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RICERCA / BIOMIMESI
caso del packaging industriale e dei prodotti di consumo , seppur anche nell ’ imballaggio alimentare si stia lavorando per raggiungere percentuali elevate di riciclato , pur mantenendo alto il livello di sicurezza e la capacità di conservazione . I beni ricondizionati sono anche per questi due approcci un esempio di buona pratica , in cui i beni non vengono più destinati a un fine vita , perché non più considerati obsoleti e dunque inutili . Non inquinare il nostro ambiente . Non ridurre le risorse . Rimanere in equilibrio con la biosfera . Per rispondere a questi tre requisiti si deve intervenire a tutti i livelli : riformulare i prodotti , modificare i processi , riprogettare macchine e componentistica , riciclare e recuperare i materiali per impiegarli all ’ interno della stessa azienda o re-immetterli nel circolo dell ’ economia . Per non ridurre le risorse si deve rallentare la velocità e la quantità di risorse finite che si utilizzano , accelerando al contempo sullo sviluppo di materiali alternativi . Le bioplastiche sono un esempio , seppur si è già visto che se non propriamente gestite in termini di modalità di recupero e riciclo possono arrivare a danneggiare anch ’ esse l ’ ambiente . In modo diretto se abbandonate dai consumatori in quantità eccessive nell ’ ambiente , in modo indiretto quando finiscono nel circuito degli altri materiali riciclabili , andando ad inficiare la qualità finale dei riciclato . Si è data la necessità di regolare anche il mercato delle bioplastiche , affinché siano valorizzate al meglio e vengano recuperate e riciclate nel modo più consono alla loro composizione . Con la crescente messa al bando dei prodotti monouso , inoltre , anche il settore delle bioplastiche deve riuscire a innovarsi . Le potenzialità sono notevoli e le industrie dovrebbero guardare maggiormente a quanto la natura riesce a fare con i materiali inorganici e organici già presenti in ambiente . Soluzioni naturali in cui resistenza , robustezza , flessibilità , funzionalità e versatilità sono garantiti . Informare . Puntare sul locale . Informazione è un insieme di misure quali la diffusione delle buone pratiche , le regole o le tassazioni che inducono a instaurare un ’ economia verde , le azioni volontarie guidate da accordi industriali e verificate da enti terzi , affinché le industrie possano capire e anticipare le opzioni migliori e attuabili . Al locale le industrie possono guardare per la reperibilità ad esempio dei materiali . Su questo puntano le più recenti proposte della Commissione Europea in tema di economia circolare e di autonomia europea per le risorse . Tuttavia quando si parla di locale contano molto anche le intenzioni dei consumatori . Lavorare su questi due fronti potrebbe mettere un freno al fenomeno del greenwashing su cui la stessa Commissione Europea sta intervenendo . Importante strumento per l ’ attuazione di queste due strategie è in particolare l ’ analisi del ciclo di vita , il Life Cycle Assessment ( LCA ). Questo infatti , contemplando anche voci che riguardano i consumi di materia ed energia e le emissioni , potrebbe rendere palesi le caratteristiche di sostenibilità di ogni singolo prodotto immesso sul mercato e di ogni componente . Utile strumento anche al fine di instaurare un ’ economia circolare . Accanto al LCA dovrebbero esserci anche sistemi di marcatura con etichettature chiare e standardizzate e quanto dichiarato dovrebbe essere verificato e certificato da enti terzi . Ogni industria , a seconda del ruolo che riveste nel circolo economico virtuoso , dovrebbe essere in grado di riconoscere materiali e parti costituenti di qualsiasi prodotto , così da poter intervenire correttamente . Questo consentirebbe , ad esempio , di instaurare un sistema di recupero e riciclo in cui la contaminazione sarebbe ridotta ai minimi termini . La contaminazione tra materiali riduce spesso la qualità e le prestazioni dei riciclato .
