Con la notizia che aziende come Starbucks, Hyatt e Marriott hanno deciso di vietare le cannucce di plastica, è il momento giusto per considerare il ruolo della plastica nella nostra vita quotidiana. La plastica è una meraviglia moderna spesso trascurata:sostanze economiche e multiuso che possono essere modellate in una miriade di prodotti.

Le cannucce sono solo la punta letterale della dipendenza dalla plastica dell'umanità. Nel 2016 la produzione globale di resina plastica ha raggiunto quasi 335 milioni di tonnellate. Secondo alcune stime, potrebbe crescere fino a circa 650 milioni di tonnellate entro il 2020, circa 100 volte il peso della Piramide di Giza.

Il nostro laboratorio è uno dei numerosi team di ricerca alla ricerca di potenziali soluzioni ai problemi di plastica della società. Studiamo un minuscolo batterio fotosintetico, che utilizziamo come piattaforma di produzione per convertire la luce e l'anidride carbonica in composti rinnovabili, comprese le alternative bioplastiche. Le plastiche a base biologica sono un'opzione promettente per ridurre i rifiuti di plastica, ma il loro ridimensionamento richiederà investimenti sostanziali, sia nella loro realizzazione che in apposite strutture per il loro smaltimento.

Rifiuti a lunga vita

Gran parte della produzione mondiale di plastica è prodotta in oggetti monouso, come le cannucce. Infatti, imballaggi alimentari e oggetti legati al cibo, come tazze, contenitori da asporto, pellicola termoretraibile e sacchetti di plastica, rappresentano una grande proporzione di tutte le materie plastiche prodotte.

Meno del 10% di tutti i rifiuti di plastica viene riciclato in tutto il mondo. La maggior parte degli imballaggi in plastica per alimenti non può essere facilmente riciclata se contiene residui di cibo attaccati, perché questi residui possono interferire con varie fasi di lavorazione. Di conseguenza, molti impianti di riciclaggio non accetteranno imballaggi alimentari.

E gli altri rifiuti di plastica? Circa il 12% viene incenerito, ma quasi l'80% finisce nelle discariche o nell'ambiente. Nell'oceano, le correnti aggregano rifiuti di plastica in grandi "isole" galleggianti di immondizia.

Se sono sepolti o galleggianti in mare, la plastica può impiegare centinaia di anni per rompersi. Nel processo possono lavare a riva, creando grattacapi per rifiuti e turismo. Per di più, grandi oggetti di plastica, e anche le microparticelle in cui possono consumarsi, sono dannosi per una varietà di animali selvatici, compresi gli uccelli marini, vita marina e coralli.

Plastica dalle piante

Da molti anni è in fase di studio un'ampia varietà di plastiche a base biologica realizzate con composti biologici rinnovabili. Oggi, molti possono fungere da sostitutivi della plastica a base di combustibili fossili con cui la maggior parte di noi ha familiarità, come polistirolo e polietilene.

La maggior parte delle bioplastiche viene attualmente prodotta assumendo zuccheri derivati ​​da piante, come mais e canna da zucchero, e l'utilizzo di microrganismi per convertirli in materie prime che possono essere eventualmente trasformate in resina plastica. Ma c'è un compromesso tra rendere le bioplastiche biodegradabili da un lato e ancora abbastanza resistenti per il loro scopo dall'altro. Una cannuccia e una tazza che si disintegrano a metà del tuo viaggio non servono a molto.

Molte delle bioplastiche più promettenti in produzione e in fase di sviluppo possono essere rapidamente degradate in condizioni controllate, come quelli in un impianto di compostaggio su larga scala. Qui, le bioplastiche possono essere mescolate con altre sostanze organiche e mescolate regolarmente per garantire un'adeguata aerazione per promuovere una rapida decomposizione. Una di queste strutture particolarmente impegnata nella sperimentazione e nel miglioramento della degradazione delle bioplastiche è Cedar Grove, operato dallo stato di Washington. Il risultato finale è un ricco compost adatto alla concimazione di giardini e colture.

Però, anche le plastiche a base biologica languiranno ancora per decenni o secoli se vengono gettate nella spazzatura e sepolte nelle discariche. Al di sotto dello strato superficiale di una discarica, le condizioni sono spesso secche, fresco e privo di ossigeno. Tutti questi fattori scoraggiano la crescita di microbi che possono accelerare la degradazione delle bioplastiche. Al contrario, le plastiche compostabili sono in gran parte degradate entro tre mesi all'interno di impianti di compostaggio industriale, dove le condizioni sono gestite per promuovere l'aerazione e le temperature sono spesso sostanzialmente più elevate a causa di tutta l'attività microbica.

Allo stesso modo, è improbabile che i materiali sviluppati siano biodegradabili in tutte le condizioni ambientali. Per esempio, non possono rompersi nell'Artico o sul fondo dell'oceano. Condizioni in tali ambienti, come basse temperature e livelli di ossigeno e alta pressione, può inibire la crescita di organismi che agiscono per rompere i legami all'interno dei polimeri plastici, portando a tassi di rottura molto più lenti.

Ciò significa che qualsiasi innovazione nella scienza dei materiali deve essere abbinata a metodi sostenibili per la produzione di bioplastica e un sistema ben oliato per dirigere i prodotti in bioplastica negli impianti di compostaggio.

Usare i microbi per produrre bioplastiche

Fare plastica da fonti vegetali è sicuramente più sostenibile degli approcci basati sui combustibili fossili, ma richiede terra e acqua dolce per crescere e lavorare le materie prime. Il nostro laboratorio di ricerca è alla ricerca di modi per addestrare i microbi fotosintetici (cianobatteri) che possono sfruttare naturalmente il sole per produrre questi stessi composti bioplastici.

In questo processo, questi microbi svolgono lo stesso ruolo delle piante, utilizzando la luce solare e l'anidride carbonica per creare zuccheri che possono essere convertiti in bioplastiche. Infatti, i cianobatteri sono convertitori solari più efficienti e non richiedono suolo o acqua dolce, quindi questo approccio potrebbe ridurre la concorrenza per la terra e le risorse.

Mentre è facile diffamare l'umile cannuccia di plastica, è difficile trovare sostituti economici, leggero e resistente e sono rispettosi dell'ambiente. Credo che il progresso sia possibile, ma solo se gli scienziati possono elaborare collettivamente alternative alla bioplastica e le politiche sociali supportano l'infrastruttura di compostaggio per smaltirle adeguatamente.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.