Una delle parti cruciali di LIFE RESTART è l’avanzamento della ricerca, già parzialmente avviata prima del progetto, messa in campo in particolare da UNIME e da Crossing.

La primissima fase dell’attività progettuale ha visto l’ideazione e la progettazione, da parte di UNIME, di un impianto prototipale per la lavorazione dei rifiuti agroalimentari in grado di processare le trebbie di birra, trasformandole in uno dei componenti delle bioplastiche LIFE RESTART.

«Si tratta di un macchinario che non esiste in commercio, pensato per il progetto LIFE RESTART ma che, in futuro, potrà essere utilizzato per il trattamento di ulteriori rifiuti agroalimentari. Più nello specifico, il prototipo si compone di due sezioni: la prima destinata al trattamento degli scarti, la seconda al controllo qualità. Le trebbie così come ci vengono fornite dal Birrificio Messina devono essere trattate ad hoc e modificate” – spiega Annamaria Visco, professore associato del Dipartimento di Ingegneria UNIME – e, man mano che ciò si verifica, procede in parallelo il controllo qualità, cioè la verifica che lo scarto risultante dalla lavorazione abbia tutte le caratteristiche che noi ricerchiamo».

«Siamo partiti dall’analisi benchmark – continua Visco – testando le bioplastiche attualmente presenti in commercio in modo da avere dei parametri di riferimento. Bibetech ci ha fornito i materiali per l’analisi nonché alcuni dei loro prodotti. Inoltre, insieme al professore Francesco Oliveri dell’Università degli Studi di Messina, stiamo portando avanti uno studio modellistico. Si tratta di costruire un modello matematico in grado di mettere in relazione il comportamento meccanico dei materiali con la loro composizione. Ciò permetterà di produrre materiali custom-made: in base al tipo di applicazione e alle proprietà fisiche e meccaniche che la bioplastica deve avere, sarà possibile caratterizzare la composizione e il procedimento industriale  più adatti».

Attualmente la sperimentazione della produzione dei nuovi biopolimeri (le nuove bioplastiche) viene già effettuata su scala di laboratorio e procede unitamente allo studio degli additivi in grado di migliorare le performance dei materiali, sia da un punto di vista di stabilità termica che di performance meccanica. Una volta ultimato l’assemblamento dei componenti del prototipo, la produzione passerà su scala del kg/batch.

Lo studio di biodegradazione nel terreno

Crossing srl, grazie al know how maturato negli anni nel campo della sostenibilità e dell’economia circolare, contribuisce all’avanzamento del progetto LIFE RESTART partecipando alla selezione dei migliori biopolimeri e conducendo test di resistenza del materiale. Nello specifico, nelle prime fasi di progetto, ha condotto studi di biodegradabilità su campioni di biopolimeri.

I biopolimeri formulati e realizzati da UNIME sono stati interrati ed estratti, per il monitoraggio delle proprietà chimico-fisiche, una volta al mese. Per valutare lo stato di degradazione del materiale ad opera dei microorganismi del terreno, si esaminano vari parametri.

L’aspetto dei campioni, pre e post interramento, indica il modo in cui batteri o muffe attaccano il biopolimero per alimentarsi, convertendo le fibre in anidride carbonica, acqua o metano. Questa conversione causa una diminuzione del peso dei campioni per cui un altro importante parametro da considerare per la valutazione dello stato di degradazione del materiale è la perdita percentuale in peso.

Grazie alle analisi effettuate mediante Calorimetria a Scansione Differenziale (DSC), è possibile valutare anche le temperature di fusione, di cristallizzazione e, di conseguenza, il grado di cristallizzazione durante i sei mesi di monitoraggio. L’aumento del valore di questi tre parametri indica che il processo di erosione da parte dei microorganismi è in atto. La degradazione è conclusa quando si osserva un drastico calo del grado di cristallizzazione.

I biopolimeri fino ad oggi testati degradano del tutto dopo tre mesi di interramento. Non si esclude che lo stato di degradazione vari in base alla tipologia di studio di degradazione che si effettua. Crossing procederà a breve allo studio accurato del biopolimero per una completa caratterizzazione chimico-fisica.