La rivoluzione dell’enzima mangia plastica.
Ci sono voluti dieci anni di studi, ma l’azienda Carbios è finalmente riuscita a mettere a punto un innovativo sistema di riciclo della plastica.
Il principio si basa sulla degradazione enzimatica che distrugge bottiglie e imballaggi per creare una nuova materia prima di qualità.
Si tratta di un traguardo rivoluzionario, tenendo conto che la plastica rappresenta un’importante piaga ambientale: economica, versatile, estremamente diffusa negli ambiti più disparati, è difficilmente riciclabile con una resa uguale alla produzione ex-novo.
Il problema del riciclo della plastica comporta una sempre nuova produzione di materie prime da parte delle aziende, che evitano così di impegnarsi in un riciclo che porterebbe a un prodotto secondario di qualità inferiore, con proprietà meccaniche più scarse rispetto al prodotto nuovo.
Ma come funziona il riciclo con l’enzima mangia plastica?
Gli scienziati dell’azienda francese Carbios hanno messo a punto una speciale tecnologia in grado di degradare in poche ore la plastica per mezzo di enzimi e produrre materiale riciclato di qualità altissima. I monomeri risultanti dal processo di depolimerizzazione sono purificati e poi ri-polimerizzati in un materiale PET di qualità equivalente al PET vergine ottenuto dall’industria petrolchimica.
Gli enzimi combinati
Partendo da un tipo di batterio che si nutre di bottiglie di plastica, l’Ideonella sakaiensis, l’azienda Carbios ha creato un mix di enzimi che formano il cosiddetto super-enzima. Questo risultato porta a degradare le bottiglie di plastica sei volte più velocemente di prima.
I due enzimi separati e poi collegati, chiamati PETase e MHETase -, sono stati entrambi trovati nell’insetto mangia-plastica scoperto in un sito di rifiuti giapponese nel 2016. I ricercatori hanno in pratica rivelato una versione ingegnerizzata del primo enzima nel 2018, che ha iniziato ad abbattere la plastica in pochi giorni.
“Quando abbiamo collegato gli enzimi, in modo piuttosto inaspettato, abbiamo ottenuto un notevole aumento dell’attività – ha affermato a The Guardian John McGeehan dell’Università di Portsmouth, nel Regno Unito, che ha coordinato gli studi. Questa è la direzione giusta verso il tentativo di produrre enzimi più veloci che sono più rilevanti a livello industriale”.
Il nuovo super enzima funziona a temperatura ambiente e, secondo quanto afferma McGeehan, proprio la combinazione di approcci diversi potrebbe accelerare il progresso verso un uso commerciale: “Se possiamo creare enzimi migliori e più veloci collegandoli insieme e fornendoli ad aziende come Carbios, lo si potrebbe iniziare a fare entro il prossimo anno o due”.
Enzima mangia plastica: i primi studi nel 2018
Il lavoro del 2018 aveva stabilito che la struttura di un enzima, chiamato PETase, poteva attaccare la superficie dura e cristallina delle bottiglie di plastica. Ma si era scoperto, per caso, che una versione mutante funzionava il 20% più velocemente. Ora, il nuovo studio pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences, ha analizzato un secondo enzima trovato anche nei batteri giapponesi che raddoppia la velocità di degradazione dei gruppi chimici liberati dal primo enzima.
I batteri che scompongono i polimeri naturali come la cellulosa hanno sviluppato questo duplice approccio nel corso di milioni di anni. Gli scienziati hanno pensato che collegando i due enzimi, si potrebbe aumentare la velocità di degradazione e consentire loro di lavorare più strettamente insieme.
Il superenzima collegato sarebbe impossibile da creare per un batterio, poiché la molecola sarebbe troppo grande. Quindi gli scienziati hanno collegato i due enzimi in laboratorio e hanno visto un’ulteriore triplicazione della velocità.
Allo stato attuale il processo termomeccanico di riciclo della plastica presentava moltissimi limiti:
- solo la plastica pura poteva essere riciclata;
- si verificava una perdita di qualità importante in ogni ciclo;
- era difficile ottenere nuovi prodotti da PET 100% riciclato;
- c’era bisogno di una componente di plastica vergine per mantenere inalterate le proprietà meccaniche del materiale.
Di contro i vantaggi del nuovo enzima mangia plastica sono
- il riciclo infinito di ogni tipo di rifiuto plastico;
- la produzione di prodotti in PET 100% riciclati e riciclabili;
- nessuna perdita di qualità del materiale.
E la nuova materia prodotta?
I rifiuti plastici e tessili si trasformano in un prezioso materiale che permette all’economia circolare di diventare una solida realtà.
“Abbiamo creato bottiglie trasparenti per uso alimentare da plastica colorata e complessa, riciclata enzimaticamente e con proprietà identiche al PET vergine” – spiega l’Amministratore Delegato di Carbios, Jean Claude. “E abbiamo dimostrato la fattibilità della tecnologia. Questa è un’innovazione veramente trasformativa che potrebbe finalmente chiudere il ciclo sulla fornitura di plastica PET a livello globale, in modo che non diventi mai uno spreco”.
Grazie a questo processo è già stata creata la prima linea pilota di bottiglie e altri contenitori monouso 100% riciclati che saranno utilizzati dai partner commerciali di Carbios (come L’Oréal, Nestlé Waters, PepsiCo). Il prossimo settembre, Carbios lancerà un impianto dimostrativo, per poi passare all’inaugurazione di un impianto industriale da 40.000 tonnellate di PET riciclato entro il 2025.
Per approfondire l’argomento ti consigliamo le seguenti letture:
Dalle microplastiche alla bioedilizia
