Materiali sostenibili in azione: come l’industria sta implementando soluzioni bio-basate su larga scala
Dalla filiera del ricino alla stampa 3D avanzata, ecco come l’industria sta trasformando le promesse dei materiali sostenibili in azioni concrete.
L’implementazione industriale dei materiali bio-basati non è più una promessa futura, ma una realtà operativa che sta ridefinendo i processi produttivi in settori chiave come l’automotive, l’aerospaziale e la manifattura avanzata. Attraverso programmi strutturati che integrano agricoltura responsabile, ricerca europea e piattaforme di economia circolare, le aziende stanno dimostrando che sostenibilità e prestazioni tecniche possono coesistere su scala industriale.
La filiera sostenibile dall’origine: il caso Pragati
Un modello di integrazione verticale che collega agricoltura responsabile alla produzione di materiali bio-basati di alta gamma.
Il programma Pragati rappresenta un esempio concreto di come la sostenibilità dei materiali inizi ben prima della fase produttiva. Questa iniziativa si concentra sulla coltivazione sostenibile del ricino, la pianta da cui si ricava l’olio utilizzato per produrre la famiglia di polimeri Rilsan® Polyamide 11, materiali avanzati derivati da feedstock rinnovabile.
Il programma va oltre la semplice certificazione bio-based: lavora direttamente con gli agricoltori locali di ricino per migliorare le pratiche agricole e garantire condizioni di vita sostenibili. Questo approccio di integrazione verticale dimostra che i materiali ad alte prestazioni possono essere prodotti partendo da una filiera agricola responsabile, creando valore sia ambientale che sociale. I polimeri Rilsan PA11 che ne derivano vengono utilizzati in applicazioni industriali avanzate, inclusa la stampa 3D, dove le loro proprietà meccaniche e la loro origine rinnovabile rappresentano un vantaggio competitivo concreto.
Bio.3DGREEN: innovazione europea per polimeri avanzati
Come la ricerca europea sta accelerando l’introduzione di biopolimeri nel settore manifatturiero ad alta tecnologia attraverso un consorzio multidisciplinare.
Avviato nel maggio 2025, il progetto europeo Bio.3DGREEN riunisce 14 partner provenienti da nove paesi tra Europa e Regno Unito, coordinati dal Laser Zentrum Hannover. Il consorzio integra competenze che spaziano dalla scienza dei materiali all’ingegneria laser, dall’intelligenza artificiale alla standardizzazione industriale, con partner come il Centro Ricerche FIAT, Tenneco Automotive Europe e il DIN (Istituto tedesco per la normazione).
Il progetto, finanziato da Horizon Europe fino all’ottobre 2028, punta a sviluppare componenti a base di grafene prodotti partendo da olio vegetale, con un processo concepito per essere carbon-positive. L’obiettivo è sostituire materiali fossili utilizzati per applicazioni NVH (Noise, Vibration and Harshness) nei settori automotive, aerospaziale e navale con strutture porose biomimetiche che imitano architetture naturali come l’osso umano o le spugne marine.
La presenza di attori industriali come FIAT e Tenneco segnala l’interesse diretto del settore automotive verso questa tecnologia, mentre il coinvolgimento del DIN garantisce che i nuovi materiali vengano accompagnati da standard industriali condivisi, elemento cruciale per l’adozione su larga scala.
Parallelamente, altri progetti di ricerca stanno esplorando l’utilizzo di poliidrossibutirrato (PHB) combinato con biocarbon lignocellulosico per la sinterizzazione laser selettiva (SLS). Questi compositi PHB-biocarbon, completamente rinnovabili, vengono studiati come alternativa sostenibile alle poliammidi fossili tradizionali per applicazioni non strutturali dove la priorità è ridurre l’impatto ambientale.
Chiudere il cerchio: il ruolo di Virtucycle nel riciclo industriale
Piattaforme digitali che abilitano il recupero e il riutilizzo di materiali ad alte prestazioni in ottica circolare, collegando fornitori e utilizzatori.