Il futuro
Dal 1997 , anno di pubblicazione del libro di Janine Benyus , diversi sono i progressi e , soprattutto nel XXI secolo , ci si sta avviando verso la rivoluzione biomimetica che l ’ autrice si augurava . Questo cambiamento si manifesta più come un fenomeno lento seppur crescente . Molte sono le industrie che innovano prodotti e processi con questa nuova ottica e le potenzialità sono tantissime , compresa una visione complessiva della nostra economia secondo un modello circolare . Si pensi alla manifattura additiva in generale , processi che imitano proprio quanto fa la natura nel creare e disporre le sue strutture e nell ’ utilizzare solo quanto strettamente necessario . Una tecnologia che ai tempi della pubblicazione del libro era utilizzata per lo più per i prototipi e nei laboratori di ricerca . A distanza di 25 anni questa tecnologia , in tutte le sue varianti , ha realmente fatto passi da gigante e ancora tanti ne promette . La stampa 3D , tra l ’ altro , permette a ricercatori e industrie di testare e sviluppare nuove soluzioni materiche che non dipendono da fonti fossili o compositi in cui anche i materiali di origine organica fanno la loro parte . Le tecnologie additive consentono poi di sperimentare e sviluppare prodotti con nuove configurazioni e strutture , proprio ispirandosi a quanto in natura è già stato fatto .
STAMPA 3D “ ROTAZIONALE ” MULTIMATERIALE E LE FORME ELICOIDALI IN NATURA
La natura ha ispirato anche un team di ricercatori ( Harvard John A . Paulson School of Engineering and Applied Sciences e Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering dell ’ Università di Harvard ) nello sviluppo di un innovativo metodo di stampa 3D . Ispirandosi alle strutture elicoidali che si trovano in natura , hanno progettato una stampante 3D in grado di stampare con quattro materiali diversi , con un ugello rotante che deposita un filamento elicoidale . Finora il team ha stampato in 3D strutture di diversa rigidità che potrebbero avere interessanti applicazioni , ad esempio , nella robotica . L ’ ispirazione iniziale è nata osservando le forme elicoidali presenti nei sistemi biologici , come le piante e i nostri stessi muscoli . Queste strutture sono date dalle proteine che si assemblano e che , assumendo questa forma elicoidale , innescano la loro contrazione . Era quindi interessante poter progettare una struttura in grado di contrarsi grazie alle proprietà del materiale , con risvolti utili per applicazioni industriali . Questo nuovo metodo di produzione additiva prevede l ’ uso di quattro diverse cartucce di inchiostro , simili a siringhe , ognuna delle quali può contenere materiali differenti . Queste sono collegate a un ugello rotante che traslando crea un filamento elicoidale . La stampa multimateriale rotazionale permette di generare filamenti elicoidali funzionali e reticoli strutturali con un ’ architettura controllata con precisione e dotata di prestazioni . Sono state stampate delle strutture capaci di contrarsi quando sottoposte a una tensione applicata , una sorta di muscolo artificiale . La contrazione è programmabile in base alla risposta contrattile dei filamenti elastomerici dell ’ attuatore . Gli elettrodi formano delle eliche intrecciate immerse in una matrice elastomerica morbida . A seconda di quanto si intrecciano stretti questi elettrodi , si può controllare la risposta contrattile da parte degli attuatori . Si può anche intervenire sulla rigidità dei reticoli stampati in 3D , inserendo all ’ interno della matrice flessibile delle molle elicoidali rigide , prodotte con i materiali delle cartucce - una struttura e una funzione simile alle molle metalliche in un materasso morbido . Anche in questo caso la rigidità del materiale varia a seconda di quanto sono serrate tra loro le molle all ’ interno . Queste strutture elicoidali regolabili possono trovare applicazione nel campo della soft robotics , ad esempio per giunti e cerniere . La ricerca prosegue , poiché il team pensa che progettando e costruendo ugelli con diverse caratteristiche interne si possano creare strutture ispirate alla natura dotate di maggiori risoluzione e prestazioni .
50 I GIUGNO 2023 I PLAST4GREEN