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POLIMERI E AZIENDE VERSO LA TRANSIZIONE “GEEN DEAL” EUROPEA

Dove porta il trend?

Come abbiamo visto in precedenza, conoscere la vita utile del prodotto finito sarà per il Brand e per chi dovrà produrne gli eventuali componenti, un elemento sempre più importante.

Questa informazione assumerà una rilevanza ancora maggiore, quando la scelta della materia prima per ragioni ambientali, di mercato, o per necessità applicative, ricadrà su prodotti sostenibili parzialmente, o completamente, biologici e biodegradabili.

Dell’ampia famiglia delle plastiche biobased fanno parte infatti molteplici materiali sostenibili e/o compostabili con differenti qualità tecniche.
Alcune qualità non sono ancora completamente sotto controllo.

La stabilità dei materiali Bio nel tempo, in assenza di correttori stabili, in genere frutto di una chimica fine evoluta sul tema, resta un elemento che può rendere complessa la valutazione/dichiarazione delle prestazioni del manufatto finale nel tempo.
Partendo da questa semplice, ma non semplicistica considerazione cercheremo di identificare – a grandi linee – la collocazione applicativa più logica e pragmatica per questi nuovi materiali.

Come da noi già scritto in passato, il mondo dei biopolimeri è in costante evoluzione.
È paragonabile a un film al quale si aggiungo continuamente nuovi fotogrammi.
Ad un primo colpo d’occhio è difficile dire come finirà il film e chi vincerà l’Oscar tra i vari attori in gioco.
Trovare una chiave di lettura adeguata, utile ad immaginare il futuro, non è cosa semplice.

Noi che seguiamo da tempo questa transizione/evoluzione verso il bio, applicando la logica dei trend evolutivi abbiamo identificato almeno 3 caratteristiche fondamentali del futuro polimero ideale.
Tre “valori” che il materiale ideale dovrà esprimere per poter vincere la preziosa statuetta.   

Il polimero ideale

Queste tre caratteristiche sono:

1. non dovrà derivare da fonti primarie destinate all’alimentazione. Sappiamo quanto sia importante non sovrapporsi ad essa (senza alcun riferimento agli scarti delle produzioni alimentari).
2. non dovrà consumare acqua potabile. L’acqua è un bene primario per la vita umana, va preservata.
3. non dovrà consumare/richiedere suolo coltivabile (piante dedicate solo alla produzione di polimeri). Anche se tutte le terre emerse venissero convertite a specie vegetali per specifiche per la realizzazione di materie prime plastiche, esse non basterebbero a sostituire le attuali 360 milioni di tonnellate di materiali fossili.

Quindi è automatico immaginare che il materiale plastico ideale dovrà sfruttare altre risorse disponibili, come ad esempio l’aria (con i gas e l’umidità che contiene), l’Energia del Sole (il suo spettro luminoso), gli scarti del “sistema” (tutto ciò che è di risulta in un sistema ingegneristico o naturale).

Sicuramente sullo sfondo di questo pensiero c’è sempre, non possiamo dimenticarlo, la resa produttiva.
Ovvero il rapporto tra la quantità di materie prime immesse nel processo di produzione e quantità di monomero prodotto.Quella dei polimeri fossili raggiunge ormai livelli di oltre il 90%, mentre quella dei biopolimeri al momento si aggira sul 40%.
Ma se per il momento sospendiamo il giudizio su questo elemento (si tratta infondo di una curva di apprendimento tipica di qualsiasi sistema) il resto del film mostra un futuro luminoso per i PHA e i suoi blend.

I settori applicativi

A questo punto è lecito domandarsi: quali sono i settori di interesse per questi nuovi materiali Bio?
Quali di essi spingono la ricerca a trovare una soluzione in grado di sostituire i polimeri tradizionali di maggiore consumo?
Se consideriamo l’attuale capacità produttiva globale delle Bioplastiche riportata nel grafico qui di seguito – anno 2019 – possiamo vedere come anche per questi nuovi materiali i segmenti trainanti siano due: l’imballaggio e il tessile. E sono in costante crescita.

