Pubblicazione realizzata nell'ambito del progetto PLASTiCE supportato dal FESR
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Questo documento è stato realizzato nell'ambito del
progetto PLASTICE, ed è parte del
WP4 - Condizioni per stimolare la domanda di mercato
WP4.2 Schema di supporto transnazionale
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Sommario:
Prefazione…………………………………………………………………………………………………….6
1.
Introduzione…………………………………………………………………………………………..7
2.
Materiali polimerici: i principi…………………………………………………………………….…11
3.
Plastica………………………………………………………………………………………….…….13
3.1.
Classificazioni della plastica………………………………………………………………...13
3.2.
Plastiche tradizionali di origine petrolchimica ……………………………………………..15
3.3.
Plastiche biodegradabili …………………………………………………………………….19
3.3.1.Plastiche biodegradabili da fonti rinnovabili ……………….………………………..20
3.3.2.Plastiche biodegradabili da fonti fossili……………………....……………………...21
3.3.3.Plastiche oxo-degradabili ……………………………………………………………..22
4.
5.
6.
3.4
Plastiche non-biodegradabili da fonti rinnovabili………………………………………….23
3.5.
La produzione delle bioplastiche.…………………………………………………………...24
Prodotti compatibili con le politiche di sviluppo sostenibile e relativi criteri di valutazione…....26
4.1.
Modello di valutazione delle politiche di sviluppo sostenibile applicato alla plastica....26
4.2
Criteri di valutazione degli aspetti ambientali……………………………………………...27
4.3.
Criteri di valutazione degli aspetti sociali…………………………………………………..29
4.4.
Criteri di valutazione degli aspetti economici ……………………………………………..30
Sistemi di valutazione per specifici tipi di plastica ………………………………………………..32
5.1.
Certificazione delle plastiche compostabili ………………………………………………..32
5.2.
Certificazione del contenuto bio-based…………………………………………………....35
5.3.
Schema riassuntivo dei sistemi di certificazione …………………………………………...37
5.4.
Valutazione della riduzione di emissioni di gas serra …………………………………….38
Conclusioni…………………………………………………………………………………………...41
Appendici:
Appendice A: Applicazioni delle bioplastiche …………………………………………………....42
Appendice B: Schema transnazionale di ricerca e sviluppo sui polimeri biodegradabili
nell’ambiente ………………………………………………………………………………………...54
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PREFAZIONE
E’ difficile immaginare che solo un secolo fa la presenza di plastica nel modo fosse trascurabile,
quando ora essa pervade le nostre vite dai contenitori per alimenti ai dispositivi medicali, fino ai
componenti delle auto ed ai giocattoli. La plastica consente al nostro cibo di rimanere fresco più a
lungo e di poter essere trasportato su distanze maggiori, mantiene i dispositivi medicali sterili, ad
esempio tramite gli involucri di aghi o le sacche per il sangue o la soluzione salina, rende le nostre
auto più leggere ed efficienti nei consumi, rallegra i bambini nella forma di Lego o Barby, solo per
menzionare alcuni dei tanti usi attuali. Questo è sorprendente se si pensa che la plastica è l’unico
gruppo importante di materiali interamente realizzato dall’uomo.
Ai grandi benefici portati dalla plastica alle nostre vite peraltro si associano anche impatti negativi. Il
tipo di plastica che usiamo o come la smaltiamo possono comportare serie implicazioni per la salute
umana e per l’ambiente. Ad esempio si è scoperto che l’additivo bisfenolo A (BPA) utilizzato nei
contenitori per alimenti e bevande agisce come interferente endocrino, contribuendo all’insorgenza di
sviluppi abnormi e al cancro. Allo stesso modo è stato rilevato che la grande chiazza di immondizia
nel nord del Pacifico contiene enormi quantità di rifiuti plastici che fluttuano liberamente nell’oceano.
Entrambi i casi hanno destato preoccupazione circa l’uso della plastica. Libri come “Plastica - una
storia d’amore tossico"(S. Freinkel), “Senza plastica – Come ho sconfitto l’abitudine alla plastica e
come puoi farlo anche tu”(B. Terry), oppure “ Oceano di plastica: lotta per salvare il mare dai rifiuti
della nostra società” (C. Moore and C. Phillips) sottolineano questa preoccupazione e discutono di usi
ed abusi della plastica oggi.
La transizione verso una plastica che soddisfi i nostri bisogni, ma che sia innocua sia per la salute
umana ed animale che per l’ambiente è un tema fondamentale. Scienza, industria e politiche
pubbliche devono lavorare per favorire l’introduzione di materiali e politiche che lo consentano. La
nostra vita, la nostra salute, così come quella dell’ambiente in cui viviamo può dipendere da questo.
Il progetto PLASTiCE fa un passo in questa direzione. Il suo obiettivo principale è di favorire
l’accettazione di nuove plastiche a minore impatto ambientale. A questo scopo PLASTiCE collabora
con numerosi partner tra cui industrie, organizzazioni governative e non governative, utilizzatori,
rivenditori e scienziati. La nostra esperienza è che tutti questi gruppi sono interessati alla ricerca di un
futuro per la plastica economicamente perseguibile e benevolo con l’ambiente. Il problema è come
far convergere i vari interessi in modo produttivo. E’ interessante notare che quello che di tutti
desiderano sia un’informazione imparziale e la possibilità di individuare referenti affidabili a cui poter
rivolgere domande specifiche sulla plastica.
Questo manuale è stato preparato nella speranza di soddisfare alcuni di questi bisogni e di superare
gli sbarramenti che oggi frenano l’adozione delle plastiche che offrono nuove funzionalità con minori
impatti negativi per l’ambiente e la salute.
dr. Andrej Kržan, PLASTiCE coordinatore
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1. Introduzione
Questa guida contiene un’insieme di informazioni articolate ed oggettive sulle plastiche sostenibili,
con l’obiettivo di migliorare la comprensione di queste tematiche da parte dei diversi attori che
compongono le filiere dell’industria della plastica.
Gli autori della guida - partner del progetto PLASTiCE, realizzato nell’ambito del programma Central
Europe - vantano una consolidata esperienza nel settore delle plastiche sostenibili ed hanno rapporti
quotidiani con aziende dell’intera catena del valore della plastica.
Sulla base di questa esperienza è stata prodotta una lista delle 10 domande più frequenti in questo
campo.
Le domande
1. Quali prodotti si possono realizzare con le bioplastiche?
2. La produzione di prodotti con l’impiego di bioplastiche è praticabile dal punto di vista economico?
3. La realizzazione di prodotti in bioplastica comporta difficoltà di tipo tecnologico?
4. La mia azienda ha le competenze necessarie?
5. La mia azienda dispone di attrezzature e processi adeguati?
6. Perché certificare i prodotti in bioplastica?
7. Come convincere i clienti ad acquistare prodotti in bioplastica?
8. Dove la mia azienda può reperire i materiali (polimeri, pigmenti, etc. ) necessari?
9. Dove posso cercare dei partner?
10. Come cominciare?
Questa guida è stata concepita per dare risposta a tutte queste domande. A seguire sono riportate
risposte brevi ed i riferimenti ai punti della guida dove ogni tema viene sviluppato.
Le risposte
1.
Quali prodotti si possono realizzare con le bioplastiche?
Le bioplastiche, proprio come le plastiche tradizionali, possono essere utilizzate in molti modi e per
molteplici applicazioni. Esse presentano proprietà funzionali quali facilità di stampa ed una
permeabilità a gas, vapore acqueo e grassi che può essere modulata a seconda delle applicazioni. Il
capitolo 3 contiene maggiori dettagli sulle proprietà delle bioplastiche. Attualmente le bioplastiche
sono comunemente usate negli imballaggi e per il settore alimentare, con prodotti quali i sacchetti per
la spesa, vaschette per il cibo, bicchieri, posate etc. Si registra inoltre un aumento di popolarità delle
bioplastiche per applicazioni mediche, in agricoltura, elettronica di consumo, sport fino ad
applicazioni in ambito automobilistico.
Si deve sottolineare che il settore delle bioplastiche è in fase di sviluppo ed è prevista una rapida
crescita nei prossimi due anni, dunque è atteso che anche il numero di applicazioni aumenti
conseguentemente. L’Appendice A fornisce una lista delle applicazioni più comuni.
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2. La produzione di prodotti con l’impiego di bioplastiche è praticabile dal punto di vista economico?
Anche se le bioplastiche sono generalmente più costose delle plastiche tradizionali, negli ultimi anni il
mercato delle bioplastiche è diventato sempre più competitivo in termini di costi, è stato supportato sul
piano legislativo tramite l’introduzione di standard e schemi di certificazione ed in alcuni paesi si è
arrivati fino al divieto di utilizzo delle plastiche tradizionali per talune applicazioni, come i sacchetti
per la spesa usa e getta. La domanda di prodotti in bioplastica ha interessato soprattutto settori del
packaging, automobilistico, giocattoli ed elettronica di consumo. Inoltre diverse multinazionali attive
su scala mondiale hanno introdotto le bioplastiche nei loro piani di crescita a lungo termine e nelle
loro strategie innovative. Gli avanzamenti nelle bioplastiche hanno molte dimensioni, interessando sia
i produttori di materiali che sviluppano nuovi materiali ed additivi, sia i produttori di prodotti finiti che
osservano un grande potenziale di innovazione e diversificazione della loro offerta, precedentemente
basata su plastiche tradizionali. Approfondimenti su questo tema si trovano ai capitoli 3 e 4, in cui
vengono citati diversi criteri di valutazione della sostenibilità.
3. La realizzazione di prodotti in bioplastica comporta difficoltà di tipo tecnologico?
Le bioplastiche che sono sul mercato possono essere impiegate per una vasta gamma di applicazioni.
Le bioplastiche possono essere processate come le plastiche tradizionali, tramite termoformatura,
estrusione, stampaggio per soffiaggio, etc. Le differenze risiedono nei diversi parametri da prendere
in considerazione per impostare le macchine che lavorano la plastica. Questi parametri sono riportati
nelle schede con le specifiche delle bioplastiche, disponibili presso tutti i produttori. In generale, dal
punto di vista della complessità tecnologica, le bioplastiche non sono molto più difficili da processare
rispetto alle plastiche tradizionali.
4. La mia azienda ha le competenze necessarie?
Le competenze hanno a che fare con le conoscenze, le capacità, le abilità, le esperienze e possono
essere di tipo tecnico e di tipo non tecnico. Dal punto di vista del ciclo di vita completo delle
bioplastiche - che partendo dalle materie prime passa attraverso la loro lavorazione, l’utilizzo
industriale fino al loro consumo ed alla gestione dei rifiuti - le competenze necessarie per la gestione
delle bioplastiche sono prevalentemente di tipo tecnico e non si discostano significativamente da
quelle necessarie per trattare le plastiche tradizionali. Le bioplastiche, infatti, possono essere
processate dalle stesse macchine ed il loro utilizzo sia industriale che a livello di utente finale dipende
dalle proprietà della bioplastica riportate nelle schede prodotto dei materiali e sempre più diffuse
anche in letteratura. La gestione dei rifiuti invece è differente per le plastiche biodegradabili ed in
particolare per quelle compostabili che devono essere smaltite con i rifiuti organici.
La promozione delle bioplastiche deve essere basata su opportune azioni di marketing,
adeguatamente calibrate in base alle specifiche caratteristiche dei materiali ed alle loro applicazioni.
Questa guida si propone di facilitare l’identificazione delle competenze necessarie per gestire le
bioplastiche e fornisce orientamento anche su aspetti di tipo non tecnico.
5. La mia azienda dispone di attrezzature e processi adeguati?
Come per ogni materiale, le proprietà delle bioplastiche devono essere commisurate alla specifica
applicazione del prodotto che l’azienda vuole realizzare. Alcune bioplastiche (specialmente quelle
tradizionali derivate da risorse rinnovabili e spesso caratterizzate dall’aggettivo green 7 verde)
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presentano le stesse proprietà dei loro analoghi derivati da risorse fossili (Es. PE e Green-PE). Anche
se esistono casi in cui le bioplastiche presentano proprietà diverse, come già evidenziato alla
domanda 3, le bioplastiche generalmente possono essere processate con gli stessi macchinari
utilizzati per le plastiche tradizionali.
6. Perché certificare i prodotti in bioplastica?
E’ difficile immaginare il mondo moderno senza la plastica, tuttavia questo materiale così versatile
entra spesso in conflitto con la crescente propensione ad adottare stili di vita a basso impatto
ambientale, che portano alla ricerca di materiali alternativi più eco-sostenibili. Una delle soluzioni più
promettenti risiede nelle bioplastiche. Dato che le bioplastiche non sono immediatamente distinguibili
dalle plastiche tradizionali, è necessario adottare un meccanismo che le identifichi tramite opportuna
etichettatura, assicurandone la qualità. Questo viene fatto attraverso il sistema di standardizzazione e
certificazione.
Sebbene si tratti di un atto volontario, ci sono diversi vantaggi associati alla certificazione di prodotti e
materiali. Il certificato permette di distinguere le bioplastiche dalle plastiche tradizionali e assicura che
un materiale è conforme a specifici requisiti. Questo conferisce un chiaro vantaggio rispetto ai prodotti
non certificati.
I prodotti che recano il marchio della certificazione forniscono ai consumatori una prova inconfutabile
circa le proprietà del materiale/prodotto. La presenza dei marchi che certificano le plastiche
compostabili inoltre semplifica la gestione dei rifiuti plastici, facilitandone lo smistamento e la cernita.
Il capitolo 5 contiene informazione dettagliata sui diversi sistemi di certificazione delle bioplastiche.
7. Come convincere i clienti ad acquistare prodotti in bioplastica?
Le bioplastiche sono materiali innovativi che possono essere utilizzati in sostituzione delle plastiche
tradizionali per produrre una vasta gamma di prodotti. Anche se a parità di applicazione la maggior
parte delle bioplastiche offre prestazioni analoghe a quelle delle loro controparti in plastica
tradizionale, esse possono essere promosse in modo diversificato - con svariate tecniche di marketing
- valorizzando le loro proprietà esclusive, quali la biodegradabilità.
In genere le bioplastiche si posizionano con successo in nicchie di mercato come quelle degli alimenti
biologici o dei beni di lusso, spesso in forma di packaging dedicato. I produttori possono inoltre trarre
vantaggio dal costante incremento della coscienza ambientale nella popolazione.
Le bioplastiche si sposano molto bene al concetto di sostenibilità. Il capitolo 4 è interamente dedicato
allo sviluppo sostenibile e più specificatamente ai vari metodi per la valutazione della sostenibilità dei
prodotti bioplastici che possono a loro volta essere utilizzati anche per azioni di marketing,
promozione e nelle istanze connesse con la responsabilità sociale d’impresa, che impattano sulla
reputazione e sul valore del prodotto industriale.
8. Dove la mia azienda può reperire i materiali (polimeri, pigmenti, etc. ) necessari?
L’Appendice A di questa guida contiene una ampia lista di possibili applicazioni delle bioplastiche
che mostra come l’impiego delle bioplastiche vada ben oltre i sacchetti per rifiuti biologici, a cui molti
si limitano a pensare. I prodotti sono suddivisi per gruppi e corredati da una breve descrizione dei
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possibili utilizzi e da un’illustrazione dei vantaggi derivanti dall’impiego delle bioplastiche.
L’Appendice B (R&D scheme) contiene una lista di organizzazioni con competenze specifiche in
ricerca e sviluppo delle bioplastiche, redatta nell’ambito del progetto PLASTiCE con la collaborazione
di 7 partner di progetto, provenienti da Istituti di ricerca di rilevo di 4 paesi dell’Europa centro
orientale. Lo schema consente alle aziende del centro Europa di identificare e contattare istituti ed
esperti in grado di supportarle a portare sul mercato nuove applicazioni di polimeri biodegradabili e
capaci di fornire risposte competenti su un ampio insieme di problematiche relative alle plastiche
sostenibili.
9. Dove posso cercare partners?
L’uso delle bioplastiche in ambito industriale coinvolge molti e diversi soggetti, specialmente nella
ricerca sui materiali e nelle fasi di test dei prodotti. Lo Schema di R&D riportato in Appendice B
indirizza le imprese verso i soggetti più competenti in grado di rispondere a quesiti specifici sulle
bioplastiche e fornire assistenza personalizzata per lo sviluppo di prodotti destinati a determinate
applicazioni.
10. Da dove cominciare?
Il processo di implementazione di nuovi prodotti parte sempre da un’idea rivolta ad uno specifico
target di mercato. Le bioplastiche offrono nuove possibilità di innovazione sia per prodotti nuovi che
per prodotti esistenti. Inoltre il crescente fabbisogno di applicazioni sostenibili a basso impatto
ambientale costituisce un’opportunità per promuove l’uso delle bioplastiche.
Bioplastiche – Opportunità per il futuro è una pubblicazione pensata per fornire informazioni di facile
comprensione sulle bioplastiche ed offrire assistenza nei primi passi necessari per cominciare la vostra
avventura con questi nuovi materiali.
10
2. Materiali polimerici – I principi
Prima di passare alla definizione e alla classificazione delle plastiche, è necessario comprendere i
materiali di base delle plastiche: i polimeri.
I polimeri sono composti chimici macromolecolari costituiti da unità fondamentali, che si ripetono nella
molecola, chiamate monomeri. I polimeri possono avere una struttura lineare, ramificata o reticolata. I
polimeri lineari ed i ramificati sono spesso termoplastici, ovvero possono fondere a determinate
temperature e sono solubili in alcuni solventi. Quelli reticolati invece sono insolubili e non possono
fondere.
I polimeri sono molto diffusi in natura; infatti sono i materiali costituenti degli organismi animali e
vegetali. L’amido, la cellulosa, le proteine e la chitina sono polimeri. Un altro grande gruppo di
polimeri è prodotto sinteticamente a partire da fonti petrolchimiche, gas naturale e carbone. I polimeri
appartenenti a quest’ultimo gruppo sono impiegati in molte applicazioni industriali.
I polimeri si possono classificare in base alle proprietà chimico-fisiche, all’origine, alla natura dei
materiali di cui sono composti, all’impiego ed alla suscettività all’attacco enzimatico.
Classificazione in base alle proprietà chimico-fisiche:

Termoplastici: materiali che rammolliscono sotto l’azione del calore e induriscono in seguito ad
un calo di temperatura. Es. acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS), policarbonato (PC), polietilene
(PE), polietilen tereftalato (PET), polivinil cloruro (PVC), polimetilmetacrilato (PMMA),
polipropilene (PP), polistirene (PS), polistirene espanso (EPS).

Termoindurenti: una volta formati rimangono duri e non rammolliscono più sotto l’azione del
calore. Es. resina epossidica (EP), resina fenol-formaldeide (PF).

Elastomeri: materiali che se vengono allungati o schiacciati si deformano, ma sono in grado di
riprendere la forma originale una volta cessata la forza di deformazione.
Classificazione in base all’origine dei polimeri:

Polimeri sintetici: derivano da reazioni di sintesi chimica (polimerizzazione per addizione,
copolimerizzazione , policondensazione)

Polimeri naturali: prodotti e degradati in natura; esempio la cellulosa, le proteine, gli acidi
nucleici

Polimeri naturali modificati: polimeri naturali modificati chimicamente per ottenere nuove
proprietà funzionali; ad esempio: acetato di cellulosa, proteine modificate, amido modificato
Classificazione in base alla natura dei materiali da cui è prodotto il polimero:

Fonti rinnovabili (animali e vegetali)

Fonti non rinnovabili (petrolio, gas naturale, carbone)
Classificazione in base all’impiego dei polimeri:

Imballaggio

Edilizia e Costruzioni

Automobilistico

Dispositivi elettrici ed elettronici

Dispositivi medici
Polimerizzazione per addizione: processo di inserimento in catena di monomeri, senza generazione di sottoprodotti
Copolimerizzazione: polimerizzazione di almeno due monomeri differenti che danno come prodotto un copolimero
Policondensazione processo di inserimento in catena dei monomeri con produzione di sottoprodotti.
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Classificazione in base alla suscettibilità dell’attacco enzimatico:

Biodegradabile (acido polilattico – PLA, poliidrossialcanoati – PHA, cellulosa rigenerata,
amido, poliesteri lineari)

Non-biodegradabile (polietilene – PE, polipropilene-PP, polistirene - PS)
Esistono molte altre possibili classificazioni dei polimeri, ma bisogna tenere presente che dal punto di
vista delle applicazioni industriali spesso i polimeri da soli non sono sufficienti. La maggior parte delle
plastiche contiene inglobati altri composti sia organici che inorganici chiamati additivi, che possono
conferire alle plastiche proprietà nuove.
Perciò:
POLIMERI + ADDITIVI = PLASTICA
La quantità di additivi può variare da percentuali molto piccole nei polimeri impiegati nelle pellicole
per avvolgere i cibi, fino al 50% nei polimeri utilizzati in applicazioni particolari. Questi polimeri
combinati con additivi per un utilizzo tecnico ed industriale sono chiamati plastica.
Tra gli additivi possono essere inclusi: composti oleosi plastificanti che migliorano le proprietà
reologiche, riempitivi che ottimizzano le prestazioni generali e riducono i costi di produzione,
stabilizzanti che inibiscono determinate reazioni chimiche, come ad esempio i ritardanti di fiamma che
riducono l’infiammabilità, agenti antistatici, coloranti, lubrificanti e molti altri.
Il mondo della plastica è enorme, grazie all’ampia gamma di diversi polimeri ed additivi che possono
essere mescolati. Questo, a sua volta, genera un’ampia gamma di possibilità di trasformazione e
lavorazione della plastica. Le tecniche di base nella lavorazione dei polimeri sono: estrusione,
estrusione con soffiaggio, iniezione, compattazione/compressione, pressatura, stampaggio
rotazionale, calandratura, pressofusione.
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3. Plastica
3.1 Classificazioni della plastica
Storia della plastica ed evoluzione verso la sostenibilità
Le prime plastiche furono prodotte tra la fine del 19° e l’inizio del 20° secolo. La celluloide ed il
cellophane sono state tra le prime plastiche, ed erano prodotti di origine naturale (bio-based). Dopo
la seconda guerra mondiale la plastica divenne molto popolare. Dagli anni ‘60 agli anni ‘90 le
plastiche sono state prevalentemente prodotte a partire da materiali di origine petrolchimica. Negli
anni ‘80 la produzione della plastica ha superato quella dell’acciaio.
Negli anni ‘90 le politiche di protezione ambientale e l’idea di sostenibilità hanno acquisito maggiore
importanza sia sul piano socioculturale che su scala politica. Furono inventate e messe a punto nuove
tecnologie per la produzione di plastica da risorse rinnovabili, e per la produzione di materiali
biodegradabili.
La ricerca di nuovi materiali e le relative tecnologie di produzione sono strettamente legate a:

Lo sviluppo della conoscenza su temi di protezione ambientale - con particolare riguardo
all’intero ciclo di vita del sistema – ossia considerando sia i processi di produzione, di utilizzo e
di fine-vita sia i materiali in ingresso nel ciclo produttivo e quelli in uscita (tra cui le cosiddette
emissioni).

Miglioramento di metodi di valutazione dell’influenza della plastica sull’ambiente,
specialmente attraverso l’analisi del ciclo di vita (LCA), che prevede un approccio che va
“dalla culla alla tomba” di un particolare prodotto.

Introduzione di politiche per lo sviluppo sostenibile che nella produzione e nel commercio
attribuiscono agli impatti di tipo ecologico della plastica un significato pari a quelli di tipo
economico e sociale.
Le plastiche prodotte con queste nuove tecnologie sono chiamate bioplastiche. Il termine bioplastiche,
coniato dall’Associazione Europea per le Bioplastiche (European Bioplastics Association), è stato
definito, come sotto riportato:
Bioplastica - secondo European Bioplastics
Il termine bioplastica comprende tutte le famiglie di materiali plastici originati da biomassa
(bio-based), biodegradabili od entrambi.
Il termine bio-based significa che il materiale o il prodotto è totalmente o parzialmente derivato da
biomassa (piante). La biomassa utilizzata nelle bioplastiche deriva ad es. da mais, canna da
zucchero o cellulosa.
Il termine biodegradabile invece si riferisce al processo chimico durante il quale i microrganismi
presenti nell’ambiente trasformano i materiali in sostanze naturali come acqua, anidride carbonica e
biomassa (senza l’introduzione di additivi artificiali). Il processo di biodegradazione è influenzato
dalle condizioni ambientali (es. luogo e temperatura), dal materiale e dall’applicazione.
Fonte: en.european-bioplastics.org
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Per illustrare questo tipo di classificazione la European Bioplastics ha introdotto un modello a due assi
in cui possono essere inseriti tutti i tipi di plastica, e le loro combinazioni. Tale modello è riportato in
Figura 1.
Figura 1. Classificazione della plastica secondo European Bioplastics
Secondo questa classificazione vengono identificati quattro tipi di plastica, distinti sull’asse
orizzontale in plastica biodegradabile e plastica non-biodegradabile e sull’asse verticale in plastica
derivata da fonti rinnovabili o da materiali petrolchimici. I quattro gruppi di plastiche che ne derivano
sono:
1.
Plastiche non-biodegradabili di origine petrolchimica, tra cui le plastiche tradizionali (es. PE,
PP, PET)
2.
Plastiche biodegradabili di origine naturale, cioè plastiche originate da biomassa e aventi la
proprietà di biodegradare (es. PLA, PHA, derivati dell’amido)
3.
Plastiche biodegradabili di origine petrolchimica, cioè plastiche che possono biodegradare ma
sono prodotte a partire da fonti fossili (Es. PBAT, PBS, PCL)
4.
Plastiche non biodegradabili derivate da fonti rinnovabili, cioè plastiche prodotte a partire
dalla biomassa ma che non possiedono la proprietà di biodegradare (Es bio-PE, Biobased PET)
Questa guida discuterà tutte e quattro le categorie.
Le bioplastiche sono comprese nei gruppi 2, 3 e 4.
14
3.2. Plastiche tradizionali di origine petrolchimica
La plastica tradizionale, prodotta a partire da fonti fossili, trova impiego in numerosi ambiti. Una
caratteristica fondamentale dei prodotti di plastica è la leggerezza rispetto ad altri materiali, che
deriva della densità relativamente bassa della plastica. I materiali plastici inoltre mostrano ottime
proprietà di isolamento termico ed elettrico e resistono alla corrosione. Alcuni, essendo trasparenti,
possono essere utilizzati nei dispositivi ottici.
Le plastiche possono essere lavorate per ottenere forme diverse e mescolate con altri materiali. Le
loro proprietà inoltre possono essere facilmente modificate ed adattate a diverse applicazioni
aggiungendo: riempitivi rinforzanti, pigmenti, agenti schiumogeni o plastificanti.
Data l’universalità della plastica, essa trova impiego in ogni settore della vita di tutti i giorni, tra cui
prevalentemente nei settori dell’imballaggio, costruzioni, trasporti, industria elettrica ed elettronica,
agricoltura, medicina e sport. Poiché le sue possibilità di utilizzo sono virtualmente illimitate e le
proprietà possono essere adattate ad ogni esigenza, è facile comprendere come la plastica sia
divenuta fonte di innovazione in tanti campi. Tutto questo è possibile grazie ai tanti tipi di plastica
presenti sul mercato che offrono la possibilità di scegliere tra una vasta gamma di soluzioni.
I principali sei tipi di plastica che detengono la fetta maggiore del mercato sono:

Polietilene (PE) – che comprende il polietilene a bassa densità (LDPE), il polietilene lineare a
bassa densità (LLDPE) ed il polietilene ad alta densità (HDPE)

Polipropilene (PP)

Polivinil cloruro (PVC)

Polistirene (solido – PS ed espanso – EPS)

Polietilene tereftalato (PET)

Poliuretani (PUR)
Figura 2. Domanda europea di plastica tradizionale
Fonte: Plastics – The Facts 2012
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Tutti insieme coprono l’80% del fabbisogno di plastica in Europa. I tre principali gruppi sul mercato
sono: polietilene (29%), polipropilene (19%) e polivinil cloruro (12%).
Un ruolo significativo a livello industriale è anche attribuito a:

Acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS)

Policarbonato (PC)

Polimetilmetacrilato (PMMA)

Resine epossidiche (EP)

Resine fenol-formaldeide (PF)

Politetrafluoroetilene (PTFE)
Nel 2011 la produzione mondiale di plastica ha raggiunto le 280 milioni di tonnellate, registrando un
incremento medio annuo del 9% dagli anni ‘50. Nel 2011 la produzione di plastica in Europa ha
raggiunto i 58 milioni di tonnellate (21% della produzione mondiale) e il principale paese produttore
(la Cina) ha raggiunto il 23% della produzione globale. Nel lungo termine si prevede una crescita del
4% dei consumi pro capite. Infatti, in Asia e nei nuovi paesi membri dell’Unione europea i livelli di
consumo, pur essendo alti, sono ancora molto inferiori a quelli dei paesi più sviluppati.
Le figure 3-6 mostrano i progressi della produzione della plastica. In figura 3 è riportata la crescita
della produzione di plastica dal 1950 al 2011, confrontando la produzione mondiale con quella
europea. L’industria della plastica è cresciuta continuamente per oltre 50 anni passando da
1,7 milioni di tonnellate nel 1950 a 280 milioni di tonnellate nel 2011 su scala globale, e da 0,35 a 58
milioni di tonnellate in Europa. Recentemente la produzione di plastica si è rapidamente spostata in
Asia.
Figura 3. Produzione di plastica mondiale ed europea dal 1950 al 2011
16
La figura 4 mostra la recente domanda di plastica nei paesi europei, che raggiunge i livelli più elevati
in Germania, Italia e Francia.
Figura 4. Domanda di plastica nei paesi europei nel 2010 e 2011 (k ton/anno)
Fonte Plastics – The Facts 2012
La figura 5 mostra i consumi di plastica in Europa nel 2010 e 2011 che sono in generale aumentati da
46.4 milioni di tonnellate nel 2010 a 47 milioni di tonnellate nel 2011. Nel 2010 il principale ambito
applicativo era quello degli imballaggi (39% dei consumi totali), seguito dalle costruzioni (20,6%), dal
settore automobilistico (7,5%) e dai settori elettrico ed elettronico (5,6%). Altri ambiti minori erano:
sport, divertimento, agricoltura, macchinari. Nel 2011 gli imballaggi sono rimasti l’area di principale
richiesta (39,4%), con una leggera crescita rispetto all’anno precedente. Praticamente sono rimasti
invariati i settori delle costruzioni (20,5%) e l’elettrico ed elettronico (5,4%) mentre è cresciuto il settore
automobilistico (8.3%). Altri ambiti minori sono: sport, salute e sicurezza, intrattenimento, agricoltura,
macchinari, casalinghi ed arredi industriali.
Figura 5. Consumi di plastica in Europa per settori applicativi nel 2010 (sinistra) e 2011 (destra)
Fonte: Plastics – The Facts 2012
17
Figura 6. Consumo di plastica per tipo di polimero e settore di applicazione nel 2011
Fonte: Plastics – The Facts 2012
Informazioni supplementari sull’industria delle plastiche tradizionali possono essere trovate nel sito
dell’Associazione Europea delle Plastiche:
http://www.plasticseurope.org/plastics-industry/market-and-economics.aspx
18
3.3. Plastiche biodegradabili
Quando si cerca la definizione di plastica biodegradabile si possono trovare definizioni
contraddittorie. La spiegazione più semplice e precisa di plastica biodegradabile dice che si tratta di
plastica suscettibile di biodegradazione. Il processo di biodegradazione avviene quando i
microrganismi presenti nell’ambiente (es. batteri, funghi, alghe) riconoscono la plastica come cibo,
dunque la consumano e la digeriscono (senza bisogno di additivi artificiali). La biodegradazione
comprende diversi passaggi biotici e abiotici che possono avvenire in sequenza o in parallelo e
include sempre il passaggio di mineralizzazione biologica. Il primo passaggio della biodegradazione
è la frammentazione seguita dalla mineralizzazione. La mineralizzazione è il processo che converte il
carbonio organico in carbonio inorganico. La figura 7 mostra la differenza tra degradazione e
biodegradazione: se si realizza solo la frammentazione vuol dire che il materiale è degradato, se a
seguire si realizza anche la mineralizzazione significa che il materiale è biodegradabile.
Fragmentation
Mineralisation
Figura 7. Differenza tra degradazione e biodegradazione
Come si vede la biodegradazione consiste nella completa assimilazione del materiale frammentato
da parte dei microrganismi, come se fosse cibo. Per essere del tutto precisi bisogna dire che il termine
biodegradabilità non fornisce indicazioni dettagliate circa il processo, ma dice solo che si verifica la
completa assimilazione del carbonio organico. Considerando un arco temporale infinito tutto è
biodegradabile. Più accurato è il termine compostabilità, che significa biodegradazione in ambiente
di compostaggio e per la durata di un ciclo di compostaggio.
La biodegradazione può avvenire in condizioni aerobiche o anerobiche. In condizioni aerobiche i
prodotti della biodegradazione sono anidride carbonica, acqua e biomassa, mentre in condizioni
anerobiche i prodotti della biodegradazione sono metano, acqua e biomassa, come mostrato in
modo semplificato nella figura che segue.
Figura 8. Prodotti del processo di biodegradazione in condizioni aerobiche e anerobiche
19
Tra i differenti processi di biodegradazione, il compostaggio è un processo di riciclaggio organico,
ovvero un trattamento controllato dei rifiuti organici realizzato in condizioni aerobiche (in presenza di
ossigeno), in cui il materiale organico viene convertito naturalmente dai microrganismi. La
compostabilità, in condizioni di compostaggio industriale, implica la completa biodegradazione della
plastica entro 180 giorni. Il compostaggio industriale viene realizzato in modo controllato in ambiente
umido e la temperatura nel mucchio di compostaggio può raggiungere i 70 °C. Per le plastiche
compostabili sono stati definiti standard internazionali come le EN 13432, ASTM D6400. Per
maggiori informazioni sugli standard si rimanda al capitolo 5.
La suscettibilità di un polimero o di un materiale plastico alla biodegradazione dipende
esclusivamente dalla struttura chimica del polimero. Per questo motivo rispetto alla biodegradabilità è
ininfluente che il polimero derivi da risorse rinnovabili (biomassa) piuttosto che da risorse non
rinnovabili (fossili). I polimeri biodegradabili dunque possono derivare sia da risorse rinnovabili che da
risorse non rinnovabili.
3.3.1. Plastiche biodegradabili da fonti rinnovabili
Lo sviluppo delle conoscenze in tema di protezione ambientale, sostenibilità ed esaurimento delle
risorse fossili del pianeta ha indotto gli scienziati a cercare fonti di materiali alternative. Uno degli
ambiti su cui si è orientata la ricerca riguarda la produzione di polimeri biodegradabili da fonti
rinnovabili. Queste plastiche possono rimpiazzare quelle ordinarie di origine petrolchimica e
possedere proprietà analoghe.
Le prime piccole produzioni di plastica biodegradabile risalgono al 1995. Oggi il loro utilizzo e la
gamma di varianti è molto più ampia. Nel 2009 la produzione globale di plastica biodegradabile è
stata di 226 mila tonnellate, mentre nel 2011 ha raggiunto la quota di 486 mila tonnellate (con un
raddoppiamento in due anni).
I principali tipi di polimeri biodegradabili prodotti da fonti rinnovabili (inclusi quelli prodotti per sintesi
chimica di monomeri da fonti rinnovabili e quelli prodotti da microrganismi o batteri modificati) sono:

Acido polilattico (PLA)

Amido termoplastico (TPS), amido miscelato con
poliesteri e copoliesteri alifatici, esteri dell’amido,
amido miscelato con materiali naturali

Poliesteri di origine microbiologica –
poliidrossialcanoati (PHA) tra cui copolimeri
dell’acido butirrico, valerico ed esanoico (PHBV,
PHBH)

Esteri di cellulosa, cellulosa rigenerata

Legno ed altri materiali naturali
Figura 9. Esempi di plastiche biodegradabili
sul mercato Fonti: EuBp
Ci sono molte plastiche biodegradabili sul mercato. Quelle che meritano maggior attenzione sono: gli
acidi polilattici (PLAs), le miscele amido-polimero, i poliidrossialcanoati (PHAs) e la nuova
generazione di film di cellulosa. La figura 9 mostra esempi plastiche biodegradabili
20
PLA – acido polilattico
L’acido polilattico (PLA) è un poliestere alifatico prodotto per policondensazione di acido lattico
(ricavato da amido di mais con il metodo della fermentazione batterica). Il PLA può essere usato per
produrre :

Imballaggi flessibili (film biorientati, film multistrato con strato sigillabile)

Film estrusi e termoformati

Imballaggi realizzati con stampaggio ad iniezione

Carta laminata ottenuta per estrusione
Miscele polimero-amido
Progressi significativi sono stati osservati nel campo delle miscele di polimeri con amido. Questi
materiali sono usati per la realizzazione di film termoformati flessibili e durevoli. Sono utilizzati per
vassoi, contenitori, riempitivi per confezioni da trasporto, imballaggi durevoli realizzati con
stampaggio ad iniezione e rivestimenti di carta e cartone.
Poliidrossialcanoati (PHA)
I PHA sono una grande famiglia di copolimeri che, a seconda della composizione, possono avere
proprietà che spaziano da quelle tipiche dei solidi resistenti a quelle dei materiali morbidi. I PHA
possono essere mescolati con altri polimeri biodegradabili per ottenere miscele biodegradabili. I PHA
possono essere lavorati per ottenere film soffiati, fogli calandrati, oggetti stampati ad iniezione.
Nuove generazioni di film in cellulose
Le nuove generazioni di film compostabili di cellulosa stanno diventando sempre più popolari. Le
principali proprietà di questi film sono:

Eccellenti proprietà ottiche

Elevata barriera all’ossigeno ed agli aromi

Barriera adattabile al vapore acqueo

Resistenza al calore, resistenza ai grassi, resistenza chimica

Proprietà antistatiche naturali.
3.3.2 Plastiche biodegradabili da fonti fossili
Gli elementi di partenza che costituiscono le plastiche biodegradabili possono essere distinti in due
gruppi:

Polimeri derivati da fonti rinnovabili (descritti al paragrafo precedente)

Poliesteri derivati da fonti fossili.
La differenza tra questi due gruppi si limita alla diversa origine dei materiali che li costituiscono,
essendo entrambi biodegradabili. Va notato peraltro la distinzione in questi due gruppi è solo teorica,
infatti molti produttori utilizzano miscele di polimeri biodegradabili che derivano parzialmente da fonti
rinnovabili e parzialmente da fonti fossili.
Esempi di polimeri biodegradabili derivati da fonti fossili sono i seguenti:

Poliesteri alifatici sintetici– policaprolattone (PCL), polibutilene succinato (PBS)

Copolimeri alifatici e aromatici sintetici – polietilen tereftalato/ succinato (PETS)

Polivinil-alcol (PVOH), un polimero biodegradabile solubile in acqua
21
3.3.3. Plastiche oxo-degradabili
Tra i materiali che spesso vengono insistentemente promossi come biodegradabili ci sono le plastiche
oxo-degradabili. Si tratta di materiali presenti sul mercato che spesso sono impropriamente etichettati
come materiali biodegradabili eco-compatibili.
Per realizzare la plastica oxo-degradabile vengono aggiunti specifici additivi degradabili alle
plastiche convenzionali, non biodegradabili. Questi materiali, rilasciati nell’ambiente, si frammentano
in piccoli pezzi, fino a diventare invisibili ad occhio nudo; questo prova che il primo passaggio del
processo di degradazione ha avuto luogo, ma non è ancora dimostrato che abbia luogo anche il
secondo passaggio necessario per poter parlare di biodegradabilità, ovvero la mineralizzazione.
Maggiori informazioni sulle plastiche oxo-degradabili possono essere reperite alle seguenti pagine
web:




