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Design di biomasse: come, perché, quando Lorenzo D’Avino L’età della pietra non finì per mancanza di pietre, così succederà per il petrolio. Questo concetto, espresso
quindici anni fa dallo sceicco Yamani, trova oggi nuovi significati. Conoscere e promuovere le tecnologie e i
materiali innovativi che utilizzano biomasse è far parte di questo cambiamento. Secondo alcune statistiche1
mancano oggi 13700 giorni (37 anni e mezzo) alla fine del petrolio, ma questo dato sicuramente cambierà
molto in relazione alla scelte che la comunità saprà attuare. E come sapremo governare questa transizione.
Riporterò le definizioni di biomassa, biobased, bioraffineria e sottoprodotto che a livello normativo sono
piuttosto complesse e farraginose, ma riescono ormai a specificare bene i campi d’applicazione.
L’ecodesign oggi non considera solo l’oggetto e la sua funzionalità, ma anche da dove deriva il materiale di
cui è composto, qual è il processo produttivo che lo ha generato e quale il suo destino ambientale dopo il
suo utilizzo, secondo i dettami dell’economia circolare (recentemente definita dall’UE2), che di fatto imita la
natura nel cercare di considerare i flussi in uscita da un qualsiasi ciclo, come una risorsa per altri organismi.
L’uomo è infatti l’unico animale che paga per smaltire i suoi rifiuti e questa anomalia è principalmente
dovuta all’utilizzo dei derivati del petrolio, che risultano inerti nell’ambiente per centinaia di anni.
Il petrolio ha sicuramente contribuito, dalla rivoluzione industriale ad oggi, a permetterci l’attuale
incredibile livello di sviluppo che abbiamo raggiunto. E tutt’ora ne è al centro (e lo sarà) se è vero, come è
vero, che tutti gli oggetti che ci circondano contengono derivati del petrolio, presente anche nella vernice di
un tavolo o nell’ olio necessario a ingrassare la pelle. E’ stato calcolato che la quantità di plastica prodotta
fino oggi è di circa sei miliardi di tonnellate, una quantità capace di avviluppare l’intero pianeta. Sono ormai
5 i grandi vortici di plastica rilevati negli oceani , 600 le specie che li ingeriscono per errore dopo che sono
stati disintegrati in microplastiche e trasferendoli praticamente intatti nella catena alimentare.3 Questa la
differenza fondamentale tra disintegrabilità e biodegradabilità che ha portato, qualche anno fa, a pensare
erroneamente che i sacchetti di polietilene additivati con uno speciale composto in grado di renderli
disintegrabili alla luce, poteva essere una risposta ambientale soddisfacente. La biodegradabilità deve
essere associata al tempo (un pannolino convenzionale è biodegradabile in 450 anni!) ed è più corretto
ragionare in termini di compostabilità, assicurando che dopo 90 giorni in impianto di compostaggio
quell’oggetto sarà trasformato in terriccio fertile4.
Chimica verde bionet è un’associazione senza fini di lucro che oggi festeggia i suoi 10 anni di attività ed è
stata fondata da un gruppo di ricercatori e Legambiente che credevano (e credono) nella possibilità e
nell’urgenza di promuovere i prodotti che dall’agricoltura possono essere realizzati in modo
ecocompatibile, per sostituire gradualmente i prodotti di origine petrolchimica. Secondo l’approccio della
rete di filiere, che è poi analogo a quello dell’economia circolare. Ha come soci molte delle principali
aziende che operano in questo settore, con particolare attenzione anche alle piccole realtà che altrimenti
difficilmente troverebbero voce. In questi anni ha realizzato convegni e seminari, redatto un manifesto e
diversi position paper5, contribuito a premiare gli impianti e i prodotti più virtuosi secondo questi dettami,
e le tesi magistrali e di dottorato più interessanti sulle tematiche delle bioenergie e della chimica verde.