Se sommiamo i tre segmenti di riferimento (imballaggio rigido, flessibile e tessile), notiamo come anche qui, come accade per i polimeri fossili, essi rappresentino il 50% del totale dei consumi annuali.
È quindi abbastanza chiaro che la maggior parte della ricerca e sviluppo sarà sostenuta e assorbita da questi due settori. Se ripensiamo ai grafici sui consumi dei prodotti fossili, già presentati in precedenza (vedi parte due), sappiamo altresì che i materiali preponderanti in quei segmenti sono: PET, PE e PP.

Dunque, il nuovo materiale Bio ideale dovrà avere caratteristiche molto simili a quelle di quei materiali, con in più la “funzione” ambientale: riciclabilità e degradabilità.

Tuttavia, sappiamo che i polimeri fossili spesso non riescono a soddisfare le esigenze tecniche di alcuni specifici settori (es. il packaging alimentare) mediante una singola materia prima.

In certi casi è una combinazione sinergica di più materiali (tecnica dei multistrato) a risolvere i problemi. Al momento ciò resta valido anche per i biopolimeri, i quali sono inoltre il frutto di una chimica ancora piuttosto giovane e di cui molto spesso, per il momento, non si conoscono completamente tutte le interazioni e le sinergie a livello macromolecolare.

Le caratteristiche richieste

Ad ogni modo, il settore dell’imballaggio richiede prestazioni precise e sicure.
È il motivo per cui il segmento delle bevande e dei liquidi, è al momento orientato verso materiali biobased ibridi non degradabili (es. bioPE e bioPET e a breve bio-PP)¹.

Questi nuovi prodotti hanno il pregio di ridurre in maniera significativa il contenuto di CO₂e per tonnellata di materia prima, passando addirittura da un debito ad un forte credito di CO₂ (es. bioPE  -3ton x 1ton) fornendo tuttavia le stesse garanzie dei loro fratelli fossili più impegnativi sul fronte ambientale.

Nel settore  degli imballi flessibili, del quale fanno parte ad esempio gli “shoppers” realizzati con film a spessori sottili (35-45 µm), e dove più in generale il tempo di vita e tendenzialmente breve, troviamo al primo posto invece i materiali compoundati a base di prodotti amidacei o da fermentazione (come l’acido polilattico PLA), miscelati con materiali compostabili di origine prevalentemente fossile (es. PBAT, PBS, PCL) i quali suppliscono alla carenza di elasticità e tenacità dei materiali Bio a spessori sottili.

Il segmento degli imballaggi, oltre a muovere grandi volumi di materia prima ha un’altra peculiarità che favorisce l’impiego dei materiali biobased degradabili: il ciclo di vita breve dei prodotti.
Questa caratteristica porterà molto presto anche le bioplastiche a confrontarsi col il tema dell’economia circolare e del recupero/riciclo virtuoso, temi ancora tutti da immaginare²⁾.

Biobased o biodegradabili?

Le scelte di utilizzare dei polimeri biobased non degradabili (da fonti rinnovabili), anziché materiali biodegradabili e compostabili, sono in realtà due facce della stessa medaglia.

Due modi diversi di soddisfare la transizione richiesta dalla CE verso un sistema a più basso impatto ambientale in relazione alle emissioni di gas serra.
Rappresentano due diversi percorsi di fine vita dei manufatti (riciclo verso compostabilità), ma raggiungono entrambi il comune obiettivo di ridurre il contenuto di CO₂e (Carbon Footprint) per tonnellata prodotta.
Senza dimenticare quello non meno importante che riguarda la riduzione dei consumi complessivi di materiali fossili tradizionali.
Siamo ancora all’inizio del viaggio, lo si  intuisce dal fatto che, per ora, tutte queste soluzioni biobased valgono poco più del 1% di tutte le plastiche fossili prodotte e consumate ogni anno nel mondo.
Ma, ricordiamolo, il trend verso il bio è inarrestabile!

OK, serve mettersi in gioco, ma come?

Di fronte alla crescente percezione di dover partecipare all’evoluzione/transizione del proprio sistema produttivo, in sintonia con gli obiettivi CE, la domanda che sempre più spesso si fanno i trasformatori e gli utilizzatori finali di materie plastiche è: qual’è la soluzione più logica per me e per la mia produzione?

