Guayule, protagonista della chimica verde di Versalis

La gomma naturale può essere prodotta dall’arbusto del Guayule. Dall’accordo tra Versalis e Yulex, una innovativa piattaforma tecnologica per la chimica da rinnovabili

Guayule, il protagonista della chimica verde di Versalis

 

 

Si dice “gomma naturale” e si pensa subito “caucciù”. Ma in un futuro molto prossimo un altro materiale naturale sarà protagonista. Versalis, la società chimica di Eni, da tempo impegnata nello sviluppo  del proprio portafoglio con prodotti ad alto valore aggiunto, realizzati con progetti sostenibili a basso impatto ambientale, fra le proprie strategie di green chemistry ha posto al centro una sfida innovativa che trasforma così l’equazione: “gomma naturale = guayule”. E ha avviato, a partire da Gennaio 2013, una collaborazione con Yulex, società con sede in Arizona, fondata nel 1997 e specializzata nella produzione di gomma naturale a partire dall’arbusto del Guayule (GNR). Obiettivo: assicurare, nell’arco di pochi anni, la disponibilità della materia prima che potrebbe iniziare a fare i conti con produzioni limitate, giungendo a configurare una piattaforma tecnologica per la chimica da rinnovabili, destinata ad applicazioni ad alto valore aggiunto, capace di valorizzare al meglio la complessità molecolare propria delle materie prime di origine vegetale.

 

Un importante valore intrinseco, questo, che le caratterizza e che si coglie attraverso la trasformazione, anziché la rottura – come nel caso dei cicli petrolchimici – delle catene molecolari. Il risultato è un minore impatto sull’ambiente e prodotti diversi, ma con analoghe proprietà – se non migliorate – rispetto alle loro “controparti” da materia prima fossile. Questi set di caratteristiche, naturalmente, sono frutto di un percorso di conoscenze acquisite step by step nell’ambito dell’importante attività di Ricerca e Sviluppo della Società, che vede nella Ricerca e Innovazione  – combinata con le alleanze strategiche – e nello sviluppo continuo di competenze – tecnologiche, ingegneristiche, di gestione impianti e di sviluppo prodotto – le chiavi del successo di una chimica dal volto nuovo.

 

 

Segni distintivi: unicità

Perché concentrarsi su un progetto gomma naturale è presto detto: è un materiale polimerico dalle proprietà uniche per resilienza, elasticità, resistenza all’abrasione e all’impatto, efficienza nella dispersione di calore e malleabilità alle basse temperature. Per queste caratteristiche, nella maggior parte delle sue applicazioni – pneumatici, strumenti per l’ambito medicale, materassi, rivestimenti, guarnizioni – non esiste alternativa sintetica in grado di sostituirlo a parità di performance.  Fra le varie proprietà che distinguono la gomma naturale vi è inoltre la capacità di non surriscaldarsi alle deformazioni meccaniche, per cui gli pneumatici degli aerei sono in gran parte prodotti con gomma naturale e non sintetica. La produzione annua mondiale di gomma naturale è pari a 10,5 milioni di tonnellate all’anno, di cui 2 importate in Europa, dove non esiste capacità produttiva. Attualmente viene prodotta solo dalla pianta dell’Hevea Brasiliensis  – ‘caucciù’ – che cresce in climi tropicali nel Sud Est Asiatico (93%) e in Africa.

 

I luoghi della produzione del Caucciù (verde) e del Guayule (arancione)
I luoghi della produzione del Caucciù (verde) e del Guayule (arancione)

 

La coltivazione e l’estrazione della gomma avvengono oggi in latifondi caratterizzati da un’elevata incidenza di ‘tapping’, il lavoro manuale che prevede l’incisione della corteccia e il trasporto manuale fino ai centri di raccolta. Sulla produzione da caucciù incombono tuttavia seri rischi dovuti a pochi, ma decisivi, fattori critici:  1) la maturità/rotazione delle colture – l’olio di palma per bio-diesel sta rimpiazzando parte delle colture nel Sud Est Asiatico;  2) la minaccia da parassiti, che su una pianta che non ha diversità biologica  può provocare l’annientamento della produzione, come è accaduto con la SALB – South American Leaf Blight –  in Sud America che ha praticamente azzerato la produzione in quell’area geografica, luogo d’origine della coltura;  3) la sostenibilità della produzione, in termini non esclusivamente di impatto ambientale, ma nella più ampia prospettiva dell’impatto sociale. Nel caso specifico, per piantagioni che generalmente ricevono sussidi dagli stati di appartenenza, il capitale umano impiegato spesso è sottopagato e costituito prevalentemente da donne e bambini.

 

In questo scenario, la pianta del Guayule si presenta come una fonte di gomma naturale alternativa all’Hevea Brasiliensis, dotata di proprietà maggiormente interessanti, che grazie all’acquisizione di nuove conoscenze possono essere valorizzate al meglio, aumentando la capacità di conversione e flessibilità della materia prima. Il Guayule è un arbusto originario del deserto del Chihuahua (Messico) e del Sud Ovest degli Stati Uniti, preliminarmente testato, in passato, anche sul territorio del Sud Europa. La coltivazione di questa pianta avviene in campo aperto e tutte le operazioni colturali (dalla piantagione al raccolto) sono molto più facilmente automatizzabili, rispetto ai limiti intrinsechi delle piantagioni a Hevea.