1 Worldmeters.info 2 Il pacchetto sull’economia circolare è stato presentato dalla Commissione europea il 2 dicembre 2015 3 E. van den Berg, National Geographic, maggio 2016 4 Sulla base della Uni 13432:2002 per imballaggi 5 Tra cui uno del 2007 sui prodotti naturali per bioedilizia scaricabile da www.chimicaverde.it
L’intervento che terrò parte da questi scenari e dal mercato in essere e in crescita per discutere di come i
nuovi materiali derivati da biomasse debbano superare la dipendenza dai materiali di origine petrolchimica
anche a livello concettuale: smettere d’inseguirne le caratteristiche e trarre vantaggio dalle loro peculiarità,
come ad esempio la buona traspirabilità delle bioplastiche, fino ad arrivare, al limite, alla possibilità di
prevederne la trasformazione, così come avviene in natura. Rendendosi conto di come, in ottica di
sostenibilità, la vita eterna di un oggetto non può essere, in definitiva, un pregio. Ma che invece lo sono (i)
la rinnovabilità delle materie prime, (ii) il processo produttivo che lo genera (poco energivoro e
caratterizzato da bassa tossicità degli additivi), (iii) quanto questo sia integrato nel territorio e infine (iv) un
corretto destino ambientale al termine del suo uso. Sia che il suo uso duri 10 secondi come un guanto
sterile sia che duri più possibile come un pannello isolante per l’edilizia.6
Il paradigma della sostenibilità non può prevedere solo di evitare il peggioramento, ma deve realizzare un
miglioramento, avere il coraggio di costruire bellezza. Ad esempio se nella nostra penisola si
impermeabilizzano 10 mq al secondo7, occorre sicuramente cercare di ridurre questo consumo irreversibile
di suolo utile, occupandosi di rigenerazione urbana, ma occorre anche che il nuovo sia un vanto per le
generazioni future così come lo è stato per noi. La mia provocazione intellettuale è: possiamo riuscire a
creare delle pale eoliche belle nel paesaggio così come abbiamo costruito le Torri di San Gimignano?
Riusciremo a lasciare alle generazioni future qualcosa di cui essere fieri? A ottenere suoli più fertili e
produttivi usando una gestione agricola oculata e multifunzionale?
Analizzato il come e il perché di questo cambiamento tratterò il quando, discutendo degli obiettivi e dei
vincoli legislativi allo sviluppo di materiali bio‐based, e di quali potrebbero essere le proposte per
incentivare la produzione e l’uso di questi prodotti, che finora si sono sviluppati senza alcun tipo di fiscalità
assistita.
6 D’Avino L., Mannelli S., 2014. Criteri per certificare la sostenibilità dei bioprodotti. Supplemento all’informatore agrario 40 pp 21‐23 7 A. Rondinone (a cura di) Costruire il futuro: difendere l’agricoltura dalla cementificazione, Dossier Mipaaf
Design di biomassacome, perché, quando
Lorenzo D’Avino
AGRITETTURA ‐ NUTRIRE IL CANTIERE Chi ri‐cerca trova26 MAGGIO 2016 Palazzina Reale FIRENZE
indice
L. D’Avino. Design di biomassa: come, perché, quando ‐ Agritettura 26 maggio 2016, Firenze
• Design di biomasse: definizioni
• Come : filiere integrate nei territori, manifesto chimica verdecriteri di sostenibilità
• Perché: sostenibilità risorsa petrolio e suoloinquinamento plastiche
• Quando: mercato, obiettivi e proposte
La galassia della chimica verde
L. D’Avino. Design di biomassa: come, perché, quando ‐ Agritettura 26 maggio 2016, Firenze
I bioprodotti sono prodotti non alimentari totalmente o parzialmente derivati da biomasse (EN 16575)
Vanno dai prodotti per la chimica fine (prodotti farmaceutici, cosmetici, additivi alimentari ecc.)fino a materiali di elevati volumi quali biopolimeri o materie prime per la chimica.
