Polimero – macromolecola composta da unità ripetitive

Con polimero (dal greco poly-mer : poly - molti, meros - parti) normalmente si intende un composto organico, sebbene esistano anche polimeri inorganici. I polimeri possono contenere migliaia di unità ripetitive (monomeri) distribuite secondo strutture lineari o ramificate che possono raggiungere pesi molecolari superiori ad un milione di Dalton (Dalton = g/mol). I polimeri si trovano in natura, ma possono anche essere realizzati in modo sintetico/ artificiale. I polimeri naturali (= biopolimeri) sono gli elementi costitutivi specifici degli organismi viventi. Si tratta principalmente di polisaccaridi (es. cellulosa, amido, glicogeno) e proteine (es. glutine, collagene, enzimi) anche se si conoscono molte altre forme come la lignina ed i poliesteri. I polimeri sintetici sono un gruppo ampio e diversificato di composti non disponibili in natura. Vengono sintetizzati tramite metodi chimici o biochimici. La produzione annuale globale di polimeri artificiali nel 2009 si aggirava sui 230 milioni di tonnellate (Plastics – The Facts 2010).

L’uso principale di polimeri artificiali è nella produzione di plastiche.

I polimeri si distinguono dalla plastica, in quanto sono dei composti puri, mentre la plastica è un materiale a base polimerica pronto all’uso.

Concetto di base

In modo semplificato un polimero può essere paragonato ad una collana composta da singole perle (monomeri) concatenate a formare un  lungo filo.

Biopolimero – polimero formato da organismi viventi*

I biopolimeri (=polimeri naturali) sono i componenti costitutivi caratteristici degli organismi viventi (come proteine, acidi nucleici e polisaccaridi). Sono principalmente polisaccaridi (es. cellulosa, amido, glicogeno) e proteine (es. glutine, collagene, enzimi), anche se si conoscono altre forme come lignina, poliesteri, etc.

Definizione alternativa 1: polimero completamente o parzialmente  biobased (CEN/TR 15932:2009)

* Adattamento da: PAC, 1992, 64, 143 (Glossario per chimici di termini usati in biotecnologia (IUPAC Raccomandazioni 1992)), definizione a pag. 148

Plastica – materiale a base polimerica caratterizzato dalla sua plasticità

Il principale componente della plastica (dal greco: plastikos – adatto alla modellazione,  plastos – modellato, formato) è un polimero “formulato” mediante l’aggiunta di additivi e riempitivi allo scopo di conferire plasticità al materiale tecnologico. Le plastiche sono definite in base alla loro plasticità, cioè al raggiungimento dello stato di fluido viscoso ad un certo stadio della sua lavorazione.

Secondo la norma EN ISO 472: Plastico – materiale che contiene quale elemento essenziale un polimero e che ad un certo stadio della sua lavorazione per ottenere il prodotto finito può essere modellato.

Biodegradazione – degradazione di una sostanza tramite attività biologica

La biodegradazione coinvolge necessariamente degli organismi viventi, anche se la loro azione può essere combinata con altri processi abiotici. La biodegradazione avviene per azione di enzimi coinvolti nei sistemi digestivi degli organismi viventi e/o di enzimi isolati o secreti. Gli organismi attuano la biodegradazione su  substrati che riconoscono come cibo e che costituiscono fonte di nutrimento.

I prodotti finali della biodegradazione sono normali prodotti della digestione come anidride carbonica, acqua, biomassa o metano. Questo stadio finale è conosciuto come biodegradabilità finale o mineralizzazione biologica. Per scopi pratici dovrebbero essere noti la velocità di biodegradazione ed i prodotti finali della biodegradazione.

Plastica biodegradabile – plastica suscettibile di biodegradazione

Il processo di degradazione delle plastiche biodegradabili può comprendere in parallelo o in sequenza stadi biotici e abiotici, ma deve comunque sempre includere la mineralizzazione biologica. La biodegradazione della plastica avviene se il materiale organico della plastica viene utilizzato come fonte di nutrimento dal sistema biologico (organismo).  Le plastiche biodegradabili possono derivare da fonte rinnovabile /biomassa (es. amido) o non rinnovabile/ fossile (es. petrolio), lavorata mediante processi chimici o biotecnologici. L’origine (biomassa o fossile) e il tipo di processo mediante il quale le plastiche biodegradabili vengono prodotte non influenza la classificazione di plastica biodegradabile. La velocità di biodegradazione di un oggetto di plastica dipende non solo dalla specifica formulazione della plastica, ma anche dal rapporto superficie-volume, es. dallo spessore, etc.

Concetto di base

I microrganismi riconoscono le plastiche biodegradabili come cibo che consumano e digeriscono.

