Lunga vita al legno con FRONTSH1P!
By Vittoria Benedetti
Valorizzare la carbonella ottenuta dalla gassificazione del legno utilizzandola come colorante nella filiera della plastica: questa è l’innovazione messa a punto dai ricercatori del Bioenergy & Biofuels Lab nell’ambito del progetto FRONTSH1P, un progetto finanziato dal programma UE Horizon 2020 che mira a promuovere la circolarità. Grazie a questo approccio, gli scarti legnosi non più utilizzabili vengono riutilizzati in modo intelligente e sostenibile, contribuendo a un modello di economia circolare innovativo.
Tutto nasce dalla volontà di rivalsa di Łódzkie, una regione nel cuore della Polonia storicamente legata all’estrazione del carbone. Agli inizi degli anni 2000, la Regione ha scelto di reinventarsi intraprendendo un ambizioso percorso di trasformazione per affermarsi come pioniera dell’economia circolare. A partire dal 2021 si sono cimentati in questa impresa diversi attori che unendo le loro forze hanno dato vita al progetto FRONTSH1P, un progetto finanziato dall’Unione Europea nell’ambito del programma Horizon 2020. L’obiettivo principale del progetto sta tutto nel nome: FRONTrunner approach to Systemic circular, Holistic & Inclusive solutions for a New Paradigm of territorial circular economy, ovvero l’adozione di un approccio all’avanguardia per soluzioni sistemiche circolari, olistiche e inclusive per un nuovo paradigma di economia circolare territoriale.
Nella regione di Łódz, FRONTSH1P mira a promuovere la transizione da un’economia prettamente lineare a una di tipo circolare basandosi sulla decarbonizzazione e la rigenerazione del territorio. A tale scopo, sono stati identificati quattro settori di azione (imballaggi in legno, alimenti e mangimi, acqua e nutrienti, rifiuti di plastica e gomma) e per ciascuno di essi è stata sviluppata una soluzione sistemica circolare (Circular Systemic Solution, CSS). Queste soluzioni solo altamente replicabili e quindi applicabili anche in altri territori: tra gli obbiettivi del progetto FRONTSH1P, infatti, c’è anche quello di implementare queste soluzioni in altre regioni europee, in particolare in Campania (Italia), Sterea Ellada (Grecia), Nord (Portogallo) e Frisia (Paesi Bassi). Ciascuno dei 34 partner, tra imprese, istituti di ricerca, ONG e autorità pubbliche regionali, ha avuto un ruolo fondamentale nell’implementazione delle CSS, non solo a livello tecnologico ma anche a livello economico e sociale.
In particolare, il nostro gruppo di ricerca “Bioenergy & Biofuels Lab”, coordinato dai proff. Marco Baratieri e Francesco Patuzzi, si è concentrato sulla valorizzazione degli imballaggi in legno non più idonei al loro utilizzo originale. L’interesse per questa tematica nasce da K-Flex, azienda polacca specializzata nella lavorazione della plastica per la produzione di isolanti, leader e quindi motore primario del progetto. L’azienda, infatti, fa uso di ingenti quantità di pallet in legno per la movimentazione e lo stoccaggio del materiale che a fine vita, quando non possono più essere riutilizzati o riparati, diventano materiali di scarto. La ricerca del nostro gruppo si è quindi focalizzata sul trovare soluzioni alternative per trasformare questi scarti in una vera e propria risorsa.
Siamo partiti da un processo già noto, la gassificazione del legno, che permette di ottenere gas combustibili riscaldando il materiale ad alte temperature in carenza di ossigeno. "Un primo ostacolo è stato ottenere a partire dagli scarti legnosi un pellet compatibile con la tecnologia impiegata nel progetto: un impianto di gassificazione alimentato a pellet, adattato dalla versione commerciale dall'azienda partner tedesca Burkhardt”, spiega Stefano Piazzi ricercatore coinvolto nel progetto.
