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SETTEMBRE
2016
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sua origine da risorse fossili, nell’am-
bito dello sviluppo sostenibile, risul-
ta particolarmente appetibile poter
disporre di una risorsa alternativa
conveniente, naturale e rinnovabile.
Ciò deriva principalmente da fattori
quali la diminuzione delle riserve
mondiali di materiale fossile, la loro
intrinseca non rinnovabilità e il con-
comitante incremento dei problemi
ambientali e socio-politici connessi
al loro utilizzo.
La comunità scientifica, in ricerca
di un’adeguata e sostenibile alter-
nativa alle risorse fossili, ha recen-
temente visto nei materiali ligno-
cellulosici una possibile soluzione.
I materiali lignocellulosici sono bio-
masse composte principalmente da
cellulosa, emicellulosa e lignina, le
quali rappresentano un’abbondante
risorsa rinnovabile ‘carbon-neutral’,
quindi a impatto nullo riguardo al
bilancio atmosferico del carbonio.
Pur essendo ancora lontani da una
soluzione definitiva, l’uso delle ri-
sorse lignocellulosiche si è imposto
sulla scena internazionale come un
plausibile sostituto del petrolio per
la produzione di fuel e chemical. I
motivi risiedono nell’abbondante di-
sponibilità annuale e nella completa
rinnovabilità di questi materiali, che
li rendono un ottimo candidato in
termini di low carbon economy. I
materiali lignocellulosici più adatti
a questo scopo possono derivare da
coltivazioni di specie non destinate
all’alimentazione umana o animale,
in terreni marginali, o come prece-
dentemente anticipato, provenire da
scarti agro-industriali. Questi ultimi
rappresentano una fonte di mate-
riale lignocellulosico enorme: basti
pensare alla paglia e lolla di riso (rice
straw e husk), alla paglia di grano
(wheat straw) e alle stoppie di mais
(corn stover). Solo come esempio,
il riso in accordo con l’International
Rice Research Institute è la risorsa
alimentare della metà della popola-
zione mondiale e la FAO ha stimato
una produzione di riso pari a 750
milioni di t annue nel 2014.
L’importanza della lignina
Tra le componenti dei materiali li-
gnocellulosici la lignina riveste un
ruolo fondamentale. Essa rappre-
senta il principale scarto per quello
che riguarda le maggiori attività
antropiche che utilizzano materiali
lignocellulosici come base di par-
tenza. Tra queste attività due sono
le più rilevanti: in primis l’indu-
stria cartaria. Secondo, attualmen-
te meno importante ma in rapido
sviluppo, è la produzione di bio-
etanolo tramite fermentazione degli
zuccheri. L’idrolisi dei polisaccari-
di, presenti in grande quantità nei
materiali lignocellulosici, porta alla
liberazione di zuccheri semplici che
possono essere trasformati in eta-
nolo da funghi e batteri, per produr-
re biocarburanti. Sia da un punto di
vista economico che ambientale,
il recupero e la valorizzazione dei
side-stream di lignina rappresen-
tano un importantissimo obiettivo.
Infatti la lignina è un costituente
principale delle piante, il più abbon-
dante polimero aromatico presente
in natura e il secondo biopolimero
più abbondante in assoluto dopo la
cellulosa. La competitività e soste-
la retreadability, ossia la possibili-
tà di ricostruire gli pneumatici. Al
contempo è essenziale mantenere
gli standard raggiunti in termini di
prestazioni, comfort e rumorosità.
La ricerca di nuovi materiali elasto-
merici aventi le caratteristiche desi-
derate avviene attraverso lo sviluppo
di polimeri e nano-filler innovativi
ottenuti preferibilmente da sorgen-
ti rinnovabili e attraverso proces-
si sostenibili, ma anche attraverso
differenti approcci nel campo dei
protettivi, degli additivi di processo,
dei surfattanti e sviluppo di sistemi
vulcanizzanti/devulcanizzanti alter-
nativi, con particolare attenzione al
fine vita dello pneumatico.
Scarti preziosi
In quest’ottica l’Università degli Stu-
di di Milano-Bicocca, in particolare
il gruppo di ricerca di Chimica Or-
ganica del Dipartimento di Scienze
dell’Ambiente e del Territorio e di
Scienze della Terra, ha focalizzato
la propria attenzione sulla valorizza-
zione di scarti lignocellulosici agro-
industriali, composti principalmente
da lignina, per la sintesi di bio-filler in
parziale o totale sostituzione del car-
bon black. Insieme alla silice, il car-
bon black è un filler di uso estrema-
mente consolidato per le sue elevate
performance come rinforzante degli
elastomeri. Ma se consideriamo la
Alcuni materiali lignocellulosici sono paglia, lolla di riso, stoppie di mais.