Nel recente passato abbiamo visto come molti imprenditori si siano trovati impreparati di fronte a questo nuovo paradigma.
Ma è ormai chiaro a tutti loro che questa nuova situazione continuerà a richiedere la massima attenzione per i prossimi vent’anni.
È anche chiaro ai più che le soluzioni tecniche necessarie – i materiali – non sono già tutte pronte “a scaffale”, anche se in rapida evoluzione.
Per questo motivo i nuovi passi che andranno fatti dovranno essere ponderati con cura e le potenziali soluzioni ideate implementate per gradi, evitando inutili salti nel buio dannosi per l’azienda.

L’economia circolare dei polimeri fossili e dei biopolimeri è un realtà abbastanza recente, al momento non facile da interpretare.
Per questo a livello globale si stanno studiando modelli matematici e statistici di vario tipo, che permetteranno in futuro di indirizzare meglio i sistemi produttivi verso le migliori soluzioni, per tipologia di prodotto e settore applicativo.
Nel frattempo, al netto dalle forzature normative che possono talvolta entrare a gamba tesa nel gioco delle parti (vedi legge sui prodotti monouso), crediamo sia il caso per l’industria di iniziare a valutare proattivamente lo scenario più probabile per le proprie produzioni.

Come?

Ad esempio ponendosi una prima semplice domanda: il mio prodotto, a quale categoria appartiene?

Classificare i prodotti

Senza volere entrare ora nel dettaglio di ogni applicazione, ma volendo stimolare l’avvio di un percorso di riflessione, quello che proponiamo qui di seguito è una analisi di massima sulla tipologia del bene prodotto dall’azienda in relazione al suo mercato di sbocco.

Pensiamo possa essere un utile esercizio riuscire a collocare inizialmente i propri prodotti all’interno di una griglia di appartenenza che, seppur ancora a “maglie larghe”, potrebbe rappresentare una prima razionalizzazione del problema.

La griglia da noi ipotizzata suddivide i beni in tre macro categorie: non durevoli, semi durevoli e durevoli.

Una volta create queste prime macro categorie, sapendo che non è sempre tutto bianco o tutto nero, sarà possibile introdurre altre variabili non meno importanti.
Ad esempio, i beni prodotti potrebbero appartenere alla categoria del largo consumo (es. cibi, indumenti, elettronica di consumo), oppure a quella dei beni voluttuari (cosmetica, bellezza, sigarette, accessori di abbigliamento).
O, invece, appartenere ad una non ancora definita categoria che al momento definiremo come: Altro.
In quest’ultima inseriremo ciò che non è facilmente, immediatamente, categorizzabile.

Applicazioni e durata

Pensiamo che i prodotti collocati in questa casella richiederanno una analisi aziendale più approfondita, magari l’ideazione di un progetto ad hoc che consenta di farli rientrare nella migliore economia circolare, in funzione dei materiali scelti/utilizzati e della complessità progettuale.
Qui di seguito presentiamo la griglia da noi immaginata nella quale abbiamo inserito, a titolo di esempio per stimolare la riflessione, alcuni prodotti o categorie di prodotto. I tempi di impiego da noi assegnati ad ogni categoria della griglia andranno adattati, affinati, secondo il proprio settore di appartenenza, il proprio prodotto o il proprio mercato di sbocco.

La tabella è stata concepita partendo dalla presunta fine del prodotto. Ovvero stimando un tempo di vita del bene, dal momento in cui viene acquistato, al momento in cui avrà terminato il suo scopo e dovrà essere smaltito.
Avendo presente l’obiettivo finale, ovvero la riduzione dell’impatto ambientale secondo le linee guida tracciate dalla CE, la nostra attenzione dovrà inevitabilmente focalizzarsi su ciò che il cliente finale dovrà fare alla fine di quel prodotto residuale. Dove lo smaltirà? In che modo potrà rientrare nel circuito produttivo?

Noi immaginiamo che per arrivare ad una soluzione completa si dovrà attuare una sorta di “ingegneria inversa”, un processo di analisi durante il quale le prime domande da porsi dovranno essere proprio queste.
Tutto ciò influenzerà sicuramente le strategie di design del prodotto, quelle distributive post vendita e anche la comunicazione commerciale aziendale. Riteniamo che possa essere un utile esercizio per muovere i primi passi verso la ricerca delle risposte alle nostre legittime domande: cosa fare, come fare, quando fare, per essere in sintonia con il nuovo paradigma CE?