La definizione esclude i prodotti tradizionali a base naturale quali carta e cellulosa, prodotti in legno e biomasse per fonti energetiche
Bio‐based product (bioprodotti)
[Lead market initiative 2007-2011 final report]
L. D’Avino. Design di biomassa: come, perché, quando ‐ Agritettura 26 maggio 2016, Firenze
Biomassa
materiale di origine biologico ad esclusione del materiale incorporato in formazioni geologichee/o fossilizzato. (EN 16751)
la frazione biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui di origine biologica provenienti dall’agricoltura (comprendente sostanze vegetali e animali), dalla silvicoltura e dalle industrie connesse, comprese la pesca e l’acquacoltura, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani (Dir. 28/2009/CE)
definizione biologica ≠ economica
L. D’Avino. Design di biomassa: come, perché, quando ‐ Agritettura 26 maggio 2016, Firenze
300.000 piante superiori
La biodiversità deve essere utilizzata!
10 x
7.000 storicamente coltivate a fini alimentari150 quelle effettivamente coltivate
30 specie soddisfano il 95 % del nostro fabbisogno
3 specie (riso, grano e mais) producono più della metà delle calorie necessarie all’umanità
La petrolchimica usa una sola materia prima
L. D’Avino. Design di biomassa: come, perché, quando ‐ Agritettura 26 maggio 2016, Firenze
• 1971 Nicholas Georgescu-Roegen
• La bioeconomia è una filosofia economica che fa riferimento all’utilizzo sostenibile delle risorse biologiche come piante, animali e microrganismi ma non solo.
• Include l’agroalimentare!
2015
L. D’Avino. Design di biomassa: come, perché, quando ‐ Agritettura 26 maggio 2016, Firenze
Bioeconomia
Bioraffinerie
bioraffinazione : attività che consiste nell'integrazione di processi di conversione della biomassa di natura chimica, fisica o microbiologica al fine di produrre biocarburanti, prodotti biochimici ad alto valore aggiunto e bioenergiaDM 9/10/2013
bioraffinerìa s. f. – Impianto in cui si compiono le operazioni sulle biomasse per ottenere energia, combustibili, prodotti chimici e materiali. (treccani.it lessico del XXI sec)
terra futura2006
L. D’Avino. Design di biomassa: come, perché, quando ‐ Agritettura 26 maggio 2016, Firenze
Non ricerca la commodity omogenea per la chimica verde Non ricerca la… Pianta europea per la chimica verde
La bioraffineria verde organizza un sistema colturaleteso a incrementare il C nei suoli e ridurre gli input
Bioraffineria integrata nel territorio
L. D’Avino. Design di biomassa: come, perché, quando ‐ Agritettura 26 maggio 2016, Firenze
Economia circolare (biomimicry)
Agricoltura
Post consumo
Utilizzo
Trasformazioni
L. D’Avino. Design di biomassa: come, perché, quando ‐ Agritettura 26 maggio 2016, Firenze
Sottoprodotto D. Lgs. 205/10, art. 12:
E’ un sottoprodotto e non un rifiuto qualsiasi sostanza od oggetto che soddisfa tutte le seguenti condizioni:1. la sostanza o l’oggetto è originato da un processo di
produzione, di cui costituisce parte integrante, e il cui scopo primario non è la produzione di tale sostanza od oggetto;
2. è certo che la sostanza o l’oggetto sarà utilizzato, nel corso dello stesso o di un successivo processo di produzione o di utilizzazione, da parte del produttore o di terzi;
3. la sostanza o l’oggetto può essere utilizzato direttamente senza alcun ulteriore trattamento diverso dalla normale pratica industriale;
4. l’ulteriore utilizzo è legale, ossia la sostanza o l’oggetto soddisfa, per l’utilizzo specifico, tutti i requisiti pertinenti riguardanti i prodotti e la protezione della salute e dell’ambiente e non porterà a impatti complessivi negativi sull’ambiente o la salute umana”.
