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Ogni anno nell’UE vengono prodotte centinaia di milioni di tonnellate di rifiuti urbani. Secondo l’Agenzia europea dell’ambiente, circa il 34 % della quantità totale è costituita da rifiuti organici, che vengono raccolti separatamente o insieme ai rifiuti misti residui.
«Se smaltiti in discarica, tali rifiuti organici rappresentano un enorme aggravio per l’ambiente», spiega Thomas Dietrich, responsabile di progetto presso la divisione alimentazione e salute di TECNALIA, in Spagna, e coordinatore del progetto VOLATILE, finanziato dall’UE. «Essi producono infatti metano, un gas a effetto serra molto potente».
Per ovviare a ciò, gli Stati membri dell’UE sono tenuti a implementare strategie nazionali per ridurre i rifiuti biodegradabili destinati alle discariche. L’UE si è anche prefissata l’ambizioso obiettivo di riciclare il 65 % dei propri rifiuti urbani entro il 2035.
Le buone intenzioni però non bastano. Occorrono processi nuovi e innovativi per soddisfare tali obiettivi e per far sì che i rifiuti organici vengano trasformati in prodotti sostenibili e riutilizzabili.
Bioeconomia circolare
Sviluppare nuovi processi per ottenere più valore dai rifiuti organici è esattamente l’obiettivo che si era posto il progetto VOLATILE. «La domanda a cui abbiamo cercato di rispondere è: cosa possiamo fare con tutti questi rifiuti per proteggere il nostro ambiente?», aggiunge Dietrich. «Come possiamo reintrodurre i rifiuti organici nella nostra economia e ridurre l’utilizzo di materie prime non rinnovabili?»
La soluzione sviluppata dal team del progetto VOLATILE consiste nell’ottimizzare la produzione di acidi grassi volatili (AGV) in condizioni anaerobiche.
Durante la digestione anaerobica, un insieme di diversi batteri e microrganismi utilizzano i rifiuti organici come cibo, convertendoli nei cosiddetti AGV. Il gruppo di ricerca di VOLATILE ha trovato un modo per separare gli AGV e i microrganismi mediante l’utilizzo di una membrana con minuscole aperture, che consentono il passaggio solo degli AGV.
Gli AGV così separati possono essere utilizzati come piattaforma per l’industria chimica, o come materie prime in altri processi biotecnologici. Il processo a valle è stato sviluppato tenendo a mente la fattibilità economica e la sostenibilità ambientale.
«Crediamo che questa piattaforma AGV abbia il potenziale per aiutare gli impianti di biogas ad aumentare considerevolmente le proprie entrate», afferma Dietrich. «Inoltre, essa trasformerà gli impianti di trattamento dei rifiuti organici in fornitori di materie prime per altri settori, promuovendo così un’economia circolare».
Potenziali applicazioni di consumo
In un’ottica ad ampio raggio, il progetto VOLATILE fornirà un contributo prezioso alla creazione di una bioeconomia circolare, dove i rifiuti e i residui vengono rivalorizzati e reintrodotti nell’economia. In questo modo si contribuirà a separare la crescita dal consumo di risorse esauribili.
Inoltre, le potenziali applicazioni di consumo di tale processo sono notevoli. Batteri specializzati possono essere utilizzati per trasformare gli AGV in poliidrossialcanoati (PHA), polimeri biodegradabili usati come alternativa alle materie plastiche di origine fossile nelle bioplastiche e nei materiali da imballaggio.
«Alcuni lieviti sono in grado di convertire gli acidi grassi volatili in oli a singola cellula, che possono essere utilizzati in prodotti oleochimici quali i saponi», osserva Dietrich. «Gli AGV possono essere trasformati anche in oli ricchi di omega-3, destinati all’industria alimentare o dei mangimi. Gli acidi grassi ricchi di omega-3 sono ben noti per i loro effetti benefici sulla salute».
Inoltre, il team del progetto ha sviluppato uno strumento d’ausilio alle decisioni basato sul web, che aiuta ad analizzare il potenziale dell’implementazione di piattaforme AGV allo scopo di riciclare in maniera creativa i rifiuti urbani. Il Comitato europeo di normalizzazione (CEN) ha inoltre tenuto un workshop sull’uso sostenibile dei rifiuti organici urbani, per contribuire a promuovere la normalizzazione nel settore.
«Sono in corso discussioni su come portare la tecnologia a un livello di maturità tecnologica superiore», spiega Dietrich. «Gli approcci di fermentazione di cui siamo stati pionieri verranno ulteriormente sviluppati, pronti per essere introdotti sul mercato. Noi siamo convinti del loro enorme potenziale».