Una bella opportunità per raccogliere attorno ad un tavolo di progetto tutte le funzioni apicali delle attività aziendali, per mettere a fuoco serenamente ciò che si vuole fare e ciò che si può fare, considerando i relativi costi di implementazione in funzione dei risultati attesi.Non dimenticando la variante temporale: subito, nel breve periodo, nel medio-lungo periodo.

Prima accetteremo il fatto che la circolarità sarà da ora in poi sempre sullo sfondo di ogni fase decisionale aziendale, prima vedremo nascere dal basso soluzioni pratiche e intelligenti, non dettate da pressioni esterne.

Più il prodotto avrà un ciclo di vita rapido, non durevole, maggiore sarà l’esigenza di trovare una soluzione eco-sostenibile, sia dal punto di vista produttivo (emissioni in fase di processo) che da quello del suo smaltimento dopo l’uso, incluse le parti minori o residuali. In particolare, per i prodotti non durevoli e di largo consumo (es. i cibi), i nuovi materiali Bio-compostabili offrono un’ottima soluzione aggiuntiva per il loro smaltimento virtuoso: il compostaggio. Un’opzione che risolve l’annoso problema della contaminazione da residui di cibo che ha sempre reso complesso il riciclo dei materiali fossili. Inoltre, le proprietà chimico fisiche dei biopolimeri compostabili offrono sufficienti garanzie nel breve periodo di lavoro richiesto. La compostabilità dei biopolimeri può essere una soluzione in più anche per le altre due categorie della prima colonna della griglia (Voluttuari e Varie). Tuttavia la complessità degli elementi esterni (es. composti chimici a contatto coi polimeri) possono rappresentare un ostacolo alla corretta compostabilità secondo la norma EN13432.

La seconda e terza colonna della tabella racchiudono prodotti definiti Semi–Durevoli e Durevoli, per i quali le soluzioni totalmente Bio non sono sempre immediatamente percorribili.
I prodotti che ricadono in queste categorie, avendo una attesa di vita maggiore, dovranno poter garantire prestazioni adeguate nel tempo e, allo stato attuale dell’offerta dei biopolimeri, solo in pochi casi potranno appoggiarsi serenamente a materiali totalmente biodegradabili e compostabili.
La ricerca e sviluppo dell’azienda dovrà fare uno sforzo in più per abbracciare le soluzioni completamente bio.
Ma, come abbiamo detto all’inizio, sarà comunque solo una questione di tempo.
L’evoluzione vista in alcuni compound e in alcuni nuovi polimeri, già oggi permette di operare scelte ambiziose anche nei beni Semi-Durevoli e, successivamente, in quelli Durevoli.

Riteniamo però che anche le normative dei settori coinvolti debbano adeguarsi per sostenere e aiutare gli sforzi delle imprese verso la transizione verde; fermo restando i vincoli necessari per la sicurezza degli utenti.

Infatti non possiamo dimenticare che questi beni Durevoli devono garantire standard di sicurezza precisi, secondo norme precise, per tutto il tempo del loro servizio e anche oltre il periodo di garanzia del fornitore.
Tuttavia è fondamentale anche per questi prodotti trovare soluzioni in grado di ridurre la quantità di CO₂ a loro carico, sia nella fase di produzione che durante il percorso di smaltimento a fine vita.
Per le emissioni in fase di produzione l’analisi LCA dei processi di lavorazione potrà certamente guidare le scelte aziendali per trovare la sintonia con la indicazioni UE.
Per le materie prime impiegate invece, sarà logico rivolgere l’attenzione verso quei materiali che a parità di prestazioni chimiche, fisiche, termiche e meccaniche, abbiano un minore contenuto di CO_2,.
Anche la soluzione di smaltimento più consona andrà identificata e indicata al consumatore nella scheda prodotto, o direttamente nell’etichetta.

Per i prodotti Durevoli al momento la soluzione risiede in tre tipologie di materie prime: i biobased non degradabili (es. bioPE), i biobased-ibridi (es. bioPET) oppure i prodotti fossili con elevato contenuto di materiale riciclato industriale (es. IQ) o da post consumo.
Tutti questi materiali partecipano da protagonisti alla causa della riduzione delle emissioni di gas serra e permettono alle aziende di avviare la transizione, senza costringere ingegneri e designer a rinunciare alle prestazioni tecniche note, necessarie per continuare a soddisfare le normative di settore (es. CEI-IEC per il settore elettrico).

