La presente proposta si inserisce nella linea di ricerca avviata negli ultimi anni nel Laboratorio di Ingegneria Sanitaria Ambientale del DICEA, in parte sostenuta anche grazie al finanziamento di un progetto ¿piccolo¿ di Ateneo (annualità 2020). Nonostante gli inevitabili rallentamenti nelle attività sperimentali causati dall'emergenza sanitaria, i risultati preliminari e il perfezionamento del set-up sperimentale per la simulazione del comportamento ambientale delle bioplastiche biodegradabili (BPB), unitamente a un crescente interesse dettato dalla rapida evoluzione della normativa europea e nazionale, hanno fatto maturare nel gruppo proponente la convinzione dell'opportunità di elaborare una nuova proposta che consentisse di approfondire le conoscenze teoriche preliminari acquisite sino ad oggi. Saranno dunque integrate competenze e approccio propri dell'Ingegneria Sanitaria Ambientale e della Pianificazione Territoriale e Urbanistica per individuare i processi di alterazione biochimica e fisica delle BPB monouso, i percorsi coinvolti e il loro ruolo nei processi di digestione anaerobica e valutare l'impatto delle strategie di impiego e gestione delle BPP in contesti territoriali critici. Le BPB commerciali vengono infatti tipicamente utilizzate in miscela con plastiche convenzionali e i test di laboratorio sino ad oggi sviluppati non consentono di prevedere, ad esempio, il trasferimento al suolo e alle falde delle microplastiche residue nei prodotti della digestione anaerobica. Partendo da queste considerazioni, l'attività di ricerca si propone di approfondire lo studio sperimentale del processo di digestione anaerobica delle BPB commerciali, ampliando la caratterizzazione dei materiali e le condizioni sperimentali della digestione anaerobica. Inoltre, verrà analizzato a livello territoriale l'impatto della sostituzione della plastica convenzionale con BPB, in particolare su realtà a spiccata vocazione turistica.
L'analisi sperimentale proposta presenta elementi di originalità e può essere utile per incrementare la comprensione dei meccanismi di degradazione delle bioplastiche. Ad oggi è disponibile un'ampia casistica in letteratura per quanto riguarda lo studio del comportamento ambientale dei biopolimeri in film o in polvere sottoposti a trattamenti di digestione aerobica e anaerobica. Con il progetto di ricerca proposto si intende perseguire un avanzamento della conoscenza principalmente in due modi: a) selezionando bioplastiche attualmente disponibili sul mercato, con l'obiettivo di sviluppare una metodologia per la caratterizzazione del materiale che ne determini quanto più accuratamente la composizione, in modo tale da poter fare ipotesi sulla correlazione tra la natura del materiale e i meccanismi di degradazione; b) analizzando bioplastiche rigide, impiegate nello specifico per la realizzazione di articoli monouso, al fine di indagare l'influenza della forma e della dimensione del prodotto sull¿evoluzione del processo di degradazione.
Inoltre, si intende verificare le variazioni della resa e della cinetica del processo al variare dei parametri Food to Microorganisms (F/M), concentrazione di Solidi Totali (TS) e pezzatura del materiale in ingresso. La co-digestione con FORSU sintetica sarà poi utile a valutare l'evoluzione del processo nel caso in cui la bioplastica si trovi a competere con substrato più facilmente degradabile. Gli studi scientifici attualmente disponibili sull'argomento non consentono di avere una visione adeguata del comportamento del processo e dell'influenza dei singoli parametri e dei loro effetti combinati sulla variazione delle rese finali. L'attività di ricerca proposta si pone pertanto l'obiettivo di approfondire la conoscenza dell'influenza dei diversi fattori presentati, attraverso un insieme di test sperimentali in cui saranno adottate diverse condizioni operative.
Lo scopo della sperimentazione sarà individuare le combinazioni operative che consentono di orientare i processi metabolici verso una maggiore degradazione delle bioplastiche, contribuendo a fornire ulteriori risultati sperimentali relativi a tale tematica per chiarire gli aspetti ancora non sufficientemente noti del processo nella prospettiva di un'applicazione a scala reale.