 

Il lattice prodotto dal Guayule, se estratto con particolari tecniche, presenta il vantaggio di avere un contenuto  in proteine di tre volte inferiore a quello della più nota gomma naturale, ciò che conferisce allo stesso preziose proprietà anallergiche – ad esempio, non induce particolari tipi di allergie, come quelle che manifestano i chirurghi dopo aver indossato per un certo lasso di tempo i guanti sterili –  ed è quindi particolarmente indicato per la produzione di manufatti in settori in cui è richiesta questa caratteristica  – medical care (supporti medicali) e performance suits (abiti dotati di specifiche caratteristiche, come le mute dei subacquei). Inoltre, l’estrazione di gomma naturale da Guayule sarà finalizzata anche alla produzione di applicazioni su più ampia scala di mercato, come gli  pneumatici ad alte performance.

 

 

Con Yulex,  partnership strategica

La società Yulex, con cui Versalis ha sottoscritto un’importante partnership per la produzione di gomma naturale su scala industriale e lo sviluppo applicativo di prodotti ad alto valore aggiunto, possiede un impianto dimostrativo per l’estrazione della gomma che utilizza un processo industriale proprietario, alimentato da una filiera agronomica di centinaia di ettari nei dintorni di Phoenix, Arizona. Un know-how acquisito  nell’arco di un decennio sia nel campo industriale – ovvero l’estrazione acquosa dal Guayule – , sia soprattutto nel campo biologico ed agronomico  – attraverso la selezione di genotipi e l’ottimizzazione della filiera agricola –  che ha condotto  all’individuazione e alla scelta di genotipi unici ed ottimizzati, ovvero delle varietà più idonee per la coltivazione finalizzata all’utilizzo su scala industriale.

 

L’attività di sviluppo dell’ambizioso progetto vede ora Versalis impegnata lungo cinque direttrici, tutte ugualmente sfidanti e tutte convergenti verso la realizzazione di una piattaforma  tecnologica completa per il Guayule, basata sul concetto di “bioraffineria totale” (la pianta viene valorizzata interamente):

 

GOMMA
Rappresentazione semplificata del ciclo produttivo

 

 

1) lo sviluppo  di una filiera agricola dimostrativa, ovvero sperimentale, per la definizione del miglior protocollo agronomico adatto alle condizioni territoriali e climatiche italiane;

 

2) la progettazione di un impianto su semiscala industriale di estrazione con acqua per la quale è stata coinvolta una società di ingegneria internazionale, specializzata in progetti condotti in campi per alcuni aspetti simili – quali l’handling delle biomasse, e l’industria del legno e della carta;

 

3) lo sviluppo di progetti di ricerca  per la valorizzazione della biomassa residua (la parte residua dopo il processo di estrazione della gomma);

 

4) l’attività di pre-marketing per lo sviluppo  di mercato delle applicazioni per lattice e gomma da Guayule;

 

5) gli studi cosiddetti “di vocazionaltà”, per l’individuazione delle aree più idonee per l’insediamento della filiera agro-industriale.

 

Chi volesse addentrarsi in questo “pop – up” di conoscenze non deve far altro che esplorare i contenuti digitali…

 

 


 

timeline_1922Guayule: storia tra passato e futuro

Il Guayule iniziò a catalizzare l’attenzione dei chimici, degli agronomi e dei governi del mondo fin dai primi del ‘900

 

 

 

 

IMG_6432La ricerca dell’Innovazione 

Intervista a Sergio Lombardini, Direttore Ricerca, Sviluppo e Innovazione tecnologica Versalis

2 Commenti

  1. Buongiorno ing. Lombardini. Sono Giardina Francesco amministratore della società T.W.G. srl con sede a Gela
    La nostra società si occupa del trattamento delle acque, specializzata in water reuse. Recentemente abbiamo incontrato il prof. Mario Enea presidente del consorzio di ricerca per l’innovazione tecnologica agrobiopesca dell’università di Palermo, la quale vorremmo intraprendere un progetto di ricerca per la coltivazione del Guayule nel territorio Siciliano, riutilizzando acque provenienti da impianto biologico urbano depurato, con trattamento finale di affinamento tramite processo di ultrafiltrazione per garantire l’irrigazione del Guayule in quei territori soggetti a eventuale siccità, e nello stesso tempo di poter acquisire dati sulla coltivazione, per poi formare i coltivatori e le aziende agricole alla coltivazione del Guayule. Le chiedo cortesemente un suo parere in merito.

  2. Distinto Ing.Lombardini,
    in sicilia sono già realtà, mentre in Calabria sono in corso iniziative per i CdF. Noi riteniamo questa azione di interesse socio economico poichè parte dal basso e mette in moto piani di sviluppo coerenti al territorio ed alle sue necessità. Può meglio rendersi conto del piano di azione dei contratti di fiume, di costa, di lago, di montagna seguendo questo link: http://nuke.a21fiumi.eu/Cos%C3%A8unContrattodifiume/tabid/56/Default.aspx
    Il tavolo Nazionale presso il Ministero dell’ambiente coniuga gli interessi del Ministero dell’agricoltura, del Mise etc. Sarebbe gradita una interlocuzione con il suo gruppo di lavoro per una intesa anche istituzionale. Cordialmente A.Torre

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