Bioraffineria Matrìca a Porto Torres: rinnovabilità, sostenibilità e biodegradabilità

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1 IL GALILEO Anno 4, Numero 8, ottobre 2014 Chimica Verde Bioraffineria Matrìca a Porto Torres: rinnovabilità, sostenibilità e biodegradabilità di Giuditta Bricchi La bioraffineria Matrìca a Porto Torres ( Sardegna ) è il risultato di un progetto di riconversione del petrolchimico di Porto Torres, avviato nel 2011 con una joint venture paritaria tra Versalis (Eni) e Novamont. L avviamento del primo impianto è stato inaugurato nel giugno Matrìca rappresenta un innovativo complesso produttivo che utilizza materie prime provenienti da fonti rinnovabili vegetali e mira a coniugare rinnovabilità, sostenibilità e biodegradabilità. I suoi prodotti, ottenuti dall'integrazione di agricoltura e industria, costituiranno i componenti base per successive produzioni di bioprodotti più complessi. Chimica Verde (o Sostenibile)

2 L attenzione sempre maggiore alle conseguenze ambientali dei prodotti chimici e dei processi con cui vengono realizzati, ha portato, negli Stati Uniti, all'inizio degli anni novanta, allo sviluppo del concetto di Chimica Sostenibile ( o Verde). Il suo fondatore, Paul T. Anastas, l ha così definita "La Chimica Sostenibile è l'utilizzo di un insieme di prodotti atti a ridurre, o eliminare, l'uso e la generazione di sostanze pericolose nella produzione ed applicazione dei prodotti chimici". La Chimica Verde si fonda su 12 principi, che tengono in considerazione ambiente, economia e sicurezza ( prevenzione dell inquinamento, efficienza energetica, uso di materie prime rinnovabili, sintesi chimica meno pericolosa e così via ). Oggi la Chimica Verde rappresenta, nell'ambito dell'industria chimica, un importante fattore complementare alle vie tradizionali di produzione. Essa è caratterizzata dall utilizzo efficiente delle materie prime, dall'indipendenza energetica, da una maggiore integrazione con il territorio, da emissioni di CO2 prossime a zero. Bioraffineria integrata nel territorio

3 Matrìca - dal dialetto gallurese "madre", "matrice" che crea e rinnova la vita costituisce la realizzazione di una bioraffineria integrata di terza generazione, spiega Piergiorgio Sedda (Responsabile realizzazione investimenti Matrìca). Partendo dall'utilizzo di materie prime agricole e di scarti vegetali, produrrà una gamma di prodotti chimici attraverso processi a basso impatto ambientale. Una volta completata, entro il 2017, la struttura, dotata di diversi impianti, interesserà un'area di circa 27 ettari e avrà una capacità complessiva di circa 350 mila tonnellate l'anno di bioprodotti. Il progetto prevede un investimento totale di circa 500 milioni di euro e la realizzazione di impianti dedicati alla produzione di monomeri bio, biolubrificanti e additivi bio per gomme, tutti di matrice rinnovabile. Le prime strutture realizzate hanno assorbito finora un investimento di circa 180 milioni di euro. Il progetto Matrìca ha ottenuto di recente un finanziamento pari a 70 milioni di euro della durata di 12 anni da parte della Banca Europea per gli Investimenti (BEI), in considerazione dell'alta innovazione, della sostenibilità ambientale e dell'impatto sul territorio del progetto. Bioeconomia: il modello sardo

4 Coltivazione di cardi Il nuovo impianto sardo è una realizzazione concreta e importante del moderno concetto di bioeconomia ( o economia ecologica), disciplina fondata da Nicholas Georgescu-Roegen ( ). La bioeconomia promuove l'affermazione di un nuovo modello di sviluppo basato sull'innovazione continua, sulla valorizzazione delle biodiversità locali e sull'approccio di una forte collaborazione con il mondo agricolo, con quello della ricerca e delle istituzioni. Un simile modello può innescare fenomeni di rigenerazione territoriale in termini economici, ambientali e sociali, valorizzando le risorse e le competenze già esistenti e incidendo positivamente sulle prospettive occupazionali a lungo termine. Matrìca di Porto Torres rappresenta un modello di integrazione tra produzione industriale e agricola. Le materie prime che alimenteranno il fabbisogno industriale di biomassa saranno ottenute da colture di cardo (Cynara cardunculus L. var. Aitìlis) o da altre colture oleaginose attualmente allo studio. Il cardo, per le sue peculiarità, è in grado di fornire il tipo di biomassa e dì olio rispondente alle esigenze di questo tipo dì produzione. Caratteristiche ed obiettivi

5 Lo schema della bioraffineria Alla base del progetto innovativo Matrica si pone il rispetto delle condizioni dì sostenibilità economica, ambientale e sociale. Gli obiettivi di Matrìca sì fondano sul rispetto di criteri considerati basilari, quali ricerca e innovazione, rinnovabilità, autonomia energetica, replicabilità. Gli impianti sorgono in un'area rurale ricca di terreni marginali e adatti alla produzione sostenibile di biomassa e prevede l'utilizzo di scarti vegetali e di materie prime agricole locali non in competizione con le risorse alimentari. Una delle materie prime scelte è il cardo selvatico, la cui coltura, adatta al clima mediterraneo e a terre aride, non comporta l'utilizzo dì diserbanti, di concimi o di pesticidi. La presenza del nuovo complesso produttivo favorirà io sviluppo dell'imprenditoria dell'intera Regione, che potrà trarre vantaggio nel settore primario (agricoltura, allevamento, apicoltura), in quello secondano (mezzi e attrezzi agricoli, logistica, manifatturiero di trasformazione dei bio-prodotti) e nel terziario (collaborazioni con le università ed enti di ricerca locali). Centro di Ricerche e impianti pilota