The Society of the Plastics Industry, Bioplastics Council - Position paper sugli additivi
degradabili (http://goo.gl/WK8UMD)
European Bioplastics - Position paper sullo standard inglese per le plastiche oxo-degradabili
(http://goo.gl/uFTzV2)
European Bioplastics - Position paper sulle plastiche oxo-degradabili (http://goo.gl/aZU9d0)
European Bioplastics – Position paper di European Bioplastice circa gli studi sull’analisi del ciclo
di vita (LCA) dei sacchetti, oxo-biodegradabili, compostabili e convenzionali
(http://goo.gl/tpwyN)
2
1
3
4
Figura 10. Confronto tra materiali compostabili ( Campioni 1 e 2
e materiali oxo-degradabili ( compioni 3 e 4) dopo 3 mesi di test di disintegrazione in laboratorio.
Come si nota i materiali oxo-degradabili non si sono disintegrati Fonte: COBRO
22
3.4. Plastiche non-biodegradabili da fonti rinnovabili
Finora la guida ha mostrato bioplastiche che possiedono la caratteristica di biodegradare. Un terzo
gruppo di bioplastiche che sta diventando sempre più popolare, sono le plastiche tradizionali non
biodegradabili prodotte a partire da risorse rinnovabili anziché da combustibili fossili. Questi materiali
hanno le stesse proprietà delle plastiche tradizionali derivate da risorse fossili.
Un buon esempio in questo senso è dato dal “polietilene verde” realizzato a partire dall’etanolo.
L’etanolo viene prodotto con un processo di fermentazione da materiale organico, convertito in
etilene e a sua volta polimerizzato. Ci sono diverse varietà di polietilene verde che possono essere
prodotte: ad alta o bassa densità (HDPE, LDPE). Dal punto di vista chimico, il polietilene ottenuto da
risorse rinnovabili è identico a quello ottenuto dal petrolio, possiede le stesse proprietà e può avere le
stesse applicazioni. Nella Figura 11 è illustrato il processo manifatturiero utilizzato.
Figura 11. Processo di
produzione del
“Polietilene verde”
Un altro esempio relativo all’impiego di risorse rinnovabili per ottenere polimeri tradizionali sono le
bottiglie in Bio-PET30 -denominate Plant Bottle-, fatte di polietilen tereftalato realizzato parzialmente
con risorse rinnovabili. Il Bio-PET30 è composto al 70% da acido tereftalico ed al 30% da glicole
etilenico. L’acido tereftalico deriva dal petrolio, mentre il glicole è prodotto dall’etanolo (che deriva
dalla fermentazione di materiale vegetale). Il Bio-PET30, che è derivato parzialmente da risorse
rinnovabili, permette di risparmiare le risorse fossili mondiali e di ridurre le emissioni di anidride
carbonica. Le sue bottiglie possono essere facilmente riciclate e raccolte insieme alle altre bottiglie in
PET.
La Plant Bottle è per il 20 % biobased (ovvero il 20 % del carbonio presente in questo materile deriva
da risorse rinnovabili) mentre il 30% della sua massa deriva da risorse rinnovabili. La Figura 12 mostra
come viene realizzata una Plant Bottle.
Figura 12. Processo di
produzione di bottiglie in PET
parzialmente derivato da
risorse rinnovabili
23
Sono in corso ricerche per sviluppare bottiglie in PET derivate al 100% da biomassa. L’idea è di
utilizzare materiali organici come erba, corteccia, frumento, non utilizzati nei processi alimentari. In
futuro verranno utilizzati anche i sottoprodotti agricoli (come le bucce di patata) ed altri rifiuti
biologici. Per ottenere bottiglie di PET da biomassa al 100% è necessario produrre anche l’acido
tereftalico da fonti rinnovabili. Esistono alcuni esempi di processi chimici che sintetizzano acido
tereftalico a partire da p-xilene, ottenuto a sua volta dalla biomassa.
Come alternativa al PET derivato al 100% da biomassa, recentemente ha riscosso notevole interesse il
polietilene furonato (PEF), un poliestere che è totalmente ricavato da fonti rinnovabili e può avere le
stesse applicazioni del PET, ma avendo proprietà migliori, può essere anche utilizzato
nell’imballaggio per il cibo.
In seguito ai rapidi progressi tecnologici, in un prossimo futuro altri polimeri di derivazione fossile
potrebbero essere prodotti a partire da risorse rinnovabili.
3.5. La produzione delle bioplastiche
Nel 2011 la produzione globale di bioplastiche era 1,161 milioni di tonnellate a fronte di una
produzione complessiva di polimeri tradizionali pari a 265 milioni di tonnellate. Le previsioni per il
2016 indicano che la produzione annua di bioplastiche dovrebbe raggiungere quasi i 6 milioni di
tonnellate. Nella figura 13 questi dati sono riportati separando le bioplastiche biodegradabili dalle
altre.
Figura 13. Capacità produttiva mondiale di bioplastiche dal 2009 e valori stimati per il 2016
Fonte European Bioplastics
La figura 14 mostra una proiezione dell’evoluzione dal 2011 al 2016 della capacità produttiva
mondiale di bioplastiche scomposta per aree geografiche. Nel 2011 la capacità produttiva era così
distribuita: Asia 34,6%, Sudamerica 32,8%, Europa 18,5%, Nordamerica 13,7%, Australia 0,4%. Nei
prossimi anni si prevede una crescita considerevole della produzione soprattutto in Asia e nel
Sudamerica.
24
Figura 14. Capacità produttiva mondiale di bioplastiche scomposta per aree geografiche, previsione
di evoluzioone dal 2011 al 2016
Fonte European Bioplastics
La capacità produttiva di bioplastiche per tipo nel 2011 è mostrata in figura 15, mentre le previsioni
per il 2016 sono illustrate in figura 16. Se analizziamo la capacità produttiva dei diversi tipi di
bioplastiche nel 2011, notiamo che la produzione più significativa riguardava il BIO-PET, seguito a
distanza dall’acido polilattico PLA e dal BIO-PE (polietilene non biodegradabile da risorse
rinnovabili). Secondo le previsioni nel 2016 si avrà un aumento generale, ma particolarmente
significativo nella produzione di BIO-PET, che secondo European Bioplastics arriverà a coprire l’80%
del mercato delle bioplastiche. Questa previsione si basa su comunicati stampa di diverse industrie
leader nella produzione di bevande, che hanno espresso l’intenzione di sostituire le bottiglie
tradizionali in PET con il loro equivalente in materiale bioplastico (BIO-PET e PEF).
Figura 15. Capacità
produttiva mondiale di bioplastiche nel 2011
per tipo di polimero
Fonte European Bioplastics
Figura 16. Capacità produttiva mondiale di
bioplastiche per diverso tipo di polimero
prevista nel 2016
Fonte European Bioplastics
25
4. Prodotti compatibili con le politiche di sviluppo
sostenibile e relativi criteri di valutazione
4.1. Modello di valutazione delle politiche di sviluppo
sostenibile applicato alla plastica
La definizione di sviluppo sostenibile adottata attualmente dall’Unione Europea prende in
considerazione lo sviluppo che risponde ai bisogni presenti senza compromette la capacità delle
generazioni future di soddisfare i propri bisogni. Lo sviluppo sostenibile comprende tre ambiti economico, sociale ed ambientale – il cui peso deve essere considerato in eguale misura. La strategia
europea per lo sviluppo sostenibile adottata nel 2001 ed emendata nel 2005 tiene conto del
principio di integrazione delle problematiche ambientali con le politiche europee che impattano
sull’ambiente.
Applicato al mondo degli affari questo concetto prevede che un’organizzazione, sia nella sua pratica
quotidiana che nelle operazioni di lungo termine, prenda in considerazione tutte le principali
implicazioni di tipo economico, sociale ed ambientale. Riferendoci all’industria della plastica, questo
significa rendersi responsabili dell’introduzione di nuovi prodotti nel mercato secondo queste tre
diverse prospettive. In questo senso i nuovi prodotti devono essere valutati rispetto agli impatti di tipo
economico, ambientale e sociale che possono generare. La valutazione, che attribuisce pesi uguali ai
tre elementi, dovrebbe essere realizzata relativamente a tutti gli stadi che compongono l’intero ciclo
di vita del prodotto (progettazione, produzione, utilizzo, smaltimento o recupero).
Figura 17. Area di sviluppo sostenibile Fonte: Wikipedia
Dunque il rispetto della sostenibilità deve interessare tutte le fasi del ciclo di vita del prodotto:
dall’approvvigionamento di risorse, al processo di produzione, metodi di trattamento,
confezionamento, distribuzione, uso e gestione dei rifiuti, incluso il trasporto. Contemporaneamente
per essere competitivi i prodotti devono anche possedere proprietà funzionali e qualitative migliori o
almeno confrontabili con quelle dei prodotti concorrenti, rispettando gli standard di protezione
ambientale e cercando di contribuire al miglioramento del sistema di gestione dei rifiuti.
Va sottolineato che tutte le plastiche sostenibili rispettano criteri di compatibilità ecologica,
economica e sociale di standard più elevato rispetto a prodotti convenzionali analoghi, quali vetro,
metallo o carta. Le bioplastiche vanno pertanto intese come materiali in competizione con le plastiche
tradizionali, in quanto in grado di superare tali standard.
26
In ogni caso, dato che la plastica è utilizzata in molte applicazioni industriali è difficile definire una
politica di sviluppo sostenibile appropriata per ogni caso specifico. Per questo motivo è opportuno
definire norme di base per tutti i prodotti polimerici e specifici standard di sostenibilità per differenti
gruppi di impiego.
A seguire presenteremo i diversi criteri di valutazione che possono essere usati per testare la
sostenibilità secondo i tre ambiti principali di analisi: ambientale, sociale, economico. Ogni criterio
può essere applicato a diversi prodotti in plastica. Per valutare la sostenibilità nel modo più oggettivo
possibile, bisognerebbe prendere in considerazione il maggior numero di criteri possibile.
4.2 Criteri di valutazione degli aspetti ambientali
Analisi del Ciclo di Vita (LCA)
L’analisi del ciclo di vita del prodotto (LCA) è un metodo utilizzato per classificare e confrontare in
termini di impatti ambientali prodotti con funzionalità similari.
Il metodo LCA è una procedura standardizzata che utilizza diversi criteri di valutazione per definire
l’influenza sull’ambiente di un dato prodotto, prendendo in considerazione tutte le fasi del ciclo di vita
di quel prodotto, a partire dall’approvvigionamento delle risorse per produrlo fino al suo smaltimento
o riciclo. Il metodo analizza la potenziale influenza sull’ambiente di ogni processo del ciclo di vita
basandosi su dati quantitativi, raggruppati per categorie di impatto quali: gli effetti sulla salute, la
qualità dell’eco-sistema, il consumo di risorse. Potenziali impatti ambientali sono determinati da:
fattori cancerogeni, emissione di composti organici ed inorganici, cambiamenti climatici, radiazioni,
danni allo strato dell’ozono, eco-tossicità, acidificazione/ eutrofizzazione, uso del terreno, consumo
di risorse naturali e di combustibili fossili.
Le Figure 18 e 19 forniscono uno schema semplificato di ciò che deve essere preso in considerazione
nella LCA, e riportano un esempio dei processi e passaggi del ciclo di vita di un imballaggio plastico.
Figura 18. Passaggi dell’LCA Fonte: COBRO
27
Figura 19. Schema semplificato dei processi di un prodotto per imballaggio, con esempi delle
minacce per l’ambiente che possono verificarsi nel corso di tutto il ciclo di vita Fonte: COBRO
Uso responsabile delle risorse nei processi produttivi
Lo sfruttamento estensivo di risorse non rinnovabili quali antracite, lignite, petrolio, gas GPL, col tempo
porterà al loro esaurimento totale, cosa che a sua volta potrebbe avere effetti catastrofici sulle
generazioni future. Per questo motivo le politiche orientate allo sviluppo sostenibile raccomandano di
ridurre al massimo la quantità di materiali presenti nei prodotti e di fare ricorso ogni volta che è
possibile a risorse rinnovabili. In tema di uso responsabile delle risorse un altro aspetto rilevante
riguarda l’effetto serra e le emissioni di gas serra derivanti dalla produzione. L’indicatore chiamato
“impronta di carbonio” (carbon footprint) mostra le emissioni totali di gas serra prodotte direttamente
o indirettamente durante l’intero ciclo di vita di un dato prodotto. Solitamente questo indicatore è
espresso in tonnellate equivalenti o chilogrammi equivalenti di biossido di carbonio. Dal punto di
vista dell’impronta di carbonio, secondo il Prof. Narayan dell’Università del Michigan, è altamente
consigliabile l’utilizzo piante e di materiali derivati da risorse rinnovabili, inclusi i polimeri
biodegradabili come l’acido polilattico (PLA), infatti le piante durante la fotosintesi assorbono il
biossido di carbonio (CO2). In questo caso molti scienziati considerano nulla o quasi nulla l’impronta
di carbonio del processo di produzione del materiale. Per ulteriori informazioni su questo tema si veda
al capitolo 5.
Adozione di specifiche qualitative più elevate di quelle minime previste dalla normativa corrente,
incluso il ricorso alla certificazione di protezione ambientale.
Nell’Unione Europea esistono diversi sistemi di certificazione ambientale, che peraltro non sono
obbligatori; citiamo ad esempio:

certificazione dei prodotti compostabili

certificazione dei prodotti con contenuto rinnovabile

attestazione dell’impegno nella riduzione di emissioni di gas serra
Questi sistemi sono prevedono specifici simboli e sistemi di etichettatura descritti in dettaglio nel
capitolo 5.
28
4.3. Criteri di valutazione degli aspetti sociali
Sistemi di raccolta dei rifiuti e riciclaggio
L’introduzione sul mercato di nuovi prodotti dovrebbe considerare anche la presenza di sistemi di
raccolta di rifiuti e la disponibilità di metodi di riciclaggio/ recupero nelle regioni in cui i nuovi prodotti
saranno distribuiti ed utilizzati. Un prodotto in linea di principio può essere sostenibile dal punto di
vista ambientale, ma questo comporta che quando si trasforma in rifiuto esista un sistema locale
(eventualmente connesso con una rete regionale/nazionale) in grado di gestire appropriatamente il
fine vita del prodotto. Ad esempio, se la plastica compostabile invece che essere raccolta insieme ai
rifiuti organici, finisce in discarica, produrrà un effetto negativo sia dal punto di vista ambientale che
da quello sociale, avendo reso vana la scelta di un prodotto eco-compatibile da parte del
consumatore.
La Figura 20 mostra uno schema di sistema di riciclaggio che prende in considerazione sia aspetti
organizzativi che aspetti tecnologici. In fase di introduzione sul mercato di un nuovo prodotto questo
modello può essere utilizzato per studiare come ogni sfera incide rispetto al target di mercato
prefissato.
Figura 20. Modello di sistema di riciclaggio Fonte: COBRO
Conoscenze ed educazione del consumatore
Il riconoscimento da parte del mercato e della società del valore e delle implicazioni delle nuove
soluzioni tecniche e tecnologiche richiede un elevato grado di consapevolezza da parte dei
consumatori basato su assunti di riconosciuta validità scientifica. Tale consapevolezza può essere
realizzata solo investendo per adeguare il livello di conoscenze dei consumatori con i progressi della
tecnologia nei suoi diversi risvolti. Per fare questo possono essere sfruttare appropriate azioni di
marketing e campagne informative, nonché schemi educativi realizzabili su più livelli (corsi specifici,
seminari, conferenze, ecc.)
Soddisfare le aspettative dei clienti
Secondo le attuali tendenze di mercato, i prodotti dovrebbero essere caratterizzati da un aspetto
gradevole, facilità di utilizzo, forme ergonomiche, durata, ecc.. In altre parole la corsa alla
sostenibilità non dovrebbe compromettere altri aspetti attraenti per i consumatori finali. Per favorire
questo passaggio si può fare ricorso a vari tipi di ricerche di mercato.
29
Valutazione degli effetti sociali– costi nascosti del fine vita dei prodotti
Le decisioni prese tra produttori e consumatori su scala micro economica possono generare il
cosiddetto “effetto esterno”, anche detto “effetto sociale”. A seconda che un’azione introduca
vantaggi o svantaggi possiamo identificare:

