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Bio-compositi e fibre circolari: alternative sostenibili per il design e l’industria
Quando si parla di materiali compositi, ci si riferisce generalmente a soluzioni ad alte prestazioni costituite da una matrice e da un rinforzo di origine sintetica, come ad esempio resine e fibre di carbonio, impiegate in settori dove resistenza e performance sono requisiti essenziali. Tuttavia, i compositi tradizionali presentano importanti criticità dal punto di vista della sostenibilità: la natura sintetica dei loro componenti, spesso difficili da separare, rende i processi di riciclo complessi e costosi, mentre le matrici utilizzate derivano prevalentemente da fonti fossili, aumentando così il loro impatto ambientale.
Considerato anche il crescente impatto ambientale associato all’impiego di materiali vergini, i compositi tradizionali sono stati oggetto di una profonda revisione, orientata alla ricerca di alternative più sostenibili e facilmente smaltibili, in grado di favorire la degradazione del materiale a fine vita. Da questa esigenza nascono i bio-compositi, realizzati mediante l’impiego di risorse rinnovabili di origine biologica oppure di materiali di scarto pre e post consumo. Tra le soluzioni più interessanti emergono i bio-compositi ottenuti da fibre circolari riciclate, che consentono non solo di recuperare materiali destinati allo scarto, ma anche di trasformare il rifiuto in una risorsa ad alto valore aggiunto.
Tra le soluzioni più interessanti si distingue “kinari”, un materiale sviluppato da Panasonic Holdings Corporation. Si tratta di un bio-composito ottenuto dalla dispersione di fibre di cellulosa in una resina biobased e progettato per offrire elevate prestazioni riducendo al contempo l’impatto ambientale. Tradizionalmente, la produzione delle fibre di cellulosa prevede lo scioglimento della pasta di cellulosa in acqua e la successiva essiccazione, processo che richiede grandi quantità di energia e risorse idriche. Questa criticità è stata superata da un’innovazione di processo, realizzato completamente a secco, che consente di ottenere bio-compositi contenenti fino all’85% di fibra di cellulosa, completamente biodegradabili in circa nove mesi in acqua marina.
Oltre alla cellulosa, “kinari” integra anche materiali di scarto provenienti da altre filiere industriali utilizzati come fibre di rinforzo, tra cui legno derivante dal diradamento forestale, alghe marine, fondi di caffè, carta riciclata e tessuti post-consumo. La varietà delle materie prime impiegate permette di ottenere bio-compositi caratterizzati da texture e colorazioni differenti, ampliandone le possibilità applicative ed estetiche. Parallelamente, l’azienda sta sviluppando un sistema interno di recupero e riciclo del materiale a fine vita, con l’obiettivo di reintrodurlo nel ciclo produttivo per la realizzazione di nuovi prodotti. Attraverso “kinari”, Panasonic punta progressivamente a sostituire il materiale delle componenti tradizionalmente realizzati in plastica rigida negli elettrodomestici e negli accessori per la casa, proponendo un’alternativa ad alte prestazioni significativamente più sostenibile.
Un’altra realtà che ha costruito il proprio percorso sullo sviluppo di bio-compositi funzionali è la svedese PaperShell, che ha sviluppato un materiale innovativo per creare pannelli rigidi, resistenti a basse emissioni di carbonio.
Combinando carta kraft pre-consumo con un legante naturale, l’azienda ha sviluppato un materiale ad alte prestazioni capace di sostituire materiali convenzionali nel settore dell’arredo e del building. Attraverso un processo automatizzato di stampaggio a pressione ad alte temperature, il materiale può assumere forme rigide e curve mantenendo un elevato rapporto tra resistenza e peso.
Leggero, resistente e compatibile con processi produttivi scalabili, rappresenta un’alternativa a materiali come plastica, alluminio, vetroresina e lamiere metalliche, contribuendo alla riduzione delle emissioni. Anche il fine vita del materiale segue una logica circolare: attraverso processi controllati, PaperShell può trasformarsi in biochar, capace di arricchire il suolo e immagazzinare carbonio, alimentando così un ciclo basato sul recupero e sulla rigenerazione delle risorse.
Un altro esempio è rappresentato da un biocomposito ottenuto dal recupero di scarti agricoli, come erba, foglie, residui di malto e polpa di caffè, trasformati in materiali funzionali e adatti a diverse applicazioni per l’interior. La composizione del materiale varia dal 15% al 50% di bioresina a base vegetale – composta per il 20% da cellulosa di cactus – e dal 50% all’85% di fibre di scarto. All’interno della formulazione non vengono aggiunti additivi o coloranti e il processo non prevede l’utilizzo di sostanze chimiche nocive durante la lavorazione e la pulizia dei rifiuti, rendendo il materiale sicuro sia per l’ambiente che per l’utilizzatore.
Nella prima fase del processo produttivo, gli scarti vengono puliti ed essiccati in forno, poi triturati e setacciati. Successivamente il materiale viene pressato in fogli ed essiccato nuovamente, mentre nella fase finale viene brunito, levigato o lucidato in base all’applicazione desiderata. Il risultato è un materiale resistente, leggero e di alta qualità, caratterizzato da proprietà fonoassorbenti, una superficie morbida simile al feltro e una sensazione al tatto naturale. Queste caratteristiche lo rendono adatto per l’interior come rivestimenti murali e pareti divisorie, contribuendo a migliorare la salubrità degli ambienti vissuti. Al termine del suo ciclo di vita, il materiale è completamente biodegradabile e non lascia residui nell’ambiente.