Il programma Virtucycle® di Arkema rappresenta un modello operativo di economia circolare applicata ai polimeri ad alte prestazioni. Questo programma di partnership è offerto ai clienti che utilizzano poliammide 11, poliammide 12, elastomeri PEBA e fluoropolimeri PVDF, agendo come intermediario tra chi vuole riciclare i propri polimeri e chi desidera acquistare gradi parzialmente riciclati con un profilo LCA più favorevole.
Il programma raccoglie scarti di iniezione o estrusione, polveri, parti e granuli di poliammidi a catena lunga, sia pre-consumer (materiali processati industrialmente ma non trasformati in prodotti finali) che post-consumer (materiali già utilizzati in applicazioni finali). L’acquisizione di Agiplast, riciclatore specializzato in polimeri ad alte prestazioni con esperienza in re-engineering e ricompounding, ha aggiunto una nuova dimensione all’offerta tradizionale.
Arkema fornisce gradi di polimeri riciclati certificati da enti indipendenti come SCS Global Services, che nel giugno 2024 ha ricertificato oltre 26 referenze per contenuto riciclato. L’azienda garantisce che i materiali riciclati contengano un contenuto minimo certificato di materiale recuperato e mantengano proprietà simili ai materiali vergini, elemento fondamentale per applicazioni industriali dove le prestazioni non possono essere compromesse.
Questo modello di "match-making" tra fornitori di scarti e utilizzatori di materiali riciclati dimostra come la circolarità possa essere integrata in filiere industriali complesse, mantenendo gli standard qualitativi richiesti da settori esigenti.
Conclusione
L’implementazione industriale dei materiali sostenibili non è più solo teoria: è realtà operativa in diversi settori avanzati. Programmi come Pragati dimostrano che la sostenibilità parte dalla filiera agricola, progetti europei come Bio.3DGREEN accelerano l’introduzione di nuovi biopolimeri attraverso ricerca multidisciplinare e standardizzazione, mentre piattaforme come Virtucycle chiudono il cerchio del ciclo di vita dei materiali ad alte prestazioni.
Questi esempi concreti mostrano che l’industria dispone già degli strumenti e delle partnership necessarie per trasformare i materiali bio-basati da nicchia di ricerca a soluzione scalabile. La chiave del successo risiede nell’integrazione di competenze diverse, nella certificazione indipendente e nella creazione di ecosistemi che collegano tutti gli attori della filiera.
Scopri come la tua azienda può integrare queste soluzioni nei propri processi produttivi, valutando partnership con programmi strutturati che garantiscono sia sostenibilità che prestazioni industriali validate.
articolo scritto con l'ausilio di sistemi di intelligenza artificiale
Q&A
- Qual è l'obiettivo principale del programma Pragati?
- Il programma Pragati mira a coltivare il ricino in modo sostenibile per produrre polimeri bio-basati di alta qualità. Non si limita alla certificazione, ma migliora le pratiche agricole locali e garantisce condizioni di vita sostenibili agli agricoltori.
- Cosa caratterizza il progetto europeo Bio.3DGREEN?
- Bio.3DGREEN è un progetto di ricerca europeo che sviluppa componenti a base di grafene da olio vegetale, con l’obiettivo di sostituire materiali fossili in settori come automotive e aerospaziale. Il progetto punta a processi carbon-positive e utilizza strutture biomimetiche ispirate alla natura.
- Quali materiali vengono riciclati attraverso il programma Virtucycle di Arkema?
- Virtucycle ricicla poliammidi a catena lunga come PA11 e PA12, elastomeri PEBA e fluoropolimeri PVDF. Gestisce scarti pre- e post-consumer, garantendo materiali riciclati certificati con prestazioni simili ai virgin material.
- Come contribuisce il DIN al progetto Bio.3DGREEN?
- Il DIN, istituto tedesco per la normazione, partecipa al progetto per definire standard industriali condivisi. Questo è essenziale per assicurare l’accettazione e l’adozione su larga scala dei nuovi biopolimeri avanzati.
- Quali sono le applicazioni industriali dei polimeri Rilsan PA11?
- I polimeri Rilsan PA11 vengono impiegati in applicazioni avanzate come la stampa 3D e settori ad alta tecnologia grazie alle loro eccellenti proprietà meccaniche e origine rinnovabile, che offrono vantaggi competitivi.