effetti sociali positivi (vantaggi sociali)

effetti sociali negativi (svantaggi sociali)
Gli effetti sociali positivi si realizzano quando le azioni dei produttori o dei consumatori portano un
vantaggio alla società nel suo insieme, senza che produttori o consumatori vengano ricompensati.
Effetti sociali negativi intervengono quando un produttore o un consumatore con le sue decisioni
determina i cosiddetti “costi sociali”, ovvero costi addizionali non previsti a carico della società, che
non si ribaltano su chi li ha generati.
4.4. Criteri di valutazione degli aspetti economici
Domanda di materiali polimerici
Il lancio di un nuovo prodotto sul mercato prevede la determinazione del suo prezzo che dipende
necessariamente dal costo dei materiali polimerici impiegati, nonchè dai costi di produzione, ma
anche dalla propensione dei consumatori ad apprezzare i prodotti non solo in base al prezzo, ma
anche per propietà dei materiali/ prodotti e per l’impatto ambientale ad essi associato.
Il grafico che segue mostra le tipiche curve economiche di domanda ed offerta, con evidenza delle
aree di eccedenza e scarsità di prodotti che si verifcano rispettivamente quando sul mercato si
trovano più prodotti di quelli richiesti, o al contrario quando la domanda supera la disponibilità. In
entrambi i casi il mercato si trova in una situazione squilibrata e dunque insostenibile. A questo punto
per raggiungere l’equilibrio è necessario agire sul prezzo. Questo semplice concetto è molto
importante per determinare le strategie di prezzo dei prodotti in plastica.
Figura 21. Tipiche curve di domanda ed offerta economica, con evidenza delle aree di eccedenza e
di carenza
30
Scelta del polimero definita su base economica
I criteri di valutazione economica che possono essere presi in considerazione nella scelta dei polimeri
comprendono:

analisi di mercato,

analisi di rischio/studio di fattibilità,

analisi del portafoglio di produttori e fornitori (analisi competitiva).
Valutazione dei costi nell’intero ciclo di vita del prodotto (LCC)
Tramite il metodo Life Cycle Costing (LCC), è possibile stimare l’impatto economico dei costi associati
a tutti i processi che intervengono durante l’intero ciclo di vita del prodotto, tenendo conto anche
delle implicazioni più generali, relative agli effetti nocivi o benefici che ricadono sul sistema
complessivo in cui hanno luogo la realizzazione, la vita e la dismissione del prodotto.
Lo scopo del metodo LCC è quello di minimizzare la somma dei costi, opportunamente attualizzati,
associati ad ogni fase del ciclo di vita, garantendo in tal modo benefici economici sia ai produttori
che agli utilizzatori finali. In particolare il metodo LCC consente di ottimizzare la fase di progettazione
di nuovi prodotti e di ottenere migliori risultati in termini di durata, performance e sostenibilità, grazie
ad un adeguata caratterizzazione, ai minori sprechi, al risparmio energetico ed alla valutazione
anche degli aspetti ambientali e sociali.
31
5. Sistemi di valutazione per specifici tipi di plastica
5.1. Certificazione delle plastiche compostabili
Per contrastare la grande quantità di informazioni fuorvianti riguardo alle cosiddette “plastiche verdi”,
gli organismi di standardizzazione hanno sviluppato standard specifici per il settore delle
bioplastiche. Nella metà degli anni 90 La Commissione Europea ha incaricato il CEN (Comitato
Europeo per la Standardizzazione) di elaborare uno standard per gli imballaggi compostabili. Il
risultato di questo lavoro è la norma EN 13432:2000, armonizzata con la direttiva europea EC
34/62/ sugli imballaggi.
Gli standard sono un insieme di requisiti che un prodotto o servizio deve soddisfare. Esistono due
principali gruppi di standard:

Specifiche standard: insieme di requisiti di tipo passa/non-passa che un prodotto deve
soddisfare per poter ottenere una certa etichetta. La EN 13432 è un esempio di specifica
standard per gli imballaggi compostabili. I requisiti della EN 13432 sono stati
successivamente estesi nella specifica standard EN 14995 che si applica in generale a tutte le
plastiche compostabili. Esistono altri esempi di specifiche standard come lo standard
americano ASTM D6400 o lo standard internazionale ISO 17088.

Metodi di prova, tecniche di valutazione. I metodi di prova descrivono in che modo realizzare i
test e come validarli. Per testare le specifiche caratteristiche di un prodotto compostabile, nella
specifica standard è indicato il particolare metodo di prova a cui fare riferimento per realizzare
il test.
Le specifiche standard sono spesso alla base degli schemi di certificazione. Il certificato è una
conferma che un prodotto soddisfa la specifica richiesta. La verifica e i test sul prodotto sono basati su
ben definiti metodi di prova.
Specifiche per le plastiche compostabili
La più conosciuta specifica standard per le plastiche compostabili è la EN 13432 che prevede che un
prodotto compostabile soddisfi i seguenti requisiti:

analisi della composizione chimica: devono essere rispetatti i limiti riportarti nell’allegato A dello standard sui livelli di metalli pesanti ed altri elementi nocivi per l’ambiente;

analisi della disintegrazione durante il trattamento biologico: l’analisi effettuata dopo 3 mesi
(12 settimane) di trattamento in condizioni di compostaggio industriale o semi industriale deve
rivelare un livello di disintegrazione sufficiente (il vaglio della materia secca con setaccio da 2
mm di luce può evidenziare residui massimi pari al 10 % della massa iniziale);

analisi sulla biodegradazione: almeno il 90% della massa del polimero deve convertirsi in
anidride carbonica entro 6 mesi (180 giorni);

analisi di eco-tossicità: il trattamento biologico non deve peggiorare il livello di qualità del
compost. Il test di crescita delle piante effettuato su un compost contenente polimeri disintegrati
e biodegradati deve dare esito positivo.
Il compostaggio è un processo di recupero dei rifiuti organici che avviene in condizioni aerobiche
(ovvero in presenza di ossigeno) controllate ad opera di microrganismi che convertono il carbonio in
anidride carbonica. Il prodotto finale di questo processo è un materiale organico chiamato compost.
I prodotti finali che superano positivamente tutte le prove di compostabilità possono ottenere un
certificato, rilasciato a cura di organismi di certificazione titolati.
I materiali, prodotti intermedi e additivi possono ottenere, invece, solo una registrazione, ovvero una
32
attestazione di conformità ad uno standard entro determinati spessori del materiale, ma non sono
titolati all’utilizzo di etichette di certificazione. Tuttavia, a scopi promozionali è possibile richiamare
l’adeguamento ad uno standard. Per ottenere la certificazione di prodotto compostabile non è
sufficiente che il materiale plastico di origine sia certificato, anche se in questo caso le procedure di
prova ed i relativi costi possono essere sensibilmente ridotti.
La Germania è stato il primo paese ad avviare un sistema di certificazione delle plastiche
biodegradabili. I criteri di base dello schema di certificazione sono stati predisposti da
Interessengmeinschaft Biologisch Abbaubare Werkstoffe – IBAW (associazione di interesse comune sui
materiali biodegradabili) che nel 2006 si è trasformata nell’Associazione Europea per le Bioplastiche
(European Bioplastics). In Figura 22 sono riportati i sistemi di certificazione delle plastiche
compostabili attualmente attivi in Europa ed i relativi marchi.
Figure 22. Sistemi di certificazione delle plastiche compostabili in Europa Fonte: PLASTiCE
I più importanti sistemi di certificazione attualmente attivi in Europa sono gestiti da DIN CERTCO
(membro dell’Istituto di Normazione Tedesco DIN) e VINÇOTTE.
Il sistema DIN CERTCO è adottato da Germania, Svizzera, Paesi Bassi, Regno Unito e Polonia grazie
ad una rete di partner che fanno da riferimento nei diversi paesi. Il sistema VINÇOTTE agisce a livello
internazionale attraverso gli uffici presenti in Belgio ed in Italia.
In Italia dal 2007 i certificati di prodotto compostabile sono rilasciati dal Comitato Italiano
Compostatori CIC, sulla base dei risultati della verifica dei requisiti effettuate dall’ente di
certificazione Certiquality.
Sia DIN CERTCO che Vinçotte rilasciano il marchio di prodotto compostabile (a forma di piantina =
seedling) registrato da European Bioplastics e conferito a prodotti e materiali che soddisfano i requisiti
previsti dalla normativa. Questo marchio garantisce che il prodotto è biodegradabile e compostabile
a livello industriale, dunque può e deve essere smaltito insieme ai rifiuti organici.
Sia DIN CERTCO che VINÇOTTE oltre al marchio Seedling conferiscono la possibilità di applicare ai
prodotti certificati i propri simboli che forniscono indicazione, oltre che sulla certificata compostabilità
industriale, anche sull’ente di certificazione che l’ha rilasciata. Analogamente CIC conferisce ai
prodotti compostabili che certifica il proprio marchio di compostabilità.
33
La Figura 23 riporta i diversi marchi che possono certificare la compostabilità di un prodotto.
Figura 23. Loghi di compostabilità : da sinistra SeedlingTM , DIN CERTCO ‘Geprüft’,
Vinçottes OK COMPOST, CIC compostabile Fonte: webpage degli enti certificatori DIN CERTCO,
Vinçotte and CIC
La compostabilità di prodotti che contengono più materiali (inclusi eventuali additivi) o più prodotti
singolarmente certificati viene riconosciuta quando sono rispettate tutte le seguenti condizioni:

tutti i materiali presenti nel prodotto devono essere compostabili, a meno che non possano
essere facilmente separati, come nel caso di un vasetto di yogurt ed il suo coperchio;

lo spessore del prodotto deve essere inferiore allo spessore massimo a cui è stato provato e
riconosciuto che si biodegrada;

il prodotto non deve contenere alcun additivo dannoso per l’ambiente;

il prodotto non deve contenere alcun additivo che possa peggiorare la qualità del compost;

