Carta batte plastica? Una diatriba sempre attuale
di Nicole Ticchi
- Materie coinvolte: Biologia, Chimica
Carta batte plastica? Una diatriba sempre attuale
“Meglio un involucro di plastica o di carta?”
Nelle prossime righe non daremo una risposta precisa a questa domanda, ma parleremo di come usare le informazioni a nostra disposizione per formularne una che ci convinca abbastanza dal punto di vista scientifico.
Il dilemma “carta o plastica?” riguarda in primo luogo tutti coloro che producono o devono utilizzare un imballaggio (o packaging) per la propria merce. Oggi molte aziende hanno convertito (o stanno convertendo) la propria produzione per rispondere a nuove esigenze di mercato. La carta, a quanto pare, viene percepita come materiale più “green” rispetto alla plastica.
Nelle prossime righe non daremo una risposta precisa a questa domanda, ma parleremo di come usare le informazioni a nostra disposizione per formularne una che ci convinca abbastanza dal punto di vista scientifico.
Il dilemma “carta o plastica?” riguarda in primo luogo tutti coloro che producono o devono utilizzare un imballaggio (o packaging) per la propria merce. Oggi molte aziende hanno convertito (o stanno convertendo) la propria produzione per rispondere a nuove esigenze di mercato. La carta, a quanto pare, viene percepita come materiale più “green” rispetto alla plastica.
Ci sono tanti ragionamenti da fare su questo aspetto, ma partiamo da quello alla base del nostro ragionamento: è più sostenibile un involucro di carta o di plastica?
Innanzitutto, parlare di sostenibilità ci mette davanti a uno scenario piuttosto ampio, che oltre all’aspetto ambientale comprende anche quello economico e, per essere ancora più inclusivi, quello sociale: in questo caso ragioneremo sulla sostenibilità ambientale.
I punti cui fare attenzione sono diversi:
- composizione dei materiali,
- metodi di produzione,
- energia utilizzata durante il ciclo di vita,
- diossido di carbonio emesso durante il ciclo di vita,
- metodi di smaltimento,
- percezione da parte del consumatore.
Partiamo dall’ultimo punto, che sembra il più frivolo ma in realtà gioca un ruolo importantissimo nelle scelte che i produttori compiono quando mettono sul mercato la propria merce. Oggi, infatti, molti consumatori considerano la carta come un'alternativa più rispettosa dell'ambiente rispetto alla plastica. Un sondaggio sulle preferenze dei consumatori europei rispetto agli imballaggi, commissionato da Two Sides nel 2020, ha concluso che il 62% dei consumatori considera gli imballaggi di carta e cartone migliori per l'ambiente. Inoltre, il 70% dei consumatori intervistati ha dichiarato di prendere attivamente misure per ridurre l'uso di imballaggi in plastica. Si tratta di un’informazione molto preziosa per chi produce, in particolare per la filiera alimentare i cui prodotti vengono scelti anche in base all’imballaggio. Indipendentemente dalla sostenibilità reale di un materiale, infatti, l’opinione del consumatore ha molto più peso di quella della scienza.
Analizziamo ora agli aspetti tecnici, altrettanto importanti. Carta e plastica sono prodotte a partire da materie prime molto diverse tra loro:
- la carta si produce a partire dalla cellulosa e, a seconda dell’utilizzo finale, può essere composta da più o meno strati, con una rigidezza diversa;
- la plastica può essere prodotta a partire da monomeri di origine fossile o da biomassa e anche in questo caso, a seconda dell’utilizzo, le caratteristiche di rigidezza e lo spessore possono variare.
Perché è importante la specifica sull’utilizzo? Perché la destinazione d’uso dovrebbe influenzare il tipo di materiale prescelto. Per fare un esempio, se occorre imballare degli alimenti allora l’azienda deve rispettare una serie di caratteristiche dell’imballaggio che garantiscano la sicurezza del consumatore soprattutto se si tratta di packaging primario (a diretto contatto con il cibo). Tutto ciò diventa meno rilevante se si tratta di packaging secondario (involucro esterno, a fini informativi ed estetici).
Le proprietà della plastica rendono gli imballaggi in materie plastiche ideali per contenere e proteggere in modo efficiente i prodotti durante la spedizione e la consegna. Anche dal punto di vista del contatto con i cibi, sia solidi sia liquidi ci sono alcuni vantaggi, in quanto la maggior parte delle plastiche tradizionali è impermeabile all’acqua e all’ossigeno, aspetto molto importante per la conservazione degli alimenti. D’altro canto, in questo tipo di imballaggi un aspetto importante riguarda la migrazione di sostanze tossiche dalla plastica al contenuto, ma oggi sono effettuati continuamente test di sicurezza per tenere sotto controllo ed evitare questa eventualità.
