e ha la capacità unica di legare le particelle nella sua rete. È una sorta di colla universale Utilizzato in particolare per modellare schiume o pannelli, il micelio può essere utilizzato per creare una varietà di oggetti combinandolo con residui di legno o diversi tipi di scarti vegetali.
Ciascuna delle alternative studiate potrebbe sostituire alcuni usi attuali della plastica. a cominciare da tutto ciò che è usa e getta, come gli imballaggi, i tessuti o i rivestimenti interni dei contenitori di cartone usati per conservare alimenti o medicinali", sottolinea l’autrice. Sulla scala della produzione industriale, si tratta di enormi quantità di plastica. Ripensare questo tipo di utilizzo ha quindi un impatto molto forte, prima di estendere la gamma per sostituire altri tipi di plastica"
Non competere con l’agricoltura
Tuttavia, i due scienziati concordano sul fatto che, sebbene lo sviluppo di alternative sia incoraggiante, vi sono ancora molti ostacoli alla loro diffusione e commercializzazione, dalla materia prima alla fase di fine vita.
Per la produzione di plastiche di origine vegetale si possono utilizzare diversi tipi di biomassa (residui di colture, rifiuti dei consumatori, recupero di alimenti sprecati, ecc.), ma non tutti sono fattibili o necessariamente interessanti. gli scarti vegetali attualmente non offrono né la quantità né l’uniformità necessarie per una produzione su larga scala", spiega Jeremy Luterbacher. Si dovrebbero coltivare colture specifiche per produrre le materie prime di cui si ha bisogno, e questo significa utilizzare terreni fertili, in concorrenza con la produzione agricola e alimentare. Questo deve essere evitato Ecco perché il chimico si è rivolto al legno. È facile da reperire, proviene da foreste gestite in modo sostenibile e non compete con l’agricoltura.
Viviamo in una società di plastica e l’intera industria è stata progettata per questo.
Tiffany Abitbol, responsabile del Laboratorio Materiali Sostenibili
Ripensare le infrastrutture di produzione
Un’altra insidia, e non la meno importante, è di tipo economico e strutturale. Dalla molecola iniziale al prodotto finale, l’attuale processo industriale è lungo, passa attraverso molteplici fasi e richiede un’enorme quantità di energia. Introdurre cambiamenti in questo sistema complesso e ben strutturato si sta rivelando estremamente complicato.
viviamo in una società di plastica e l’intera industria è stata progettata per questo", afferma Tiffany Abitbol. Quando le aziende vogliono fare le cose in modo diverso, si trovano subito di fronte ai costi e ai vincoli che questo comporta. È davvero una sfida enorme"
come spiega Jeremy Luterbacher, "i produttori che desiderano passare ai materiali biobased hanno cercato, per abitudine, di sostituire le molecole tradizionali a base di petrolio con le stesse molecole ma derivate dalle piante, mantenendo gli stessi processi. Ma questo si è subito rivelato costoso e complicato. È un’intera filosofia che deve essere ripensata" Senza dimenticare, aggiunge, le difficoltà che accompagnano l’introduzione di un nuovo prodotto sul mercato. "I costi di avviamento sono elevati e rendono impossibile competere immediatamente con industrie tradizionali consolidate, a volte da cento anni"
Il ritmo di una mela
Tiffany Abitbol stima che i materiali sviluppati nel suo laboratorio si disgregano in media a una velocità paragonabile a quella di una mela, cioè circa un milione di volte più velocemente delle plastiche tradizionali a base di petrolio, che impiegano diverse centinaia di anni per disintegrarsi. Siamo quindi sulla buona strada. Tuttavia, l’autrice sottolinea che stimare l’esatta degradabilità di un nuovo materiale non è facile. "La degradazione di questi materiali dipende dall’uso che se ne fa, dalla natura dell’ambiente in cui vengono conservati, dai microrganismi presenti e così via" Secondo Jeremy Luterbacher, "capire come queste nuove molecole si evolvono nel tempo, come si staccano, dove vanno e quali reazioni chimiche provocano quando entrano in contatto con il suolo, l’acqua o altri materiali, richiede una moltitudine di studi e di tempo"
RiferimentiQuesto articolo è stato pubblicato nel numero di dicembre 2025 della rivista Dimensions, che mette in luce l’eccellenza dell’EPFL attraverso approfondimenti, interviste, ritratti e notizie. La rivista è distribuita gratuitamente nei campus dell’EPFL.