deve essere specificato in modo dettagliato l’uso a cui il prodotto è destinato.
Sia VINÇOTTE che DIN CERTCO, oltre alla certificazione appena descritta dei prodotti compostabili
in condizioni di compostaggio industriale, hanno messo a punto anche schemi di certificazione per il
compostaggio domestico, i cui relativi marchi sono riportati in Figura 24.
Relativamente al compostaggio domestico si deve considerare che si tratta di un processo più difficile
e lento di quello industriale, a causa dei volumi di rifiuti più ridotti e delle temperature decisamente più
basse e meno costanti che si possono registrare nei mucchi di compost vegetale, che si realizzano
normalmente in prossimità di orti e giardini. Gli schemi di certificazione “domestici” garantiscono la
completa biodegradabilità del prodotto plastico nel mucchio di compost domestico.
Figura 24. Marchi di certificazione per il
compostaggio domestico Fonte: webpage
degli enti certificatori DIN CERTCO and
Vinçotte
Vinçotte ha messo a punto schemi di certificazione anche per la biodegradazione in acqua e nel suolo, i cui rispettivi marchi sono riportati in Figura 25.
Gli schemi di certificazione al suolo o in acqua garantiscono che il prodotto si biodegraderà
completamente nel suolo o nell’acqua fresca senza impatti negativi sull’ambiente. Va sottolineato
peraltro che il certificato di biodegradabilità in acqua non assicura che il prodotto si biodegradi
anche in ambiente marino (ovvero in presenza di acqua salata).
Figura 25. Marchi di certificazione dei
prodotti biodegradabili in acqua e nel
suolo Fonte: webpage degli enti
certificatori Vinçotte
34
Negli Stati Uniti la certificazione si basa sulla norma ASTM D6400 ed il marchio compostabile viene
rilasciato dall’Istituto per le Plastiche Biodegradabili e dal Consiglio Americano per il Compostaggio
(US Compostable Council).
Figura 26. Marchio di biodegradabilità e compostabilità rilasciato
dall’Istituto per le Plastiche Biodegradabili e dal Consiglio Americano
per il Compostaggio Fonte: webpage degli enti certificatori
Biodegradable Products Institute
5.2. Certificazione del contenuto bio-based
La determinazione del contenuto bio-based è fondata sulla misura dell’isotopo 14C (carbonio 14). I
materiali – sia quelli derivati da risorse fossili, che quelli derivati da risorse rinnovabili - sono composti
principalmente da carbonio che in natura si trova in tre isotopi: 12C, 13C e 14C. L’isotopo 14C è instabile,
decade lentamente ed è presente in natura in tutti gli organismi viventi. Il contenuti del 14C negli
organismi viventi è molto stabile, perché correlato alla concentrazione del 14C nell’ambiente, che è
pressoché costante. Quando un organismo muore cessa di assorbire l’isotopo 14C dall’ambiente. Da
quel momento in poi la concentrazione di 14C nell’organismocomincia a calare a causa del decadimento naturale dell’isotopo. Il tempo di emivita del 14C è di 5700 anni, con un impatto non è apprezzabile nell’arco della vita umana, ma in 50000 anni il contenuto di 14C si abbassa ad un livello che
non può essere misurato. Questo significa che la concentrazione di 14C nei fossili è trascurabile.
Lo standard ASTM D6866 si basa su questi principi per certificare materiali, prodotti intermedi,
additivi e prodotti derivati da risorse rinnovabili.
Sia VINÇOTTE che DIN CERTCO hanno introdotto sistemi di certificazione del contenuto da risorse
rinnovabili (contenuto bio-based) presente nei materiali e prodotti plastici. Tale certificazione in sintesi
misura il rapporto tra il cosiddetto “carbonio nuovo” (da rinnovabile) e “carbonio vecchio” (di origine
fossile).
La Figura 27 mostra la differenza tra carbonio “vecchio” e “nuovo”. L’”età del carbonio” indica il
tempo richiesto per l’ottenimento del carbonio necessario per la produzione di un certo prodotto. Le
plastiche classiche sono prodotte a partire da risorse fossili e contengono carbonio generato nel corso
di milioni di anni. D’altro canto le plastiche derivate da risorse rinnovabili (come frumento, zucchero di
canna, patate o rifiuti alimentari) contengono carbonio che circola in natura al massimo da pochi
anni. I prodotti in legno hanno un’età del carbonio di poche dozzine di anni.
Figura 27. Ciclo del carbonio (R. Narayan)
35
In Europa il primo sistema di certificazione delle plastiche con contenuto da risorse rinnovabili (o
plastiche bio-based) è stato introdotto in Belgio da VINÇOTTE.
Esistono 4 categorie in cui possono essere raggruppati i materiali a contenuto bio-based, ad ognuna
delle quali è associato uno specifico certificato: a) 20-40% di contenuto di carbonio da risorse
rinnovabili, b) 40-60% di contenuto di carbonio da risorse rinnovabili, c) 60-80% di contenuto di
carbonio da risorse rinnovabili, d) oltre 80% di contenuto di carbonio da risorse rinnovabili.
Questo sistema può essere usato per molti prodotti, totalmente o solo parzialmente derivati da
materiali/polimeri/risorse di origine naturale (esclusi combustibili solidi, liquidi e gassosi). I criteri di
valutazione alla base di questa certificazione sono pubblicamente disponibili ed includono requisiti di
base. Per poter essere certificato bio-based il prodotto deve contenere:

almeno il 30% di carbonio organico totale della materia secca;

almeno il 20% di carbonio proveniente da risorse rinnovabili.
Le analisi vengono svolte secondo la norma ASTM D6866 (metodo B e C). La certificazione si applica
solo a prodotti non tossici e non impiegati in medicina.
In Figura 28 è riportato il marchio “OK biobased” rilasciato da VINÇOTTE per certificare che il
prodotto deriva almeno parzialmente da risorse rinnovabili. Il numero di stelle presenti nel simbolo è
correlato con la percentuale di carbonio da risorse rinnovabili presente nel prodotto. Il numero in
basso a destra è il codice del proprietario del certificato (azienda produttrice che ha richiesto ed
ottenuto il rilascio del certificato).
Figure 28. Etichetta di certificazione AIB-Vincotte per prodotti da risorse rinnovabili
Fonte: sito web Vinçotte
Anche DIN CERTCO prevede uno schema di certificazione delle plastiche bio-based, che si applica a
molti ambiti e prodotti ad eccezione del settore biomedicale, petrolchimico e delle sostanze tossiche.
Lo schema di certificazione si basa anche in questo caso sullo standard ASTM D6866 e prevede tre
possibili fasce in cui possono rientrare le plastiche bio-based a seconda della percentuale di
contenuto da risorse rinnovabili, ognuna associata ad un marchio specifico: a) oltre 85% da risorse
rinnovabili, b) da 50% a 85% da risorse rinnovabili, and c) da 20% ta 50% da risorse rinnovabili.
Figura 29. Etichette di certificazione DIN
CERTCO per prodotti da risorse rinnovabili
Fonte: sito web DIN CERTCO
Superare la procedura di certificazione consente al produttore di apporre sul prodotto un marchio con
indicazione della percentuale di contenuto di carbonio da risorse rinnovabili. Quando un prodotto
contiene più di un componente, può ottenere la certificazione solo se tutti i suoi componenti sono
certificati. Peraltro è anche possibile certificare gruppi di prodotti fatti dello stesso materiale, con
forme simili e differenziazione solo in termini di dimensioni.
36
5.3. Schema riassuntivo dei sistemi di certificazione
Figura 30. Standardizzazione e certificazione delle bioplastiche
Secondo la definizione di European Bioplastics, le bioplastiche possono essere biodegradabili,
bio-based o entrambi le cose. Esistono schemi di certificazione distinti per i diversi casi.
Per la plastica bio-based (ovvero derivata da fonti rinnovabili) esistono solo metodi di prova, ma non
specifiche standard, perché lo schema di certificazione si basa solo sul rapporto tra carbonio nuovo
(bio-based) e carbonio vecchio che può essere determinato semplicemente con delle misure. Esistono
diversi certificati in relazione alla fascia di valori in cui rientra il contenuto di carbonio bio-based
misurato per il prodotto/ materiale bioplastico.
Le plastiche biodegradabili possono essere suddivise come segue:

plastiche biodegradabili in acqua, per le quali esistono sia specifiche standard che metodi di
prova ed uno schema di certificazione;

plastiche biodegradabili nel suolo, per le quali esistono solo metodi di prova, ma non
specifiche standard, esiste inoltre uno schema di certificazione;

plastiche biodegradabili anaerobicamente (in assenza di ossigeno), per le quali esistono solo
metodi di prova, ma non specifiche standard, né schemi di certificazione;

plastiche compostabili che possono essere suddivise in:

plastiche adatte per il compostaggio industriale per le quali esistono sia specifiche
standard che metodi di prova e più schemi di certificazione;

