I ricercatori della Singapore University of Technology and Design (SUTD) hanno sviluppato un processo che consente la produzione e il degrado di quasi tutti gli oggetti all'interno di un'economia circolare utilizzando la produzione additiva e i rifiuti urbani, il più grande sottoprodotto della civiltà.

Ispirato dal modo ciclico di produzione e degradazione dei materiali biologici da parte di organismi che utilizzano energia e risorse materiali limitate presenti in condizioni localizzate, i ricercatori, insieme ai suoi collaboratori, focalizzata sulla traduzione di tali principi negli ecosistemi urbani. Questo per ridurre la sua dipendenza dal trasporto intercontinentale, processi produttivi che richiedono energia, uso di sostanze chimiche nocive, e la dipendenza da materiali sintetici artificiali che richiedono complesse procedure di bonifica dopo la fine del loro ciclo di vita.

I ricercatori SUTD dello stesso team hanno precedentemente sviluppato un materiale adesivo simile a un fungo, noto anche come FLAM, trasformando efficacemente chitina e cellulosa, in materiali per una produzione sostenibile. Derivato dai gusci di crostacei e insetti, così come legno e carta, rispettivamente, la chitina e la cellulosa sono i due polimeri organici più abbondanti sulla terra. Presentato come un'alternativa "verde" alla plastica, FLAM non è solo biodegradabile, flessibile, e durevole; può essere prodotto in serie su larga scala utilizzando la tecnologia di stampa 3D.

La cellulosa può essere facilmente ottenuta dai rifiuti urbani come carta velina, tessili, e materia vegetale. Però, nonostante la natura onnipresente della chitina, questo polimero è per lo più raccolto come prodotto industriale e agricolo. Ad esempio, la chitina è per lo più disponibile come sottoprodotto stagionale dell'industria della pesca ed è limitata alle zone rurali costiere. Ciò significa che la chitina sarebbe necessaria per essere trasportata su diversi ecosistemi quando c'è una domanda, contribuendo al trasporto merci, che è noto per essere un fattore chiave per le emissioni di anidride carbonica.

Nello studio, pubblicato da Nature's Rapporti scientifici , i ricercatori hanno sviluppato un collegamento tra la produzione ispirata alla bioedilizia e la bioconversione dei rifiuti urbani, consentire un diverso modo di produzione basato su materiali che sono convenientemente disponibili all'interno di qualsiasi ecosistema regionale, riducendo notevolmente la necessità di trasporto.

È stato determinato che la chitina può essere prodotta entro un fabbisogno energetico limitato e allo stesso tempo ridurre gli sprechi alimentari, alleggerire la spesa più grande per i comuni di tutto il mondo, tutto con l'aiuto dell'umile mosca soldato nero (BSF, Hermetia illucens). Lo studio riporta il successo dell'estrazione della chitina dai gusci di questi BSF.

Allo stesso tempo, il BSF è anche noto a livello mondiale per la sua efficiente scomposizione di un'ampia varietà di materiali organici, come i rifiuti alimentari in proteine, oli e altre biomasse, riducendo così la quantità di rifiuti inviati alle discariche.

Nonostante la popolarità di BSF, il team di ricerca ha assicurato che il loro sistema sviluppato non dipendeva dall'uso di BSF o da qualsiasi altra fonte unica di materiali poiché la chitina e la cellulosa sono presenti in una miriade di organismi in ogni ecosistema sulla terra come altri insetti, fungo, e vermi. Sebbene questi organismi siano utilizzati anche per trattare i rifiuti, a loro volta producono chitina come sottoprodotto.

Con le perdite annuali di cibo smaltite nelle discariche stimate a circa un terzo della produzione totale mondiale, bioconversione tramite insetti, funghi e vermi, non sta solo guadagnando popolarità come soluzione efficace per la gestione dei rifiuti urbani, ma suggerisce anche un paradigma emergente di un'ecologia urbana circolare, dalla produzione e fabbricazione dei materiali al recupero a fine vita.

Produzione con i polimeri biologici più abbondanti al mondo all'interno, o in prossimità della fonte di produzione e consumo, come la cellulosa e la chitina utilizzate per il FLAM stampato in 3D, potrebbe non solo consentirci di affrontare deviazioni chiave derivanti dal nostro stile di vita urbano, ma motivare un'economia e una società fondamentalmente più sostenibili.

"Questo nuovo sviluppo trasformerà il modo in cui produciamo, consentendo un modello alternativo in cui i materiali vengono prodotti e consumati utilizzando risorse disponibili a livello locale. Anche, consentirà a chiunque nel mondo di adattare e integrare la produzione generale nell'ecosistema circostante, " ha affermato l'assistente professore Javier G. Fernandez di SUTD, autore principale del paper.

"La stretta vicinanza e la profonda integrazione dei cicli di produzione e consumo ispirati alla biologia all'interno degli ecosistemi urbani possono non solo influenzare il modo in cui abitiamo le città di domani, ma anche visione a monte, progettarli e costruirli, " ha aggiunto il professore associato Stylianos Dritsas anche di SUTD e coautore del documento.