L. D’Avino. Design di biomassa: come, perché, quando ‐ Agritettura 26 maggio 2016, Firenze
2014
L. D’Avino. Design di biomassa: come, perché, quando ‐ Agritettura 26 maggio 2016, Firenze
Consumo di suolo
Secondo l’ISTAT la SAU è passata in 40 annida 18 a 13 M ha
Secondo l’ISPRAvengono impermeabilizzati ogni giorno100 ettari (10 mq/sec)
A. Rondinone. Costruire il futuro: difendere l’agricoltura dalla cementificazione, Dossier Mipaaf
• Occorre tutelare la fertilità dei suoli • Aumentando la loro sostanza organica (CO2seq)• Penalizzare chi lascia il terreno nudo• Rivedere il concetto di compensazione
L. D’Avino. Design di biomassa: come, perché, quando ‐ Agritettura 26 maggio 2016, Firenze
Il paradigma della sostenibilità non può solo evitare il peggioramento,
deve realizzare un miglioramento: abbiate il coraggio di costruire bellezza!
à
L. D’Avino. Design di biomassa: come, perché, quando ‐ Agritettura 26 maggio 2016, Firenze
Design di bioprodotto
1. Rinnovabilità materie prime ASTM d6866‐2011,ma cfr. esempio nascita plastica
2. Energia e materiali nel processo produttivo LCA
3. Integrazione nel territorio processo partecipato
4. Destino ambientale es. EN 13432 e codici CER
Criteri per certificare la sostenibilità dei bioprodotti. Supplemento all’informatore agrario n. 40 2014 pp 21‐23
L. D’Avino. Design di biomassa: come, perché, quando ‐ Agritettura 26 maggio 2016, Firenze
Al ritmo attuale il petrolio si esaurirà tra 13705 giorni
Mezzi tecnici per l’agricoltura
L. D’Avino. Design di biomassa: come, perché, quando ‐ Agritettura 26 maggio 2016, Firenze
Rete di filiere (bionet)
Bioplastiche
Biocompositi
Biolubrificanti
Biocombustibili
Coloranti
Cosmetici
Detergenti
Fibre
269 000 tonnellate in marein più di 5000 miliardi di pezzi concentrati in 5 vortici negli oceani
[Eriksen et al. 2014 PLoS ONE doi:10.1371/journal.pone.0111913]
L. D’Avino. Design di biomassa: come, perché, quando ‐ Agritettura 26 maggio 2016, Firenze
Si stima che dal 1950 si siano prodotte 6 miliardi di tonnellate di plastica(800 kg a testa)una quantità sufficiente ad avviluppare il pianeta
[National Geographic IT ,maggio 2016]
Oltre 600 specie ingeriscono microplastiche (<5mm)
Nelle zone vulcaniche si trovano nuove rocce chiamate «plastiglomerati»
L. D’Avino. Design di biomassa: come, perché, quando ‐ Agritettura 26 maggio 2016, Firenze
[ www.legambiente.it/marinelitter/ ]
In Italia? Goletta verde 2014‐2015
Plastica il 95% dei rifiuti in mare
Densità rifiuti per km2• 37 nel Tirreno• 33 nello Ionio• 25 in Adriatico
L. D’Avino. Design di biomassa: come, perché, quando ‐ Agritettura 26 maggio 2016, Firenze
I bioprodotti si possono ottenere da svariate materie prime comprese quelle di «scarto»
Più o meno comunemente: amido, zucchero, olio vegetale, acido succinico, butandiolo, chitina
Potenzialmente (occorre valutarne il TRL):bucce di pomodori, scarti di caffe, acque di vegetazione delle olive, pastazzod’agrumi, scarti della produzione di cacao, funghi, frazione organica di rifiuti
Cfr anche: SPI,2016 BIOPLASTICS SIMPLIFIED
