Amianto sostenibile: la ricerca sui materiali dell’Università Milano Bicocca trasforma un rifiuto pericoloso in una risorsa

Amianto sostenibile: la ricerca sui materiali dona una seconda vita

Un gruppo di ricercatori multidisciplinare dell’Università Milano-Bicocca ha mostrato come l’amianto, un rifiuto pericoloso, opportunamente trasformato, possa diventare un componente utile per la produzione di bioplastiche e avere così una seconda vita sostenibile. A rivelare questa opportunità è lo studio condotto da Lorenzo Squitieri, dottorando industriale dello spin-off Graftonica e nel gruppo di ricerca guidato da Roberto Simonutti, docente di Chimica Industriale presso il Dipartimento di Scienza dei Materiali.

I ricercatori, coordinati da Michele Mauri, ricercatore presso lo stesso Dipartimento, hanno dimostrato come l’amianto, materiale storicamente problematico, possa essere riutilizzato come componente utile per la produzione di bioplastiche più facilmente degradabili.

Grazie a trattamenti termici sviluppati dal gruppo di Giancarlo Capitani, docente di Mineralogia del Dipartimento di Scienze dell’ambiente e della terra, diventa una polvere minerale sicura. Per rendere il processo totalmente circolare ed economicamente sostenibile, questa è stata poi riutilizzata come carica, ovvero miscelata con il polilattico (PLA), una bioplastica molto diffusa nell’industria e nella stampa 3D.

I risultati della ricerca: un processo circolare ed economicamente sostenibile

La ricerca, dal titolo “Upcycling detoxified asbestos cement as depolymerization regulating filler in polylactic acid (PLA) composites”, ha analizzato due tipologie di materiali resi non nocivi, denominate “rosso” e “verde”, ottenute attraverso processi differenti. Questi sono stati integrati nel PLA, attraverso l’esperienza di Graftonica, nelle tecniche di lavorazione della plastica e utilizzati per stampa 3D con la tecnologia Fused Granular Fabrication (FGF), che ha permesso di lavorare direttamente con piccoli granuli (denominati pellet), riducendo costi e consumi energetici.

Dai risultati emerge che il materiale “rosso” può essere inserito nella bioplastica fino al 20 per cento in peso, mantenendo caratteristiche meccaniche comparabili a quelle del materiale di riferimento, o incrementando leggermente la rigidità. Questo, spiegano i ricercatori, permette di creare manufatti più resistenti e sostenibili, riducendo l’uso di materie prime vergini e valorizzando un rifiuto che comporta rischi significativi per l’ambiente e la salute.

Il materiale “verde”, invece, viene preparato in condizioni che lo rendono in grado di spezzare le molecole di PLA con la breve applicazione di una temperatura attorno ai 200 °C. Sebbene questa variante riduca leggermente la resistenza meccanica dei compositi, permette la progettazione di bioplastiche che, a fine vita, possano essere degradate ”a comando”, contribuendo a un ciclo di vita più sostenibile e controllato.

«Il lavoro mostra in modo concreto come il trattamento di rifiuti pericolosi non sia solo una necessità ambientale ma anche un’opportunità per sviluppare materiali più responsabili e sostenibili» ha detto Lorenzo Squitieri, primo autore dello studio.

«La collaborazione tra i ricercatori dei due Dipartimenti (Scienza dei Materiali e Scienza dell’ambiente e della terra) unito all’approccio agile e innovativo della spin-off hanno portato a un risultato che supera la somma delle parti. – ha aggiunto Michele Mauri, ricercatore presso il dipartimento di Scienza dei Materiali – Il momento più emozionante è stato quando l’analisi di alcuni dati apparentemente sbagliati ha rivelato invece una capacità imprevista di degradare il PLA. Ora che queste sono dimostrate, stiamo lavorando al coinvolgimento di nuovi partner per l’industrializzazione».

Proteggere l’ambiente. Quando un rifiuto diventa risorsa

La crescente consapevolezza ambientale sta spingendo i ricercatori del settore industriale e accademico a sviluppare una gamma sempre più ampia di prodotti e applicazioni utilizzando materiali di origine biologica e riciclati. Un materiale chiave in questo campo, spiegano i ricercatori, è l’acido polilattico, o PLA, un polimero semicristallino termoplastico prodotto da biomassa rinnovabile, che presenta biocompatibilità e prestazioni meccaniche paragonabili a quelle dei polimeri tradizionali derivati ​​dal petrolio. Le applicazioni di successo del PLA, leggiamo nella ricerca, includono imballaggi, tessuti, agricoltura, prodotti biomedici, industria automobilistica e altro ancora. Il PLA è spesso considerato “biodegradabile”, ma la sua degradazione nell’ambiente naturale richiede anni. È più corretto definirlo “compostabile industrialmente” e necessita di miglioramenti prima di poter considerare la biodegradazione naturale un risultato post-consumo praticabile.

Il contesto italiano

Ad esempio, il cemento-amianto (CA), genericamente chiamato fibro o fibrolite, è un materiale da costruzione composto da cemento Portland e dal 10 al 20% di fibre di amianto. È stato ampiamente utilizzato come materiale da costruzione, ma è stato vietato a partire dagli anni Novanta dopo la scoperta dei suoi effetti nocivi per la salute umana e del suo collegamento con lo sviluppo del mesotelioma maligno. Tuttavia, puntualizzano i ricercatori, i materiali contenenti amianto (MCA) sono ancora abbondanti in molti edifici e rappresentano un pericolo per la salute umana.

Nel periodo 1976-1980, l’Italia ha prodotto circa 100mila tonnellate all’anno di MCA, la maggior parte delle quali è ancora in loco (dati storici della produzione italiana di amianto grezzo sono registrati nei Rapporti del Registro Nazionale dei Mesoteliomi dell’INAIL). La rimozione e lo smaltimento in discarica sono praticamente la soluzione più comune per smaltire i rifiuti di MCA, a causa della loro economicità; tuttavia, questo metodo di smaltimento presenta almeno due inconvenienti principali: le discariche richiedono un monitoraggio e una manutenzione continue e sono soggette a eventi climatici estremi come l’innalzamento del livello del mare e le inondazioni, che possono disperdere le fibre di amianto nell’ambiente; lo smaltimento in discarica richiede un’ampia disponibilità di terreno lontano dalle aree abitate, il che è in conflitto con la scarsità di terreno per le discariche nell’ambiente costruito e con il recupero dei terreni. Una soluzione più sostenibile prevederebbe un trattamento di detossificazione per i materiali contenenti amianto abbinato a un chiaro percorso di riciclaggio, come raccomandato dal Parlamento europeo (risoluzione 2012/2065(INI)).

Quali prospettive per il futuro dell’amianto

Negli anni sono state sperimentate diverse soluzioni per recuperare l’amianto. Il grande ostacolo è stato riuscire a trovare risposte vincenti su scala industriale. Le problematiche maggiori sono state: i costi energetici necessari per mantenere i forni a temperature così alte e  l’assenza di un quadro normativo industriale chiaro. I ricercatori dell’Università Milano Bicocca hanno testato diversi protocolli, arrivando a dimostrare come se, opportunamente trasformato, questo rifiuto può diventare un componente utile per la produzione di bioplastiche. Il loro è uno degli studi più recenti e dimostra l’impegno della ricerca per trovare soluzioni più sostenibili e rispettose dell’ambiente. Oggi diverse realtà, tra cui l’Associazione Sportello Amianto Nazionale, lavorano perché questi studi e questi esperimenti possano uscire dai laboratori universitari e raggiungere gli impianti industriali.

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