Plastica compostabile – plastica che biodegrada alle condizioni e nei tempi di un ciclo di compostaggio

Il compostaggio è un trattamento dei rifiuti organici operato in condizioni aerobiche (ovvero in presenza di ossigeno) in cui il materiale organico si converte ad opera di microrganismi presenti in natura. Durante il compostaggio industriale la temperatura nel mucchio di compostaggio può raggiungere i 70°C. Il compostaggio si realizza in condizioni umide. Il processo di compostaggio richiede alcuni mesi. E’ importante comprendere che una plastica biodegradabile non è necessariamente una plastica compostabile (infatti può biodegradare in tempi più lunghi o in condizioni differenti), mentre una plastica compostabile è sempre biodegradabile. Stabilire criteri per la definizione delle plastiche compostabili è importante perché i materiali non compatibili con il compostaggio possono peggiorare al qualità finale del compost. Le plastiche compostabili sono definite da una serie di norme nazionali ed internazionali (es. EN13432, ASTM D-6900), che si riferiscono al compostaggio industriale. La EN13432 definisce la caratteristiche dei materiali plastici per imballaggi che possono essere considerati compostabili e possono essere riciclati tramite compostaggio di rifiuti solidi organici. La EN 14995:2006 amplia lo scopo anche a plastiche utilizzate in campi diversi dall’imballaggio. Questi standard sono alla base di svariati sistemi di certificazione.

Secondo la EN 13432 una plastica compostabile deve possedere le seguenti caratteristiche:

 • Biodegradabilità: capacità del materiale compostabile di essere convertito in CO2 grazie all’azione di microrganismi. Questa proprietà è misurata seguendo lo standard EN 14046 (pubblicato anche come ISO 14855: biodegradabilità in condizioni di compostaggio controllato). Al fine di dimostrare la biodegradabilità completa, il livello di biodegradazione deve raggiungere almeno il 90% in meno di 6 mesi.

 • Disintegrabilità:  frammentazione fisica e perdita di visibilità nel compost finale, misurata in un impianto di compostaggio a scala pilota seguendo la norma EN 14045.

 • Assenza di effetti negativi sul processo di compostaggio.

 • Bassi livelli di metalli pesanti ed assenza di effetti negativi sul compost finale.

Il compostaggio domestico differisce da quello industriale, per le più basse temperature raggiunte nel mucchio di compostaggio durante il processo. Un materiale plastico deve essere sottoposto a prove specifiche per dimostrarne la compostabilità in condizioni di  compostaggio domestico.


Concetto di base

Le plastiche compostabili biodegradano in condizioni di compostaggio industriale. 

Bioplastica – materiale plastico biodegradabile oppure di origine biologica  o entrambe le cose*

Il termine, nella sua definizione primaria è molto usato in ambito industriale ma meno dalla comunità scientifica.

Uso alternativo del termine 1: può anche significare plastica biocompatibile (CEN/TR 15932)
Uso alternativo del termine 2: può significare materiale plastico naturale. Ci sono pochissime bioplastiche conosciute. Un esempio sono i polidrossialcanoati (PHA) - poliesteri termoplastici naturali.

* definizione European Bioplastics

Plastica bio-based – plastica derivata da biomassa (escludendo le biomasse fossili)

Una plastica può essere completamente o parzialmente derivata da biomasse (= risorse rinnovabili). L’uso di risorse rinnovabili dovrebbe portare ad una maggiore sostenibilità della plastica. Sebbene anche le risorse fossili siano naturali, non essendo rinnovabili non sono considerate come fonte di plastiche bio-based. Per definire in che misura una plastica è bio-based, vedi la sezione relativa al contenuto di carbonio bio-based. Spesso ci si riferisce ai materiali bio-based come a biomateriali, anche se in senso stretto i due termini non sono sinonimi (vedi Biomateriali). L’uso di questo termine come sinonimo di plastica bio-based dovrebbe essere disincentivato, in quanto inappropriato.

Biomassa – materiale di origine biologica, escludendo i materiali fossilizzati o geologici (= risorse rinnovabili)

I termini biomassa e risorsa rinnovabile hanno lo stesso significato in termini del tipo di fonte e del tempo di ricostituzione della stessa.

Una risorsa rinnovabile è una risorsa che può essere ricostituita ad una velocità comparabile a quella del suo sfruttamento.

La biomassa può essere di origine animale, vegetale o microbica.

Biobased – derivato da biomassa

Contenuto di carbonio bio-based – contenuto di carbonio derivato da biomassa come frazione in peso del carbone organico totale presente in un materiale

Il contenuto di carbonio bio-based  viene determinato con la misura del contenuto dell’isotopo C14. (Il C14 nelle risorse rinnovabili è molto più alto che in quelle fossili, con tempo di dimezzamento di 5730 anni). Questo metodo è alla base dello standard ASTM D-6866: Metodo di prova standard per la determinazione del contenuto bio-based di campioni solidi, liquidi e gassosi tramite analisi del carbonio radioattivo. Ulteriori metodi standard di questo tipo sono attualmente in fase di sviluppo. Sono disponibili certificati e loghi di certificazione basati sullo standard ASTM D-6866-08 per materiali con diverso contenuto bio-based.

