Troppo esotico. Troppo costoso. Dati troppo scarsi. Queste sono le resistenze che percepisce chi promuove l’utilizzo delle bioplastiche. Tuttavia a livello industriale qualcosa sta succedendo e chi saprà apprezzare le potenzialità di questi nuovi materiali, a lungo termine potrà godere di vantaggi competitivi.
Bioplastiche?! Perché un ingegnere dovrebbe occuparsene quando nell’industria della plastica trova processi ben collaudati, materiali ottimizzati a base di petrolio, ogni genere di additivi dai cataloghi e può pertanto gestire bene i più interessanti mercati di sbocco con i materiali disponibili?
Tuttavia vi sono fabbricanti di prodotti medicali, come B.Braun Melsungen AG, che si occupano di possibilità completamente diverse e partecipano a un progetto di ricerca tedesco di dimensioni importanti sui biopolimeri. „Per noi è una questione strategica: vogliamo sapere se esistono alternative per la produzione di prodotti medicali“, afferma il dott. Stefan Roth, che dirige il gruppo di lavoro sulle scienze dei materiali presso B.Braun in ambito Hospital Care. I ricercatori tedeschi non hanno ancora in progetto un prodotto concreto. „Anche se si tratta ancora di un mercato di nicchia e un inizio della produzione non sarebbe ancora possibile con la quantità fino a oggi limitata di materie prime disponibili, vogliamo avere il polso della ricerca, perché si tratta di un mercato interessante che si sta già sviluppando“.
Il concetto di „bio“ è molto variegato, pertanto in questa fase non si può definire con precisione di cosa si tratti. Nell’ambito della plastica, oggi si definiscono „biologiche“ le plastiche non prodotte dal petrolio e che dall’inizio della produzione contengono materie prime rinnovabili, di qualsiasi genere. Dalla canna da zucchero, passando per la paglia di cereali o dagli oli vegetali, fino ai rifiuti agricoli: tutto può essere materia prima. Il materiale che si ottiene alla fine dipende dal processo e dall’obiettivo del fabbricante. In questo modo si fabbricano già polietilene, poliammide e poliuretano, e addirittura il PVC.
Le proprietà dei materiali con componenti biologici non sono diverse da quelle dei materiali classici. „In definitiva, dal punto di vista chimico, le bioplastiche non sono che plastiche come quelle che conosciamo“, afferma il prof. Hans-Josef Endres di IfBB – Istituto per le bioplastiche e i materiali biocompositi della Hochschule Hannover.
Ciò comporta il vantaggio di poter mettere in pratica molto di quello che l’industria ha appreso sulla lavorazione di questi materiali negli ultimi decenni. L’inconveniente tuttavia è che le bioplastiche sono attualmente ancora più costose dei materiali a base di petrolio. Per le PET, Endres indica un costo superiore del 20 – 30 % per le materie prime. In questa situazione un ingegnere che propone un cambio deve rapidamente giustificare la sua proposta.
„Ma a lungo termine non potremo evitare questa fase“, afferma Endres. In futuro non potremo più disporre del petrolio nelle quantità attuali e, dato che una vita senza la plastica „non è più concepibile per l’umanità“, è necessario occuparsi per tempo di trovare altre soluzioni. „In Asia e Sudamerica si sono già verificati numerosi sviluppi, il know-how e la produzione di materie prime nonché in particolare la crescita nel mercato nei prossimi anni sono notevolmente più avanti rispetto all’Europa“. La preoccupazione di Endres è questa: l’Europa potrebbe facilmente perdere il treno se un numero troppo scarso di aziende si occuperà dell’argomento. „Naturalmente si può decidere di aspettare ancora cinque o dieci anni senza fare niente, ma allora, ne sono convinto, il treno sarà passato“.
Anche Roth von B. Braun, ricercatore nell’ambito della scienza dei materiali, ritiene che sa necessario dedicarsi a questa nuova via in tempi rapidi. „Il dinamismo del mercato della bioplastica dipende dal prezzo del petrolio e non è possibile prevedere con esattezza quale sarà il suo andamento nei prossimi anni.“ Forse in soli dieci anni sarà possibile portare sul mercato prodotti medicali in bioplastica. „Per evitare di farmi superare dal mercato, preferisco raccogliere oggi le mie esperienze“.
Dal punto di vista tecnico, secondo Endres molte delle plastiche generate con base biologica non hanno niente da invidiare a quelle comuni. Alcune plastiche convenzionali possono essere sostituite da bioplastiche, in particolare se esse assomigliano nella struttura chimica e nelle loro proprietà al loro equivalente petrolchimico. La sostituzione con i cosiddetti „sostituti diretti“ di regola non comporta problemi.