L. D’Avino. Design di biomassa: come, perché, quando ‐ Agritettura 26 maggio 2016, Firenze
Capacità produttiva mondiale dei biopolimeri
(migliaia di tonnellate)
2003: 222
2010: 725
2015: 1710
Consumo plastiche (fibre escluse)
250 000
Mercato europeo: 35 mln € nel 2010
333 mln fino a 1000 nel 2020
a seconda delle politiche
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I biopolimeri possono ormai sostituire quasi qualsiasi plastica, ma problemi autorizzativi
BiopolimeriPLA‐PHA‐PHB‐PHV‐PHBV
Lo proposi nel 2007… lo han realizzato a Taiwan nel 2015
L. D’Avino. Design di biomassa: come, perché, quando ‐ Agritettura 26 maggio 2016, Firenze
Adesso! Già oggi esistono cataloghi e certificazioni biobasedEsempi:
Ok biobased con circa 110 certificati (anche contenenti più prodotti)suddivisi tra materiali componenti e prodotti finiti
BioPreffered® dell’USDA oggi con 97 categorie di prodotti
Nella categoria pannelli compositi ad esempio (con contenuto biobased >94%) sono presenti 203 pannelli compositiPer cui è previsto l’obbligo per acquisti federali
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Quando?
Anche: coolproducts.eu, acquistiverdi.it, compostabile.com
L. D’Avino. Design di biomassa: come, perché, quando ‐ Agritettura 26 maggio 2016, Firenze
Premio «best practices»Cremona VI edizione
Showroom bioprodottiArezzo
Mostre e fiere
Obiettivi
emissioni GHGRispetto al 2005
20% al 202040% al 2030 (vincolante!)80% al 2050(riqualificando un’abitazione al minuto nei prossimi 35 anni)
Economia circolare: al 2030Riciclo rifiuti urbani >65%Riciclo imballaggi >75%
rifiuti domestici in discarica <10%
Riduzione risorse in ecodesign (vaga)
Oggi rinnovabili al 40% della produzione !
L. D’Avino. Design di biomassa: come, perché, quando ‐ Agritettura 26 maggio 2016, Firenze
Test dal 2018 per prevenire l’obsolescenza programmata
Fonte: La svolta dopo l’accordo di Parigi,Fondazione per lo sviluppo sostenibile
L. D’Avino. Design di biomassa: come, perché, quando ‐ Agritettura 26 maggio 2016, Firenze
1. Strategia a lungo termine per il settore dei bio‐based
2. > coordinamento tra istituzioni e stakeholders
3. Distinzione sottoprodotti/rifiuti
4. Produzione agroalimentare/Bioeconomia
5. Fine Vita/Codici CER
6. Integrazione nel territorio delle bioraffinerie
7. Riconoscibilità Bio‐based, certificazione
8. Fiscalità agevolata (o carbon tax)
in conclusione: 8 proposte
Ma non si devono rincorrere i materiali esistentima sviluppare le peculiarità
ad esempio:• biodegradabilità nei
sacchetti per l’organico
• traspirabilità negli imballaggi
• minore persistenza negli erbicidi
• minore irritabilità della pelle nei pannolini
• minore infiammabilità della glicerina nei fluidi idraulici….
L. D’Avino. Design di biomassa: come, perché, quando ‐ Agritettura 26 maggio 2016, Firenze
Come accade per i pigmenti naturali che «memorizzano» la luce adattandosi all’ambiente…
Grazie a Sofia Mannelli per l’aggiornamento sui sottoprodotti e Pino Panzarella per i fotomontaggi
LIFE‐DESIGN
Grazie dell’attenzione !
Lorenzo D’Avino
Perché non riuscire a immaginare prodotti «vivi», capaci di trasformarsi durante il loro uso?