La produzione
Produrre carta dagli alberi non è un processo semplice. In una cartiera, infatti, gli alberi vengono scortecciati, tagliati in trucioli di legno e poi immessi in grandi caldaie a pressione chiamate digestori. Questo processo riduce i trucioli di legno a una polpa, che una volta estratta dal digestore è costituita da una parte di fibra in duecento parti di acqua. La polpa viene quindi depositata su un ciclo di vagliatura a maglie ad alta velocità, rimuovendo la maggior parte dell’acqua e producendo un sottile strato di carta grezza. Questa polpa viene pressata e riscaldata in una serie di cilindri di essiccazione, rimuovendo ogni traccia di umidità. Infine, la polpa viene trattata con una soluzione di amido per sigillare la superficie ed evitare un eccessivo assorbimento di inchiostro durante la stampa. Questa lavorazione ha degli effetti ambientali rilevanti: si stima infatti che il 20% dei rifiuti tossici nell'aria negli Stati Uniti sia dovuto all'industria della cellulosa e della carta; anche l'inquinamento delle acque reflue rappresenta un problema, poiché gli scarichi di produzione contengono inquinanti come lignina, clorurati, metalli di transizione, azoto e fosforo, che possono provocare effetti negativi sugli ecosistemi.
Il processo che porta alla produzione di plastica è ovviamente diverso. Innanzitutto, la plastica non viene venduta come sostanza pura e genuina, ma viene invece mescolata con vari prodotti chimici e altri materiali, noti come additivi, che includono sostanze come stabilizzanti, plastificanti e coloranti, che hanno lo scopo di migliorare la durata, la lavorabilità o l'aspetto del prodotto finale. In alcuni casi, ciò può comportare la miscelazione di diversi tipi di plastica insieme per formare una miscela polimerica, come per esempio il polistirene. Ciò comporta il riscaldamento a una temperatura compresa tra 150 e 320 °C.
Fin qui abbiamo descritto le procedure generali, ogni specifico processo produttivo richiede poi caratteristiche particolari per le quali occorre considerare le quantità di energia e acqua utilizzate e la quantità di diossido di carbonio rilasciata. Sulla base di questi parametri è infatti possibile effettuare l’analisi del ciclo di vita dei prodotti, che ci fa capire, con una visione più ampia, quale prodotto abbia un impatto ambientale più favorevole.
Per fare un esempio di confronto prendiamo una forma di packaging semplice come quella dei tradizionali sacchetti per la spesa e analizziamo la filiera produttiva.
Per comprendere meglio, chiariamo alcuni concetti che riguardano il comportamento dei materiali nell’ambiente. Fra i termini più utilizzati e visti sopra ci sono:
Questi due termini non sono sinonimi, in quanto il processo produttivo è diverso e spesso si riferiscono a materiali di partenza differenti.
Il processo che porta alla produzione di plastica è ovviamente diverso. Innanzitutto, la plastica non viene venduta come sostanza pura e genuina, ma viene invece mescolata con vari prodotti chimici e altri materiali, noti come additivi, che includono sostanze come stabilizzanti, plastificanti e coloranti, che hanno lo scopo di migliorare la durata, la lavorabilità o l'aspetto del prodotto finale. In alcuni casi, ciò può comportare la miscelazione di diversi tipi di plastica insieme per formare una miscela polimerica, come per esempio il polistirene. Ciò comporta il riscaldamento a una temperatura compresa tra 150 e 320 °C.
Fin qui abbiamo descritto le procedure generali, ogni specifico processo produttivo richiede poi caratteristiche particolari per le quali occorre considerare le quantità di energia e acqua utilizzate e la quantità di diossido di carbonio rilasciata. Sulla base di questi parametri è infatti possibile effettuare l’analisi del ciclo di vita dei prodotti, che ci fa capire, con una visione più ampia, quale prodotto abbia un impatto ambientale più favorevole.
Per fare un esempio di confronto prendiamo una forma di packaging semplice come quella dei tradizionali sacchetti per la spesa e analizziamo la filiera produttiva.
- La produzione di 1.000 sacchetti di carta richiede 3,4 volte più energia rispetto alla plastica tradizionale e la produzione di sacchetti di plastica compostabili richiede 2,7 volte più energia rispetto alla plastica tradizionale.
