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Il progetto DAFIA ha concentrato l’attenzione su due importanti flussi di rifiuti con elevato impatto ambientale. Il primo flusso, quello dei rifiuti solidi urbani (RSU), consiste di solito in scarti biodegradabili di giardini e parchi, oltre che in scarti alimentari e di cucina prodotti in abitazioni, ristoranti e locali commerciali. Attualmente, il 50 % di questi rifiuti è conferito in discarica, mentre solo il 30 % viene riciclato e il restante 20 % finisce negli inceneritori.
«Nonostante la svolta radicale della società dallo smaltimento in discarica al riciclaggio, la trasformazione di RSU in prodotti di valore più elevato di quello della bioenergia rappresenta ancora una sfida», spiega Laura Martí, coordinatrice del progetto DAFIA e ricercatrice presso AIMPLAS, in Spagna.
Un altro flusso di rifiuti viene generato dalla pesca ed è quello della materia prima che deriva dai rifiuti marini (MRRM, Marine Rest Raw Material): ogni anno la sua produzione ammonta a 2 milioni di tonnellate nella sola UE. Una parte di questi rifiuti viene trasformata in insilato o in mangime per animali e pesci, oppure in materia prima per i biocarburanti. Solo una piccola parte della MRRM viene utilizzata per il consumo umano o per altre applicazioni a valore aggiunto.
«A causa della mancanza di infrastrutture specializzate, la MRRM viene spesso sprecata o destinata direttamente alla produzione di mangimi, senza alcun tentativo di estrarre componenti preziosi», osserva Martí. «Inoltre, migliaia di tonnellate di pesce vengono semplicemente scartate a causa del loro scarso valore commerciale.»
Valore nei rifiuti
Inizialmente, il progetto DAFIA ha esaminato i modi per convertire i materiali di RSU in elementi costitutivi chimici di valore per produrre poliammidi. Questi materiali presentano una vasta gamma di applicazioni industriali anche nel settore automobilistico. «Produrre poliammidi con i rifiuti è un’alternativa più sostenibile ai composti di origine fossile», afferma Martí. Estrarre e processare composti ricavati dal flusso di rifiuti della MRRM, utilizzabili in fiamme ritardanti e rivestimenti commestibili, potrebbe andare a beneficio, rispettivamente, dell’edilizia e dell’industria di imballaggio.
Il pretrattamento dei flussi di rifiuti, nonché i processi di fermentazione e purificazione, sono stati tutti oggetto di valutazione. Sono state sviluppate nuove soluzioni ingegneristiche dei ceppi microbici e modi efficienti in termini di costi per la conversione di parti di materie prime in composti utili. Uno degli obiettivi principali è stato quello di raggiungere i massimi rendimenti di specifici composti, oltre alla fattibilità economica.
Dopo quattro anni di lavoro in collaborazione il gruppo del progetto è riuscito a compiere vari progressi fondamentali, fra cui le tecniche di estrazione ottimizzate per ottenere la massima purezza della gelatina e la capacità di aumentare la produzione per realizzare confezionamenti commestibili. È inoltre riuscito a sviluppare ritardanti di fiamma a base di scarti di pesce.
«La formulazione di questi ritardanti di fiamma biocompatibili ha portato a due brevetti, oltre che a ulteriori studi per commercializzare questi prodotti», aggiunge Martí. Inoltre, dalla MRRM sono state estratte con successo le proteine insapori, che potrebbero avere un potenziale di mercato come alternativa alle proteine del siero di latte.
Processi di riciclaggio competitivi
Complessivamente, DAFIA ha dimostrato la fattibilità tecnica del riciclaggio di rifiuti per realizzare prodotti di alto valore. Sebbene la maggior parte dei prodotti introdotti in questo progetto, fatta eccezione per i ritardanti di fiamma biocompatibili, richiedano ulteriori sviluppi prima della commercializzazione, il successo principale del progetto è stato quello di sottolineare quanto sia determinante l’estrazione di rifiuti per contribuire al raggiungimento dell’obiettivo europeo di economia circolare.
«Bisogna capire che si tratta di una strategia di lungo periodo», afferma Martí. «Molte lacune tecniche devono essere colmate lungo il percorso se intendiamo giungere a un’applicazione pratica. A questo proposito, gli studi di impatto ambientale che abbiamo condotto saranno importanti per contribuire al progresso dell’economia circolare».
Ad esempio, sono stati esaminati aspetti quali quello dell’impronta di carbonio dei processi di riciclaggio. Si è constatato che, in generale, l’approvvigionamento energetico rappresenta il contributo principale alle emissioni di CO2. «Ciò significa che il ricorso alle fonti rinnovabili di energia può ridurre drasticamente l’impatto ambientale», spiega Martí.
Inoltre, sono state condotte analisi economiche, concentrandosi sui costi delle materie prime. Alcuni processi, quali la sintesi dei ritardanti di fiamma biocompatibili, risultano competitivi sotto il profilo economico, mentre altri sono in una fase molto precoce e al momento non possono essere prodotti a prezzi di mercato competitivi. Saranno necessari finanziamenti pubblici e privati per proseguire in questa ricerca.
«Questi calcoli ci aiuteranno a individuare i prossimi passi da compiere per giungere all’ottimizzazione», osserva Martí. In effetti, i dati dell’analisi economica provenienti dal completamento del progetto continuano ad arrivare e continueranno ad essere raccolti, così da permettere ai partecipanti al progetto di selezionare i processi di riciclaggio più promettenti da portare avanti.