6 Lo schema produttivo Il centro di ricerca, operativo dal 13 febbraio 2012, include un laboratorio di analisi e 7 impianti pilota e si sviluppa complessivamente su un'area di oltre m2. Gli impianti pilota sono un elemento fortemente qualificante del centro di ricerca per lo sviluppo di nuove tecnologie, di prodotti sempre più avanzati e di campioni per i test di mercato. L'area dedicata agli impianti pilota comprende diverse sezioni che simulano su piccola scala le principali operazioni unitarie chimiche ed ingegneristiche, consentendo un rapido trasferimento di informazioni e tecnologie dalla scala della ricerca di base a quella della piena industrializzazione. II centro ha due divisioni: chimica e agronomica. La prima si occupa della caratterizzazione delle materie prime e dei prodotti finiti provvedendo, inoltre, alla realizzazione degli standard, al loro mantenimento. Si occupa inoltre allo sviluppo dì nuove metodologie idonee alle analisi delle caratteristiche dei prodotti. La divisione agronomica si dedica alla caratterizzazione chimica e fisica dei diversi componenti della materia prima (cardo, biomassa e così via). Novamont e Versalis Il centro di ricerca opera in sinergia con i centri di ricerca di Novamont, da cui le tecnologie sono nate ( e con quelli di Versalis, società di Eni, leader internazionale nella produzione e nella commercializzazione di prodotti petrolchimici. II progetto prevede anche la sperimentazione, a cura di Novamont, leader nel mercato delle bioplastiche, di colture agricole locali che possano essere idonee ad alimentare gli impianti di Matrìca: ad oggi sono 400 gli ettari coltivati a cardo, pianta autoctona sarda. Sono inoltre in corso sperimentazioni, su piccole estensioni, con altre arido-colture oleaginose di potenziale interesse industriale. Il Centro di Ricerche collabora inoltre con istituti nazionali e internazionali di primario livello e con il sistema regionale della ricerca.

7 I bio-prodotti I prodotti rinnovabili Matrìca ( nascono da una tecnologia innovativa, tutta italiana, di trasformazione degli oli vegetali. Attraverso un processo di scissione ossidativa a basso impatto ambientale, gli oli vegetali vengono trasformati in acidi monocarbossilici e dicarbossilici, utilizzabili in numerosi settori applicativi. Questi prodotti rappresentano una preziosa risorsa all'interno della filiera Matrìca, costituendo la materia prima di partenza per la produzione di un'ampia e diversificata gamma di composti. Gli acidi più importanti, per proprietà e potenziali applicazioni, sono l'acido azelaico e l'acido pelargonico. L'acido azelaico ( appartenente alla famiglia degli acidi dicarbossilici) costituisce un'eccellente base per plastificanti speciali e per i lubrificanti; trova applicazione nei prodotti per la cura della persona, in campo farmaceutico e nella produzione di bioplastiche. L'acido pelargonico ( appartenente alla famiglia degli acidi monocarbossilici) è una materia prima ideale per una vastissima gamma di applicazioni in cosmesi, per la sintesi di bio-lubrificanti, per la cura della persona, per la detergenza, per le fragranze alimentari. Bioplastica La bioplastica è un tipo di plastica biodegradabile in quanto derivante da materie prime vegetali rinnovabili annualmente. Il tempo di decomposizione, in compostaggio, è di qualche mese contro i 1000 anni richiesti dalle materie plastiche sintetiche derivate dal petrolio. Le bioplastiche attualmente sul mercato sono

8 composte principalmente da farina, amido di mais, grano o altri cereali. Esse, oltre ad essere biodegradabili (in accordo con la Norma Europea En e con i programmi di certificazione rilasciati da primari enti internazionali), hanno il pregio di non rendere sterile il terreno sul quale vengono depositate. I prodotti realizzati con la bioplastica ( come biopiatti, biobicchieri, bioposate ) consentono, dopo l uso, di ricavare concime fertilizzante che può essere impiegato in agricoltura. Tecnologia e impianti Gli impianti Matrìca si avvalgono di una tecnologia proprietaria, prima al mondo, radicalmente diversa da quelle esistenti, in quanto non utilizza ozono nella reazione di scissione ossidativa dell olio vegetale e permette così di ottenere bioprodotti attraverso un processo sicuro e a basso impatto ambientale. Schematicamente l insieme degli impianti comprende ( vedi schema): L'impianto Monomeri Bio, alimentato da oli vegetali, con una capacità produttiva di ton/y. L'impianto Additivi per Gomme e Polimeri, integrato a valle dell'impianto Monomeri Bio e dedicato alla produzione di oli estensori. L'impianto Esterificazione, flessibile e indipendente, dedicato alla produzione di specialties per diversi settori applicativi.