Al momento per i beni Durevoli il capitolo “smaltimento del prodotto” è in gran parte ancora tutto da scrivere.
Ma sta diventando sempre più chiaro a tutti che questo capitolo non potrà più essere lasciato nelle mani dell’utente finale. Non a fronte di un obiettivo ambizioso come quello europeo del 2050, dove la discarica non sarà più una opzione percorribile.
Il famoso motto “prevenire è meglio che curare” dovrà essere applicato alla lettera e ciò porterà una ventata di nuove soluzioni tecniche, commerciali e comunicative, mai viste sino ad oggi.
Nuova progettualità e nuovi stili di vita più rispettosi del pianeta che ci ospita.

L’ingresso delle bioplastiche nel mondo produttivo ha aperto una nuova fase e anche se al momento appaiano ancora in via di sviluppo, non vanno sottovalutate!
Il trend  verso il bio, lo abbiamo scritto tempo fa, è e sarà inarrestabile! Per affrontare il tema delle bioplastiche, del loro ciclo di vita e della gestione della comunicazione aziendale sul tema, segnaliamo una bellissima guida della European Bioplastic Association, pubblicata nel 2017³⁾.
Riteniamo questo documento molto utile e un ottimo punto di partenza per chi vuole affrontare la transizione verso il bio con determinazione e consapevolezza.   

L’importanza della flessibilità

Quindi, per concludere, anche se la soluzione iniziale potrebbe non risultare immediatamente la più elegante (es. completamente bio riciclabile e compostabile) o la più economica; questo non deve rallentare la ricerca del posizionamento aziendale nel nuovo territorio disegnato dalla Comunità Europea.
Per fare questo è richiesta flessibilità, proattività e il coinvolgimento di tutta la catena del valore del segmento di appartenenza.
Questa auspicabile partecipazione permetterà di sviluppare soluzioni che si potranno tradurre in proposte in grado di ispirare/influenzare i legislatori, evitando così che essi agiscano, reagiscano, sulla scia di una spinta emotiva come è accaduto in tempi recenti.

Prendendo a prestito una metafora cara al defunto Jack Welch (GE), il cambiamento è come un autobus che non si può perdere e sul quale ci si può salire da passeggero o da autista.
A nostro parere su questo specifico autobus ci si dovrà salire rapidamente e possibilmente al posto del conducente o nelle immediate vicinanze, ma non certo come passeggero.

1. Nel grafico “Global Production Capacity of Bioplastics 2019” tra i materiali “altri” (others) nella colonna biobased viene indicato un nuovo polimero: il PEF (Polietilene Furanoato). Non è compostabili secondo la norma EN13432, ma è degradabile e riciclabile.
   Si tratta di un poliestere ottenuto da risorse vegetali,  prodotto della società Avantium (www.avantium.com) e alternativo al PET fossile e al bio-PET. L’azienda indica che la produzione partirà entro il 2024 (10.000 tonnellate anno). Il materiale dovrebbe entrare nel circuito delle bottiglie per l’acqua minerale e delle bibite gassate. Questo materiale sembra avere prestazioni superiori al PET in termini di barriera all’O2 e alla CO₂ .
2. Purtroppo sappiamo che solo alcune filiere di Re-cupero, Ri-ciclo, sono ormai bene organizzate (es. vetro, metallo, carta e  cartone, PET) e consentono un reinserimento dei prodotti da post consumo nelle filiera produttiva originale. Mentre per molti altri materiali plastici ci sono ancora parecchie variabili aperte che ne limitano il reimpiego nel ciclo produttivo originale. Dalle statistiche europee sappiamo solo c.ca il 33% di esse vengono riciclate. Il 42% finisce alla termo-valorizzatore e il 25% in discarica. Un modello insostenibile in prospettiva, che impone una riflessione da parte di tutti gli attori del mercato, clienti finali inclusi.
3. https://docs.european-bioplastics.org/2016/publications/EUBP_environmental_communications_guide.pdf è il sito dal quale è possibile scaricare la guida dell’associazione European Bioplastics.

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