Lo stesso è stato osservato da B. Braun nell’ambito del progetto sui biopolimeri. I pezzi in bioplastica sono sterilizzabili e resistono al contatto con i disinfettanti. I morsetti a rulli, fino a oggi prodotti in polistirolo, potevano essere prodotti anche con PLA modificate a base bio, a fini dimostrativi, e attualmente sono in corso esperimenti su parti di involucro per una pompa. „Dovremo senz’altro studiare ancora un po‘ la capacità di processo“, afferma Roth. Ma non sembra che si prevedano difficoltà importanti.
Non è possibile calcolare complessivamente quanto tempo sarà necessario per poter adattare i processi. „Tuttavia in numerosi progetti abbiamo rilevato“, riferisce Endres, „che il fabbricante, dopo due o tre settimane di esperimenti, era in grado di fornire il prodotto“. Le macchine sono rimaste le stesse, sono stati necessari talvolta adattamenti dell’utensile o modifiche alla geometria di alimentazione. Oppure è stato necessario equilibrare le caratteristiche di flusso leggermente diverse, per ottenere i comuni tempi di ciclo.
„Tutto questo non è una stregoneria e in fin dei conti è confrontabile con il cambio da un materiale a base di petrolio a un altro“, afferma Endres. Naturalmente non tutto è ancora ottimizzato come ci si aspetterebbe nell’industria. „Ci avvantaggiamo tuttavia dell’esperienza degli ultimi 50 anni almeno, sappiamo a quali domande è necessario rispondere per la produzione su larga scala e la quantità di dati disponibili cresce rapidamente.“ Colorazione, reticolazione per irradiazione, lavabilità in autoclave, sformatura e utilizzo di additivi, tutto ciò sarà fattibile e presto verrà studiato e descritto.
Ma non si possono cullare illusioni per quanto riguarda le quantità di bioplastiche prodotte. Certamente 1,5 milioni di tonnellate di bioplastiche prodotte annualmente sono una quantità importante, ma rispetto al consumo complessivo a livello mondiale di 235 milioni di tonnellate di plastica, tale quantità rimane quasi minima e indica chiaramente che il loro utilizzo è ancora all’inizio. „Mentre a un basso livello abbiamo una crescita rapidissima“, commenta Endres.
E vi sono pionieri nel segmento industriale che presentano risultati pronti per la produzione in serie. „Coca Cola ha annunciato“, conclude Endres, „che entro il 2016 produrrà tutte le bottiglie PET in materiali PET a base di componenti biologici.“
Le bioplastiche potranno pertanto sostituire i materiali classici ed esistono numerose applicazioni che grazie alle bioplastiche potranno essere generalizzate. E più rapidamente aumenterà il prezzo del petrolio, più presto sarà richiesta una competenza in questo settore. „Per soluzioni specializzate, come set per infusione per l’oncoterapia o cateteri centrali venosi, la cosa più importante è soprattutto il know-how. Il prezzo del materiale diviene in questo caso secondario“, afferma l’esperto di materiali dott. Stefan Roth di B.Braun. Per gli articoli monouso, invece, il costo dei materiali ha un forte impatto sul prezzo finale e l’aumento dei prezzi del petrolio è evidente da anni. „Pertanto, quello che apprenderemo nel corso del progetto sui biopolimeri non rimarrà senz’altro nel fondo di un cassetto“.
Dott.ssa Birgit Oppermann birgit.oppermann@konradin.de
Ulteriori informazioni Sull’IfBB (Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe – Istituto per bioplastiche e materiali biocompositi): www.ifbb-hannover.de
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Bioplastiche alla Compamed
Per qualche motivo non avete mai avuto occasione di discutere con esperti delle vostre domande sull’interessante tema delle bioplastiche? Adesso è il momento: presso medizin&technik (padiglione 8a, stand J41) saranno ospiti i ricercatori dell’Istituto per bioplastiche e materiali biocompositi della Hochschule Hannover IfBB e porteranno il loro know-how nonché pezzi di bioplastiche da toccare con mano.
I ricercatori forniranno informazioni su quali bioplastiche vi siano attualmente sul mercato, quale sviluppo l’offerta potrà verosimilmente conoscere in futuro e quali possibilità vi sono oggi per l’utilizzo industriale. „Le bioplastiche riassorbibili sono una particolarità significativa per applicazioni speciali in ambito medico“, afferma la dott.ssa Andrea Siebert-Raths, che dirige un gruppo di giovani ricercatori presso IfBB. Di importanza almeno pari sarebbe però sondare le applicazioni industriali, fino a oggi coperte esclusivamente con materiali comuni. „Sono sicura che con le bioplastiche potremo offrire qualcosa di interessante anche per questo settore.“ Dopo tutto, le materie prime rinnovabili da cui si possono produrre i nuovi materiali sono varie.
Benvenuti nel mondo delle bioplastiche – benvenuti allo stand di padiglione 8a, stand J41
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