plastiche adatte per il compostaggio domestico per le quali nel 2010 sono state definite
specifiche standard, metodi di prova e due schemi di certificazione.
Tra le plastiche biodegradabili vengono spesso ricomprese anche le plastiche oxo-degradabili, che
peraltro non sono ancora classificabili tra le bioplastiche, perché permangono delle carenze di
evidenza circa il processo di digestione a opera di microrganismi. Per le plastiche oxo-degradabili
esistono metodi di prova ma non specifiche standard, né schemi di certificazione.
Il campo della standardizzazione e certificazione delle bioplastiche è molto ampio, complesso ed in
rapida evoluzione. Per informazioni più specifiche si rimanda agli enti di certificazione.
37
5.4. Valutazione della riduzione di emissioni di gas serra
Le restrizioni legislative sulle emissioni di gas serra hanno influenzato molti metodi di valutazione di tali
emissioni, inclusi i metodi applicabili agli imballaggi. Il metodo più diffuso è detto “impronta di
carbonio (carbon footprint)” o “profilo di carbonio”. Per un prodotto plastico l’impronta di carbonio si
riferisce alla quantità di anidride carbonica (CO 2) complessiva emessa direttamente o indirettamente
durante l’intero ciclo di vita del prodotto. In Europa il metodo di calcolo dell’impronta di carbonio più
utilizzato è quello basato sulla procedura standard PAS 2050:2011 (Specifiche per la valutazione
delle emissioni di gas serra generate da un prodotto o servizio durante l’intero ciclo di vita) emesse
dall’ente di normazione britannico BSI (British Standards Institution). La Figura 31 illustra la procedura
in 5 passi per eseguire il calcolo dell’impronta di carbonio secondo questo standard. La Figura 32
mostra le fasi del ciclo di vita del prodotto prese in considerazione (approvvigionamento materie
prime, produzione, distribuzione/vendita, utilizzo/consumo, smaltimento/recupero) e le informazioni
necessarie per effettuare la valutazione dell’impronta di carbonio.
Figure 31. Schema di valutazione
dell’impronta di carbonio
secondo la PAS 2050:2011
Figura 32. Stadi del ciclo di vita
presi in considerazione per la
valutazione dell’impronta di
carbonio ed altri dati necessari
Nel 2007 la Carbon Trust (organizzazione finanziata del governo britannico), ha introdotto un nuovo
marchio denominato “Etichetta di riduzione del carbonio (Carbon reduction label)” che informa circa
l’impronta di carbonio del prodotto, riportando la quantità complessiva di emissioni di CO 2 e altri gas
serra (calcolati come CO2 equivalenti) generati durante l’intero ciclo di vita del prodotto e determinati
seguendo lo standard PAS 20050:2011 della BSI. In Figura 33 è riportato un esempio del marchio
nella sua versione attuale, con chiara indicazione dei risultati acquisiti utilizzando nel processo di
produzione energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili piuttosto che fossili. L’etichetta testimonia
l’impegno del produttore a cercare di ridurre l’impronta del carbonio del prodotto, contribuendo in tal
modo alla protezione dell’ambiente. Ogni due anni, infatti, viene effettuata una nuova valutazione
dell’impronta di carbonio a cura di un’organizzazione indipendente e se non viene dimostrata la
riduzione delle emissioni di gas serra, il marchio viene ritirato.
38
Figure 33. Esempio di marchio che
conferma la cooperazione con la
Carbon Trust
I produttori che collaborano con la Carbon Trust mappano ed analizzano i processi che intervengono
durante tutto il ciclo di vita del loro prodotti, al fine di individuare modifiche, accorgimenti tecnici e
nuove soluzioni logistiche che possano portare ad un riduzione delle emissioni di gas serra. In questa
direzione si stanno muovendo alcuni produttori di confezioni per succo d’arancia, fiocchi di patate,
falconi per detersivi, imballi per lampadine luminose, abiti che stanno partecipando ad un progetto
pilota per testare questo schema: Un esempio è riportato in Figura 34.
Figura 34. “Etichetta di collaborazione con la Carbon
Trust” su una bottiglia di latte – si sottolinea che il risultato
riguarda l’intero processo di produzione del latte,
comprensivo e della produzione e stampa della bottiglia di
plastica, del tappo e dell’etichetta.
Fonte:
http://www.german-retailblog.com/2012/04/19/tescos-carbon-footprint/
Un altro esempio significativo di azienda che coopera con la Carbon Trust è fornito da uno dei
principali produttori mondiali di bevande. Tale produttore infatti ha valutato l’impronta di carbonio
dei suoi prodotti, considerando lo schema dei processi che intervengono durante l’intero ciclo di vita
della bevanda, come riportato in Figura 35.
Sono stati presi in considerazione diversi tipi di contenitore, diversi per capacità e materiale, tra cui la
lattina metallica da 33 cl, la bottiglietta di vetro da 33 cl, la bottiglietta in PET da mezzo litro e la
bottiglia grande in PET da 2 litri. Per ognuno è stata determinata l’impronta di carbonio del prodotto
espressa in grammi di CO2, evidenziando il contributo percentuale di ogni fase del ciclo di vita, che
consente di individuare i processi più impattanti dal punto di vista delle emissioni di gas serra.
Figure 35. Schema di processo delle bevande
39
Figura 36. “Impronta di carbonio” per diversi tipi di confezioni
Il confronto dell’impronta di carbonio per litro di bevanda nelle diverse confezioni (vedi Figura 37)
evidenzia i valori più bassi – e dunque meno impattanti per l’ambiente – quando si usano le bottiglie
grandi in PET, mentre i valori più alti sono quelli che si ottengono usando le bottigliette in vetro.
Si può notare inoltre che la versione ”light” della bevanda, a più basso contenuto di zucchero rispetto
a quella classica, risulta meno impattante anche dal lato delle emissioni di CO 2 equivalente.
Figura 37. “Impronta di carbonio” per diversi tipi di confezioni, volumi e tipo di bevanda
40
6. Conclusioni
Questa guida è stata realizzata con l’intento di fornire informazione imparziale in tema di bioplastiche
e per migliorare la conoscenza delle plastiche sostenibili.
Abbiamo trattato l’intera catena del valore della plastica sostenibile, partendo dai principi di base
sulla plastica e le bioplastiche e presentando i processi di produzione delle bioplastiche, il tema della
sostenibilità delle bioplastiche -considerando i tre aspetti fondamentali dello sviluppo sostenibile- fino
ai diversi sistemi di valutazione e certificazione delle plastiche sostenibili, che consentono di verificare
in modo oggettivo il valore aggiunto di un prodotto in bioplastica.
Abbiamo cercato di affrontare tutti i temi di possibile interesse legati alle bioplastiche. Ulteriori
informazioni pratiche sono contenute nelle due appendici che seguono, che riportano rispettivamente
alcuni esempi di applicazione delle bioplastiche e la lista della attività di analisi, studio, ricerca ed
altri servizi su questi temi che il nostro consorzio è in grado di offrire.
Ulteriore informazione tecnica si può trovare sul nostro canale YouTube
(www.youtube.com/user/plasticeproject) sul quale vengono pubblicati i nostri video, girati durante le
nostre conferenze internazionali ed altri eventi di sensibilizzazione o approfondimento.
41
Appendice A
Applicazioni delle bioplastiche
In questa sezione proponiamo una lista di applicazioni delle bioplastiche, predisposta per favorire la
nascita di nuove idee di impiego delle bioplastiche e mostrare che l’uso delle bioplastche è molto più
ampio di quello dei sacchetti per rifiuti organici.
I prodotti sono stati raggruppati per famiglie con una breve descrizione degli usi possibili ed
un’illustrazione dei vantaggi nell’utilizzo delle bioplastiche.
Come avrete notato in questa guida abbiamo cercato il più possibile di presentare concetti di
carattere generale, evitando di citare marchi e nomi di aziende attive nel settore. In questa sezione
peraltro riteniamo opportuno citare esempi concreti di applicazione e dunque non abbiamo potuto
prescindere dal riferimento alle aziende produttrici. Le immagine prevalentemente sono state fornite
da European Bioplastics, negli altri casi la fonte è stata citata nella didascalia.
42
Film e sacchetti
I fogli in bioplastica possono essere usati per produrre sacchetti per rifiuti organici, buste per la spesa,
pellicole per alimenti, pellicole termoretraibili per contenitori di bevande, etc.
Sacchetti per la spesa
compostabili
Author: Aldi/BASF
Buste in Bio PE
Author: Lidl Austria GmbH
Sacchetti per la spesa
compostabili
Author: Novamont
Pellicola compostabile
trasparente per fiori
Author: FKuR
Pellicola compostabile per frutta e verdura
Author: Alesco
Film compostabili termoretraibili
Author: Alesco
Sacchetti compostabili per cosmetici
Involucri compostabili per sapone
43
Imballi per alimenti
Gli imballi per alimenti in bioplastica possono essere usati per confezionare diversi tipi di cibo, dai
prodotti da forno alla frutta e verdura, caramelle, e diversi tipi di spezie e di bevande analcoliche. Sul
mercato sono disponibili diversi tipi di imballi bioplastici. I vantaggi principali nell’utilizzo di
bioplastiche risiedono negli impatti ambientali, una maggiore accettazione da parte del consumatore,
un aumento della vita utile dei prodotti confezionati e la possibilità di compostaggio nel fine vita dei
prodotti compostabili.
Sacchetto biodegradabile a base di cellulosa
Author: Birkel
Rete compostabile per la frutta
Author: FKuR
Vassoio per cioccolatini a base di amido, solubile in
acqua e compostabile
Author: Marks and Spencer
Vaschetta compostabile in PLA per la frutta
Source of the photo Plastice
Sacchetti compostabili a base di cellulosa
per erbe e spezie
Author: Innovia Films
Sacchetti compostabili per frutta e verdura
Author: Wentus
44
Confezioni compostabili
a base di cellulosa
Author: Innovia Films
Confezioni compostabili a base di
cellulosa
Author: Innovia Films
Confezioni compostabil a base di
cellulosa
Author: Innovia Films
Bottiglie da risorse
rinnovabili
Bottiglie
compostabili
Author: Blue Lake
Citrus Products
Author: Sant’Anna
– Fonti di Vinadio
Confezioni compostabili a base di cellulosa
Author: Innovia Films
Confezioni compostabili a base di
cellulosa
Author: Innovia Films
Confezioni compostabili a base di
cellulosa
Author: Innovia Films
Bottiglie per bevande con un 30%
da risorse rinnovabili
Bottiglie per bevande con un 30%
da risorse rinnovabili
Author: Coca Cola
Author: Heinz
45
Bicchieri, piatti e posate usa e getta
Gli oggetti usa e getta sono usati spesso per picnic, eventi all’aria aperta, contenitori di cibo
monouso, nei catering e sugli aerei. Essi generano una grande quantità di rifiuti difficili da riciclare
perché contaminati dal cibo. Se realizzati in plastica compostabile, possono invece essere smaltiti con
i rifiuti organici e convertiti in compost.
Tazze compostabili per bevande
calde in bioplastica laminata di
carta Source: European Bioplastics,
Author: Huhtamaki
Bicchieri compostabili per bevande
fredde
Author: Huhtamaki
Ciotole in plastica bio-based
Author: Koser/Tecnaro
Forchette biodegradabili
Author: Novamont
Cannucce biodegradabili
Author: PLASTiCE
46
Prodotti agricoli e per ortocultura
I vasi per piante in plastica biodegradabile consentono di mettere le piantine a dimora nel terreno,
senza toglierle dal vaso. In questo modo le radici della pianta non si danneggiano ed il vaso si
trasforma in compost che rende fertile il suolo.
I film per pacciamatura sono usati in molte colture per eliminare le erbacce e preservare l’umidità del
terreno. Dopo il raccolto, i film compostabili possono essere interrati e utilizzati come fertilizzanti. Si
tratta di un’operazione pratica ed economica che evita di dover rimuovere il film, pulirlo dal terreno
ed inviarlo al riciclaggio.
Citiamo infine le vaschette in PLA espanso per applicazioni in ortocultura che possono essere usate
come le tradizionali vaschette in polistirolo, ma che sono compostabili.
Vasi biodegradabili per piante
Author: Limagrain
Film per pacciamatura compostabili
ed interrabili
Author: BASF
47
Vaschette in PLA espanso
Author: FKuR & Synbra
Elettronica di consumo
Come tutti sappiamo viviamo nell’era dell’elettronica. I gusci esterni di computer, cellulari, CD e tutti i
piccoli accessori elettronici sono fatti in plastica per sfruttarne soprattutto la leggerezza, mantenendo
caratteristiche di resistenza e -ove necessario- di durata. I primi prodotti in bioplastica sono stati le
tastiere dei computer, mouse, gusci per cellulari, aspirapolveri e col passare del tempo la bioplastica
è sempre più presente nei dispositivi elettronici.
Mouse biodegradabile
Author: Fujitsu
Microfoni biodegradabili in plastica biobased
Author: Michael Young Designer
Gusci per smartphone biodegradabili e/o biobased
Author: Ventev InnovationsTM
Tastiera in plastica biobased
Author: Fujitsu
Guscio del telefono fatto per il 40% in bioplastica
Author: Samsung
Gusci per smartphone biodegradabili e/o biobased
Author: Api Spa – Biomood Srl
48
Abbigliamento
La bioplastica nell’abbigliamento sta rimpiazzando la plastica convenzionale ed i materiali naturali,
soprattutto nelle calzature e nei rivestimenti sintetici. La bioplastica si può trovare perfino negli abiti da
sposa, nei giubbotti o in alternativa alla pelle, ad esempio per produrre scarpe biodegradabili. Il
valore aggiunto della bioplastica in questo caso risiede nella versatilità all’uso anche per le calzature
di più elevato standard qualitativo.
Giubbotto fatto parzialmente
in plastica biobased
Author: Du Pont
Abito da sposa
biodegradabile
Author: Gattinoni
49
Scarpe biodegradabili
Source of the image: ecouterre.com-Gucci
Prodotti cosmetici e per l’igiene
Gli articoli per l’igiene e la cosmesi sono fonte di un’ingente quantità di rifiuti plastici, che rende
pressante il ricorso a materiali più sostenibili. Alcuni produttori hanno sostituito le confezioni in plastica
di origine fossile con materiali biodegradabili o derivati dalle biomasse di facile smaltimento.
Confezioni biodegradabili per
cosmetici
Author: Sidaplax
Confezioni biodegradabili per
cosmetici
Author: FKuR
Confezioni biodegradabili per
cosmetici
Author: Cargo Cosmetics
Spazzolini da denti con manici compostabili Author: World Centric
Flaconi biodegradabili per creme e
shampo
Flaconi biodegradabili per creme e
shampo
Flaconi Biobased per la cura del
corpo
Author: Sidaplax
Author: Eudermic/Natureworks
Author: Procter&Gamble
50
Tessuti per la casa e l’auto
Le bioplastiche possono essere impiegate anche nella produzione di speciali tessuti per l’arredamento
con prestazioni simili a quelle dei tessuti tradizionali. I messaggi promozionali di questi prodotti
sottolineano soprattutto l’origine del prodotto da risorse rinnovabili.
Tappeto in bioplastica
Author: DuPont
Tessuto per divani in
bioplastica
Tessuto in Bio-PET per il rivestimento di un bagagliao, Toyota.
Source of the image: http://goo.gl/V4mIJ
Riempitivo di cuscino in bioplastica
Author: Paradies GmbH
Tessuto per sedile auto in bioplastica resistente
al calore
Author: Mazda Motor Corporation, Teijin
Le bioplastiche sono usate sempre più anche nel settore automobilistico a partire da rivestimenti per
gli interni e altre diverse applicazioni specifiche, alcune delle quali richiedono requisiti particolari, ad
esempio tubi per combustibili resistenti a temperature estreme, stress meccanico e biocombustibili
chimicamente aggressivi.
Tubo per combustibile in nylon da risorse rinnovabili
Autor: DuPont
51
Air bag ricoperto di plastica biobased
Author: DuPont
Sport
La plastica facilita l’approccio allo sport. La maggior parte dei gadget sportivi sono fatti di plastica e
molti indumenti sportivi sono realizzati in plastica. Anche le bioplastiche stanno lentamente entrando
in questo tipo di mercato, come si può vedere dagli esempi riportati a seguire.
Palline per Soft Air biodegradabili
Source: Wikimedia Commons
Tee da golf biodegradabili
Source: EcoGolf
Scarponi da sci in plastica bio-based
Author: Salomon
Scarponi da sci in plastica derivata per 80 % da
risorse rinnovabili
Author: Atomic
Sedili da stadio in bio-PE
52
Altri impieghi
A seguire riportiamo ulteriori singole applicazioni delle bioplastiche di vario tipo che non rientrano in
gruppi specifici.
Penna biodegradabile
Borsa da viaggio realizzata al 100% da risorse
Giocattoli biobased e biodegradabili
Author: © BioFactur
Giocattoli biobased e biodegradabili
Author: Metabolix Zoe b
Appendiabiti biodegradabili in legno liquido
Author: Benetton Group
Tasselli in plastica da risorse rinnovabili
Author: fischerwerke, Waldachtal
Telai per occhiali da sole derivati da risorse
rinnovabili Author: Tanaka Foresight Inc., Teijin
53
Telai per occhiali da sole derivati da risorse
rinnovabili. Author: Arkema
Appendice B
Sviluppo di una catena del valore innovativa per le plastiche
sostenibili in Europa Centrale
Pacchetto di lavoro 3
Sviluppare un piano d’azione – dalla scienza all’innovazione lungo
la catena del valore
SCHEMA TRANSNAZIONALE DI RICERCA E SVILUPPO
SUI POLIMERI BIODEGRADABILI NELL’AMBIENTE
54
Introduzione
Il Consorzio PLASTiCE ha sviluppato uno schema transnazionale congiunto di ricerca e sviluppo sui
materiali polimerici biodegradabili nell’ambiente per offrire un punto di riferimento altamente
qualificato che possa rispondere al meglio alle esigenze dei produttori di polimeri biodegradabili e di
materie plastiche in Europa Centrale e per incrementare lo sviluppo di nuove applicazioni di mercato.
Grazie alla collaborazione tra sette istituzioni di ricerca provenienti da quattro paesi, questo schema
congiunto di ricerca e sviluppo offre soluzioni su misura per le aziende in Europa Centrale che sono
interessate a portare sul mercato nuove applicazioni per polimeri biodegradabili nell’ambiente. Nel
corso degli ultimi anni, infatti gli istituti di ricerca che partecipano al Consorzio PLASTiCE hanno
realizzato ricerche sia di base che applicate nelle diverse fasi della catena del valore della plastica
biodegradabile nell’ambiente. Se da un lato ogni istituto di ricerca e sviluppo è teoricamente in grado
di fornire la maggior parte dei servizi di ricerca di potenziale interesse, in pratica, ogni istituto è
specializzato in attività di ricerca e sviluppo specifiche. Il Consorzio PLASTiCE offre servizi di ricerca e
sviluppo su materiali polimerici quali PLA, PHA, materiali a base di amido, ecc., a seconda delle specifiche richieste delle industrie. Lo schema offre una panoramica delle aree di specializzazione dei
partner del consorzio e descrive in dettaglio i servizi e le attività di ricerca che i diversi istituti sono in
grado di svolgere. Per ulteriori informazioni su collaborazioni con il Consorzio PLASTiCE, si prega di
contattare il proprio istituto di ricerca e sviluppo locale.
Contatti per paese
Nota: Ad ogni istituto è associato un codice, utilizzato a seguire come riferimento breve
Italia, Austria
Universitá di Bologna, Dipartimento di Chimica ‘G. Ciamician’ (PP8)
Mariastella Scandola, Professore, coordinatore del gruppo di Scienza dei Polimeri
Tel./Fax: +39 0512099577/+39 0512099456
E-mail: [email protected]
Repubblica
Ceca,
Repubblica
Slovacca
Polymer Institute of the Slovak Academy of Sciences (PP5)
Ivan Chodak, Senior scientist, Professor
Tel./Fax: +421 2 3229 4340 / +421 2 5477 5923
E-mail: [email protected]
Slovak University of Technology in Bratislava (PP6)
Dušan Bakoš, Professor
Tel./Fax: +421 903 238191, +421 2 59325439, fax +421 2 52495381
E-mail: [email protected]
Slovenia,
Balcani
National Institute of Chemistry (LP) Laboratory for Polymer Chemistry and Technology
Andrej Kržan, Senior research associate
Tel./Fax: +386 1 47 60 296
E-mail: [email protected]
Center of Excellence Polymer Materials and Technologies (PP11)
Urska Kropf, Researcher
Tel./Fax: +386 3 42 58 400
E-mail: [email protected]
Polonia,
Paesi Baltici
Polish Academy of Sciences, Centre of Polymer and Carbon Materials (PP12)
Marek Kowalczuk, Head of the Biodegradable Materials Department
Tel./Fax: +48 32 271 60 77/+48 32 271 29 69
E-mail: [email protected]
Polish Packaging Research and Development Centre (PP13)
Hanna Żakowska, Deputy Director for Research
Tel./Fax: +48 22 842 20 11 ext. 18
E-mail: [email protected]
55
Aree di specializzazione degli istituti di ricerca
Nota: ogni istituto è identificato da un codice, per la corrispondenza si veda alla sezione ‘Schede
alla sezione ‘Contatti per paese’.
Area di ricerca
PLA, PHA, Materiali a
base di amido
Altri materiali
PP5, PP6, PP12
PP5, PP6, PP12
Caratterizzazione di polimeri presenti sul mercato, incluso:


Composizione e struttura molecolare
PP8, PP5, PP6, PP11
Proprietà allo stato solido
Modifica delle proprietà del polimero usando metodi chimici, incluso:
PP8, PP5, PP11


PP5, PP11, PP12
PP5, PP11,PP12
PP11, PP12
PP11, PP12
Modifica (con ‘polymer modifiers’)
Polimeri funzionali
Modifica delle proprietà del polimero usando metodi fisici, incluso:

Modifica con additivi
PP5, PP6, PP11
PP5, PP6, PP11

Miscele polimeriche
PP5, PP6, PP11, PP12
PP5, PP6, PP11, PP12

Compostiti e nanocompositi polimerici
PP5, PP6, PP11
PP5, PP6, PP11
PP5, PP6, PP11
PP5, PP6, PP11
PP5, PP6, PP11
PP5, PP6, PP11
film
PP6, PP11*, PP12
PP6, PP11*, PP12
imballaggi rigidi
PP6, PP11*, PP12
PP6, PP11*, PP12
imballaggi flessibili
PP6, PP12
PP6, PP12
film per pacciamatura
PP6, PP12
PP6, PP12
materiali espansi
PP5
PP5
materiali rivestiti
PP11*, PP12
PP11*, PP12
LP, PP5, PP12, PP13
LP, PP5, PP12, PP13
PP5, PP12, PP13
PP5, PP12, PP13
PP5, PP6, PP8, PP11,
PP12, PP13
PP5, PP6, PP8, PP11,
PP12, PP13
Produzione industriale, incluso:

Reologia, parametri di processo

Omogeneizzazione (utilizzando mescolatori, estrusori
monovite, estrusori bivite)
Produzione industriale, incluso:






Proprietà applicative di prodotti polimerici, incluso:



invecchiamento di materiali polimerici
proprietà barriera di materiali polimerici (permeazione di
gas)
proprietà termo-meccaniche di materiali polimerici

durabilità e ’shelf life’ (‘food contact’ secondo la Direttiva
PP13
Europea EX 2002/72)
Test di biodegradazione e compostabilità (secondo le norme EN, ASTM and ISO), incluso:


In condizioni di laboratorio
PP13
PP6*, PP11, PP12, PP13
PP6*, PP11, PP12,
PP13
PP12
PP12
Presso unità di compostaggio aerobico industriale e
municipale
*: In cooperazione con altri partner PLASTiCE
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Servizi ed attività di ricerca e sviluppo sulle plastiche biodegradabili
nell’ambiente
Area dei
servizi di
ricerca
Caratterizzazione di polimeri presenti sul mercato
Proprietà fisiche allo stato solido (termiche, meccaniche, strutturali,
morfologiche)
Analisi della stabilità termica (temperatura di degradazione) di materiali ad un
solo componente o a più componenti (utilizzando l’analisi termogravimetrica
da temperatura ambiente a 900°C in atmosfera inerte o in aria)
Analisi della stabilità termica e spettrometria di massa dei prodotti volatili
(utilizzando la TGA-MS, da temperatura ambiente a 900°C in atmosfera
inerte)
Descrizione
delle attività
di ricerca
Analisi delle transizioni termiche (transizione vetrosa, cristallizzazione e fusione, con la determinazione delle temperature di transizione e dei rispettivi incrementi di calore specifico, entalpie di cristallizzazione e di fusione, utilizzando il
calorimetro differenziale a scansione nell’intervallo di temperature tra -100°C e
250°C, raffreddando con azoto liquido), 2 scansioni per campione
2-4 settimane (a
seconda del
numero di
campioni)
Valutazione delle proprietà meccaniche a temperatura ambiente (modulo elastico, sforzo e deformazione a snervamento ed a rottura, per mezzo di misure
in trazione, con analisi statistica dei risultati per un minimo di 8 provini)
2-5 settimane (a
seconda del
numero di
campioni)
Determinazione dei rilassamenti viscoelastici (utilizzando l’analisi
dinamico-meccanica a frequenza singola o multi-frequenza nell’intervallo di
temperatura tra –150°C e 250°C)
Analisi strutturale della fase cristallina (utilizzando la diffrazione di raggi x a
alto angolo su polveri)
Prodotto che
il cliente
riceve
Area dei
servizi di
ricerca
Descrizione
delle attività
di ricerca
3-4 settimane
2 settimane
Relazione sulle proprietà fisiche dei polimeri analizzati
Caratterizzazione di polimeri presenti sul mercato
Composizione e struttura molecolare
Tempo stimato di
consegna del
servizio
Determinazione delle proprietà allo stato solido utilizzando la spettroscopia IR
(FTIR, spettrometro a raggi infrarossi a trasformata di Fourier)
1-2 settimane
Caratterizzazione della solubilità del materiale e determinazione della percentuale di polimero nella plastica (analisi chimica)
1-3 settimane
Caratterizzazione del polimero nella plastica utilizzando la spettroscopia NMR
(risonanza magnetica nucleare)
1-3 settimane
Valutazione del peso molecolare del polimero utilizzando la tecnica GPC
(cromatografia di permeazione su gel)
1-3 settimane
Analisi degli additivi utilizzando lo spettrometro di massa LCMS-IT-TOF
1-3 settimane
Caratterizzazione di copoliesteri biodegradabili (PHA) utilizzando il sequenziamento e la tecnica ESI-MSn
Prodotto che
il cliente
riceve
Tempo stimato di
consegna del
servizio
3 giorni lavorativi
(per un solo
campione); 1-2
settimane (fino a
dieci campioni)
3 giorni lavorativi
(per un solo
campione); 1-2
settimane (fino a
dieci campioni)
1-3 settimane
Relazione sulla struttura molecolare del polimero e sugli additivi presenti nella plastica
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Area dei
servizi di
ricerca
Modifica delle proprietà del polimero utilizzando metodi chimici, inclusi:
Modifica (con ‘polymer modifiers’), Polimeri funzionali
Sintesi di modificatori chimici
Determinazione delle proprietà fisiche dei materiali polimerici
Descrizione
delle attività
di ricerca
Prodotto che
il cliente
riceve
Area dei
servizi di
ricerca
Descrizione
delle attività
di ricerca
Prodotto che
il cliente
riceve
Area dei
servizi di
ricerca
Descrizione
delle attività
di ricerca
Prodotto che
il cliente
riceve
Area dei
servizi di
ricerca
Descrizione
delle attività
di ricerca
Modifica di polimeri per ottenere proprietà specifiche: reticolazione di polimeri
per una maggiore resistenza ai solventi
Modifica di polimeri per ottenere proprietà specifiche: aumento della polarità
della superficie del polimero per una maggiore stampabilità o adesione,
aumento della stabilità termica e della stabilità all’ossidazione
1 mese-2 anni
1 mese-2 anni
Polimeri commerciali standard che hanno acquisito proprietà specifiche
Modifica delle proprietà del polimero utilizzando metodi fisici, quali:
Modifica con additivi, Miscele polimeriche, Compositi e nanocompositi
polimerici
Modifica delle proprietà di un certo polimero per aggiunta di additivi a basso
peso molecolare, per esempio plastificanti, estensori di catena, stabilizzanti,
oppure per mescolamento con piccole quantità di un altro polimero per
ottenere le proprietà desiderate
Miscelazione di polimeri su tutto il campo di composizione e ottimizzazione
delle proprietà mediante modifica dell’interfaccia e compatibilizzazione
Preparazione di compositi utilizzando una data matrice polimerica e , aventi
proprietà personalizzabili attraverso modifiche dell’interfaccia
Tempo stimato di
consegna del
servizio
1 mese-2 anni (o
più)
1 mese-2 anni (o
più)
1 mese-2 anni (o
più)
Relazione sulle possibili alternative per la compatibilizzazione di varie miscele di polimeri
biodegradabili
’Processing’:
Reologia, parametri di processo, Omogeneizzazione (usando miscelatori,
estrusori a vite singola e a doppia vite)
Selezione delle miscele di polimeri biodegradabili più promettenti per scopi
applicativi, suggerimenti sulle aree di applicazione
Tempo stimato di
consegna del
servizio
1 giorno-3 mesi
Determinazione dei parametri di processo dei materiali
1-4 settimane
Relazione sui metodi di lavorazione, attrezzature e parametri di processo consigliati per specifici
polimeri biodegradabili.
Produzione industriale (ricerca sulle tipologie di lavorazione industriale) Produzione di: film, imballaggi rigidi, imballaggi flessibili, film da
pacciamatura, materiali espansi
Produzione di film su scala di laboratorio: ricerca sulla lavorazione e sulla
miscelazione, produzione di “masterbatch” (mini estrusore bivite (MiniLab II)
combinato con la macchina per lo stampaggio ad iniezione (Mini Jet II) HAAKE.
Lavorando su piccole quantità (mini-stampaggio ad iniezione), si ottengono
provini per prove meccaniche e si misurano contemporaneamente le proprietà
reologiche.
Produzione di imballaggi flessibili su scala di laboratorio
Supporto per la produzione pilota sul posto
Controllo delle proprietà meccaniche del prodotto durante il processo di
produzione: misura delle proprietà meccaniche con dinamometro in trazione
Instron 4204
Controllo delle proprietà molecolari del prodotto durante il processo di
produzione
Prodotto che
il cliente
riceve
Tempo stimato di
consegna del
servizio
1 mese-2 anni
3 giorni2 settimane
Relazione sulla stabilità del polimero rispetto al contenuto dell’imballaggio
58
Tempo stimato di
consegna del
servizio
1-2 settimane
1-2 settimane
1 giorno6 settimane
1-2 settimane
1-3 settimane
Area dei
servizi di
ricerca
Analisi dell’idoneità dei prodotti polimerici per specifiche applicazioni
(materiali da imballaggio e imballi): Invecchiamento dei materiali polimerici,
Proprietà barriera dei materiali polimerici (permeazione di gas), Proprietà
termo-meccaniche dei materiali polimerici
Xenotest per determinare il comportamento del materiale in condizioni naturali
Descrizione
delle attività
di ricerca
4 mesi*
Determinazione del carbonio organico totale e del contenuto “biobased” nel
materiale polimerico
Test di permeabilità al vapore d’acqua, all’ossigeno ed al diossido di
carbonio
Determinazione delle proprietà tensili (sforzo a rottura, allungamento a rottura,
modulo elastico ecc.)
2 settimane*
Determinazione della resistenza allo strappo
2 settimane*
Determinazione della resistenza all’urto (free-falling dart method)
2 settimane*
‘Sealing properties’ (carico a rottura massimo, ‘sealing’ resistance ecc..)
2 settimane*
Test di adesività a caldo (‘hot-tack seal testing’)
2 settimane*
DSC (calorimetria a scansione) and FTIR (spettroscopia a raggi infrarossi)
1 settimana*
Analisi sensoriale
1-1.5 mesi *
Analisi della migrazione globale e specifica di sostanze a basso peso
molecolare dal cibo
Analisi del contenuto di monomero nei materiali plastici e dell’emissione di
sostanze volatili
Prodotto che
il cliente
riceve
Tempo stimato di
consegna del
servizio
1 mese*
2 settimane*
2 mesi *
1 mese*
Relazione sulle proprietà di materiali bioplastici (biodegradabili/ derivati da fonti rinnovabili) utili per
applicazioni nell’imballaggio
*Tempo di consegna medio, inclusa la preparazione, l’analisi e il resoconto; i tempi possono variare a seconda dei
tempi di attesa in laboratorio.
Area dei
servizi di
ricerca
Prove di biodegradazione e compostabilità (secondo le norme EN, ASTM e
ISO) in condizioni di laboratorio, presso unità di compostaggio aerobico
industriale e municipale
Test di degradazione e compostabilità in condizioni di laboratorio: test preliminari di biodegradazione di materiali da imballaggio utilizzando condizioni di
compostaggio simulate su scala di laboratorio, secondo le norme EN 14806
Descrizione
delle attività
di ricerca
4 mesi
Test di degradazione e compostabilità in condizioni di laboratorio: test di degradazione idrolitica in acqua o in soluzione tampone
Da alcune settimane
a 6 mesi a seconda
del tipo di materiale
e dello standard
Test di degradazione e compostabilità in condizioni di laboratorio: degradazione in compost mediante test respirometrico (Respirometro Micro-Oxymax
S/N 110315 in base alla norma PN-EN ISO 14855-1:2009)
Da alcune settimane
a 6 mesi a seconda
del tipo di materiale
e dello standard
Test di (bio)degradazione e compostabilità in siti di compostaggio (analisi di
materiali biodegradabili in un cumulo di compost industriale o in un
“container” da compostaggio KNEER)
Da alcune settimane
a 6 mesi a seconda
del tipo di materiale
e dello standard
Certificazione di compostabilità di imballaggi (in cooperazione con DIN
CERTCO, Germania)
Prodotto che
il cliente
riceve
Tempo stimato di
consegna del
servizio
Relazione sul comportamento alla biodegradazione di nuovi materiali polimerici.
59
2-4 mesi
60
61
La plastica migliore produce meno rifiuti
La plastica è un compagno di viaggio della vita moderna con cui abbiamo un rapporto ambivalente:
l’apprezziamo per la sua convenienza, ma la detestiamo perché inquina l’ambiente. Le bioplastiche
sviluppate di recente sono biodegradabili o derivate da fonti rinnovabili, dunque sono più sostenibili.
PLASTiCE promuove i sistemi di ricerca congiunta che espongono ai produttori le possibilità offerte dalle
bioplastiche ed i piani d’azione che portano alla commercializzazione di nuovi tipi di plastica.
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