Grazie anche al coinvolgimento di aziende locali siamo riusciti a trovare una soluzione per gestire la presenza di chiodi, viti e altri corpi metallici nei residui e ad ottenere un pellet da utilizzare come combustibile nel processo di gassificazione. Da questa gassificazione si ottiene sia un gas rinnovabile (una miscela di gas, tra cui monossido di carbonio (CO) e idrogeno (H2)), sia della carbonella, detta anche char. Per rendere il processo completamente sostenibile, il gas prodotto viene a sua volta per produrre energia, sostituendo il gas naturale, mentre l’anidride carbonica (CO₂) presente nei gas di scarico viene catturata per poi essere valorizzata in processi industriali che ne richiedono l’utilizzo. Questo approccio non solo riduce le emissioni, ma contribuisce a rendere il processo “carbon neutral” o persino “carbon negative”, con un impatto positivo sulla sostenibilità ambientale.
Ci siamo poi concentrati sul char, un materiale con un alto contenuto di carbonio e una struttura altamente porosa. In particolare, abbiamo testato con successo il suo impiego come pigmento per colorare la plastica, offrendo un'alternativa sostenibile al carbon black, un colorante di origine fossile ampiamente utilizzato nell’industria della plastica e nei processi produttivi di K-Flex.
La ricerca del nostro gruppo ha quindi permesso di valorizzare appieno gli scarti legnosi dell’azienda, permettendole di sfruttarli al meglio in diverse fasi del processo industriale, dalla produzione di energia alla loro integrazione nei prodotti dell’azienda stessa. “Oltre alla valorizzazione energetica degli scarti legnosi, abbiamo coinvolto anche gli studenti del corso di Product Design, gestito da Simone Bellan nel corso di laurea triennale in Tecnologie del Legno, che hanno progettato e realizzato veri e propri oggetti di design partendo da questi materiali”, racconta il prof. Francesco Patuzzi.
Valorizzazione degli scarti legnosi e non solo!
Un simile approccio è stato adottato anche dalle altre tre CSS del progetto, ciascuna delle quali si è concentrata su una tematica diversa. La prima tematica riguarda la produzione di biocarburanti, lubrificanti biodegradabili e mangimi per animali a partire dagli scarti di coltivazioni in terre marginali a basso impatto ambientale e a ridotto consumo di acqua. La seconda invece, si focalizza sulla valorizzazione di gas di scarto e acque reflue per la coltura di microalghe da utilizzare come biostimolanti in agricoltura per favorire la crescita delle piante. Infine, la terza tematica affronta la riduzione degli scarti di produzione di plastiche e gomme e loro valorizzazione nel processo di stampa 3D.
Anche le attività di disseminazione del progetto non sono mancate, dall’organizzazione del Festival della Circolarità in Polonia, fino alla realizzazione di una piattaforma di e-learning con corsi tematici sulla circolarità, la gestione sostenibile delle risorse e la minimizzazione dei rifiuti. I partner si sono posti l’ambizioso obiettivo non solo di sviluppare e implementare soluzioni innovative, ma anche di promuovere un cambio di mentalità nella popolazione. “C’è una valenza sociale molto importante in questo progetto”, spiega il Prof. Marco Baratieri, “Il nocciolo del progetto, oltre alla parte tecnica e tecnologica, era proprio quello di coinvolgere la popolazione e i diversi attori locali per promuovere la transizione verso un’economia sempre più circolare”.
I leader dei diversi pacchetti di lavoro hanno avuto l’opportunità di confrontarsi sullo stato di avanzamento della ricerca e sulle prospettive future nel corso dell’Assemblea Generale, svoltasi lo scorso dicembre presso il campus della Libera Università di Bolzano al NOI Techpark. L’evento ha rappresentato un momento chiave per fare il punto sui risultati ottenuti, discutere eventuali criticità e definire le strategie per l’ultima fase del progetto, la cui conclusione è prevista per la fine del 2025.
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