Termini con significato analogo sono  “contenuto bio-based” (ASTM D-6866-08) e” contenuto di biomassa”, quest’ultimo definito come frazione della massa del materiale originata da biomassa (CEN/TR 15932:2009).

Biomateriale – materiale per  applicazioni biomediche

Si vedano le definizioni fornite dalla Società Internazionale dei Biomateriali:  http://www.biomaterials.org/index.cfm

 

Sostenibilità – termine generale che descrive il fardello in termini di risorse associato ad un processo o prodotto

Ci sono due ambiti principali in cui  si affronta la sostenibilità. Il più ristretto si focalizza esclusivamente sull’uso di materiali e risorse di energetiche. Il più ampio tiene conto anche di aspetti di tipo sociale e considera la sostenibilità composta da elementi di tipo economico, sociale ed ambientale. Quest’ultima definizione è considerata più vaga a causa della natura arbitraria dei parametri e criteri utilizzati, mentre la prima ha un carattere più tecnico.

La definizione più comunemente usata per la sostenibilità è quella elaborata dalla conferenza di Rio sul cambiamento climatico: L’ uso delle  risorse che non comprometta la possibilità delle generazioni future di usarle a loro volta. Un’altra definizione che si focalizza sulla rinnovabilità di materiali ed energia è stata coniata da R. Baum:Derivato dal sole in tempo reale. Il punto cruciale in entrambe le definizioni è che la sostenibilità non è compatibile con il consumo di risorse fino al loro esaurimento totale e definitivo. La seconda definizione riconosce che il sole è la sola sorgente di energia (di cui c’è bisogno anche per la creazione di biomassa).

Gli strumenti chiave identificati per valutare la sostenibilità  possono essere raggruppati in quattro categorie principali:

Strumenti di governo sostenibili (es. GGP)

Metodi e strumenti per la valutazione degli impatti ambientali, economici e sociali (es. LCA)

Strumenti per la gestione e certificazione ambientale (es. EMAS)

Strumenti per la progettazione sostenibile (es. ecodesign).

La sostenibilità viene comunemente misurata utilizzando il Life Cycle Assessment (LCA), metodo sistematico ed obiettivo per valutare e quantificare l’energia, le conseguenze ambientali ed i potenziali impatti associati con un prodotto/ processo/ attività attraverso il suo intero ciclo di vita, dal reperimento delle materie prime fino al suo fine vita ( “dalla culla alla tomba”). In questa tecnica, tutte le fasi del processo produttivo sono considerate come correlate ed interdipendenti, rendendo possibile valutare gli impatti ambientali cumulativi. L’LCA è il principale strumento per implementare il ‘Life Cycle Thinking’ (LCT). LCT è un approccio culturale fondamentale perché prevede di considerare l’intera catena produttiva ed identificare quali miglioramenti ed innovazioni possono essere apportati. L’LCA è anche nota come “analisi del ciclo di vita”, “eco-bilancio” e “analisi dalla culla-alla tomba”.

Concetto di base

La sostenibilità di un materiale può essere illustrata in maniera semplificata tramite due esempi. Il flusso di un fiume è un processo sostenibile. In teoria è inesauribile e continuerà a fluire anno dopo anno. Un esempio di processo non sostenibile è l’estrazione di un minerale in una miniera. Una volta che il minerale è stato estratto ed utilizzato, esso non ricomparirà più.

 

Fonti:

Plastics – The Facts 2010, European Plastics, 2010

http://www.plasticseurope.org/documents/document/20101006091310-final_plasticsthefacts_28092010_lr.pdf

IUPAC. Compendio di Terminologia Chimica  2a ed. (the "Gold Book"). Redatto da A. D. McNaught e  A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). Versione XML on-line corretta: http://goldbook.iupac.org (2006-) creata da M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; aggiornamenti a cura di A. Jenkins.

EN ISO 472 Plastica - Vocabolario

Rapporto tecnico CEN/TR 15932: 2010 Plastica – Raccomandazioni per la terminologia e la caratterizzazione dei biopolimeri e delle bioplastiche, Commissione Europea per la Standardizzazione, Brussels, 24 marzo 2010.

ASTM D883 - 11 Terminologia standard relativa alla plastica (inclusa letteratura relativa alla terminologia della plastica, in Appendice X1)

EN 13193:2000 Packaging – Packaging  e ambiente – Terminologia

EN 13432:2000 Packaging – Requisiti per gli imballi recuperabili tramite compostaggio e biodegradazione Requirements

EN 14995:2006 Plastica – Valutazione di Compostabilità - Consiglio dell’Unione Europea, Miglioramento degli strumenti di politica ambientale. Conclusioni del Consiglio, Brussels, 21 dicembre 2010.