Un gruppo di ricercatori sviluppa una plastica sostenibile contenente il 30% di fibre di erba
L'erba non proviene da monocolture, ma da prati incolti, contribuendo così a mantenere ecosistemi ricchi di specie
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Come si possono produrre materie plastiche in modo più sostenibile? Una possibile soluzione passa per i prati: da circa dieci anni sono presenti sul mercato materie plastiche rinforzate con fibre d’erba. Nel progetto «Gras-to-Plast», il Prof. Dr. Martin Moneke dell’Università di Scienze Applicate di Darmstadt (hda) ha perfezionato, insieme al suo team, una di queste bioplastiche. Il risultato è un materiale notevolmente più resistente, che può essere utilizzato per una gamma più ampia di prodotti. Ciò consente non solo di risparmiare materie prime fossili, ma anche energia durante la produzione. Inoltre, l’erba utilizzata non proviene, come di consueto, da monocolture, bensì da prati incolti, che in questo modo vengono preservati come ecosistemi ricchi di specie.
La plastica, contrariamente a quanto spesso si crede, è una materia prima costosa. «Se si acquista la plastica in grandi quantità», spiega il Prof. Dr. Martin Moneke del corso di laurea in Ingegneria dei Polimeri dell’hda, «a seconda del metodo di produzione, risulta più costosa dell’alluminio o dell’acciaio». Ed è così che è nata l’idea dell’erba: da circa dieci anni sono presenti sul mercato le materie plastiche a base di fibre d’erba. Maggiore è la percentuale di fibre, minore è il fabbisogno di materie prime a base di petrolio per la produzione, e più economico e sostenibile risulta il prodotto.
Il progetto «Gras-to-Plast», a cui l’esperto di materie plastiche Moneke e il suo team hanno lavorato per un anno e mezzo, mirava a migliorare ulteriormente tali bioplastiche. Il materiale di partenza è ben noto a chiunque frequenti i negozi di abbigliamento o le drogherie: una plastica che l’azienda dell’Assia Cortec utilizza per la produzione di appendiabiti. Secondo quanto dichiarato dall’azienda stessa, ogni anno ne spedisce oltre 60 milioni in tutto il mondo. Il team di Moneke si è prefissato di risolvere diversi problemi legati alla plastica delle grucce: il materiale doveva diventare più resistente, in modo da poter realizzare anche articoli più complessi. Allo stesso tempo, l’obiettivo era garantire una maggiore sostenibilità: una percentuale di fibre di erba il più alta possibile, risparmio energetico nella produzione e provenienza dell’erba.
L’erba utilizzata finora proveniva da monocolture, ovvero veniva coltivata appositamente per la produzione di plastica. Il team dell’hda voleva cambiare questa situazione e ha quindi sperimentato l’uso di erbe provenienti da prati incolti, che stanno diventando sempre più numerosi a causa del calo dell’industria lattiero-casearia in Germania. I prati fioriti, ricchi di specie, devono comunque essere preservati, anche come fonte di reddito per gli agricoltori. Ma quando la natura incontra la scienza, a volte può regnare il caos: in un prato naturale crescono circa 20 diverse specie di erbe, piante aromatiche e fiori. A seconda della stagione e delle condizioni meteorologiche, la composizione e le proprietà cambiano. Nonostante questo «fattore di caos», il team di Moneke è riuscito a sviluppare una formula robusta per un materiale che presenta caratteristiche stabili e riproducibili.
La nuova formula è composta per il 30% da fibre di erba e per il 60% da polipropilene; il restante 10% è costituito da additivi che migliorano le proprietà del materiale e ne facilitano la lavorabilità. Da questo materiale è ora possibile realizzare ulteriori prodotti in bioplastica, ad esempio piccole cassette impilabili e grandi contenitori da trasporto. Questi devono resistere a sollecitazioni notevoli quando vengono impilati gli uni sugli altri o spostati con un carrello elevatore. «In altre parole, bisogna colpirli con forza, ma nonostante ciò nulla deve rompersi», così il Prof. Dr. Martin Moneke riassume il principio.
A volte in laboratorio l’atmosfera era piuttosto movimentata: gli oggetti realizzati con la tecnica dello stampaggio a iniezione venivano sottoposti a numerosi test di resistenza. «Abbiamo fatto cadere le cassette impilabili da un’altezza di cinque metri e abbiamo effettuato prove di perforazione». Alla fine il materiale ha superato tutti i test e la «resistenza agli urti» è stata aumentata di circa il 20 per cento. La nuova miscela di plastica è quindi particolarmente stabile e le crepe si formano più lentamente. Anche la lavorazione è più semplice ed efficiente: «Nella versione precedente, molte fibre sporgevano in superficie e potevano quindi assorbire acqua», spiega Moneke. «Ciò causava la formazione di incrostazioni, un maggiore impegno nella manutenzione e nella pulizia – e molti scarti.»
La nuova formulazione integra meglio l’erba nella plastica, può essere lavorata a temperature e pressioni inferiori e garantisce un processo di stampaggio a iniezione più stabile. Una volta concluso il progetto, appendiabiti, contenitori impilabili e simili potranno ora entrare in produzione con la nuova miscela di materiali. «Nel progetto abbiamo raggiunto un Technology Readiness Level di 8 o 9», afferma soddisfatto il ricercatore. Su una scala di nove livelli, ciò significa che il prodotto è pronto per l’uso.
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