- I sacchetti di plastica generano il 39% in meno di emissioni di gas serra rispetto ai sacchetti di carta non compostabili e il 68% in meno di emissioni di gas serra rispetto ai sacchetti di carta compostabili.
- I sacchetti di plastica tradizionali consumano meno del 6% dell'acqua necessaria per realizzare i sacchetti di carta: occorrono 1.004 litri d'acqua per produrre 1.000 sacchetti di carta e 58 litri d'acqua per produrre 1.500 sacchetti di plastica.
Per comprendere meglio, chiariamo alcuni concetti che riguardano il comportamento dei materiali nell’ambiente. Fra i termini più utilizzati e visti sopra ci sono:
- biodegradabile: si riferisce ad un prodotto che si degrada nell’ambiente, scomponendosi in frammenti più piccoli, ad opera di microrganismi
- compostabile: si definisce tale un oggetto che può essere trasformato, per decomposizione biologica in un processo controllato, in un materiale ad alto valore nutritivo per il terreno, appunto il “compost”.
Questi due termini non sono sinonimi, in quanto il processo produttivo è diverso e spesso si riferiscono a materiali di partenza differenti.
Un punto importante: il riciclo
La carta è relativamente facile da riciclare. In quanto tale, il suo utilizzo comporta alcuni vantaggi ambientali, a patto che non aumenti lo spreco alimentare e non comprometta le proprietà essenziali del prodotto confezionato.
Un punto di attenzione riguarda il fatto che la carta generalmente non è impermeabile: questo significa che se deve essere messa a contatto con un materiale liquido o semisolido (si pensi ad un bicchiere o contenitore) dovrà essere trattata con un materiale impermeabilizzante, che di solito non è di origine naturale e potrebbe rendere la carta non completamente compostabile, anche se spesso viene data questa indicazione.
Ottimo invece l’utilizzo della carta o del cartone come packaging secondario per pacchi e spedizioni, a patto che vengano poi raccolti correttamente per permetterne il riciclo. Il valore aggiunto della carta, infatti, risiede proprio in questo aspetto. La carta è molto più facilmente biodegradabile della plastica e quindi facilmente riciclabile, ma spesso finisce in discarica, dove il suo tasso di degradazione rallenta, mentre occupa più spazio rispetto allo stesso peso di plastica. Inoltre, gli imballaggi flessibili a base di carta sono spesso accoppiati con plastica/alluminio o rivestiti con resina, diventando quindi non riciclabili.
Anche la plastica può essere riciclata, ma attualmente, con le plastiche in uso e con le tecnologie disponibili, è difficile raggiungere livelli elevati di contenuto riciclato post-consumo: questo avviene a causa della contaminazione dei rifiuti e del fatto che bisognerebbe differenziare la plastica in maniera più specifica perché non tutti i materiali plastici possono essere riciclati con lo stesso processo. Su questo la ricerca si sta muovendo, sia per trovare soluzioni più efficienti nel riciclo, sia per identificare tipi di plastiche che siano più facilmente riciclabili ma allo stesso tempo mantengano buone proprietà meccaniche e fisiche.
E quindi?
Esiste una soluzione univoca per determinare quale materiale sia più sostenibile? La risposta breve è no. La risposta lunga è che la sostenibilità di un involucro dipenderà in gran parte dalla destinazione d’uso e servirà fare un bilancio tra costi (economici e ambientali) e benefici (conservazione, flessibilità).
Il sito dell’ Environmental Protection Agency (EPA), offre molti spunti interessanti sulle questioni legate ai materiali e al loro fine vita; tuttavia, il vero obiettivo dovrebbe essere quello di ridurre tutti gli imballaggi monouso, indipendentemente dal tipo di materiale utilizzato, in quanto anche i materiali biodegradabili e compostabili pongono alcune questioni problematiche, sia nel processo di produzione che in quello di degradazione. Ad esempio, la biodegradazione può richiedere anche tempi molto lunghi e il suo esito può essere differente a seconda del terreno e dei microrganismi presenti, con una seria difficoltà nella previsione dei tempi e del risultato ottenuto.
Il sito dell’ Environmental Protection Agency (EPA), offre molti spunti interessanti sulle questioni legate ai materiali e al loro fine vita; tuttavia, il vero obiettivo dovrebbe essere quello di ridurre tutti gli imballaggi monouso, indipendentemente dal tipo di materiale utilizzato, in quanto anche i materiali biodegradabili e compostabili pongono alcune questioni problematiche, sia nel processo di produzione che in quello di degradazione. Ad esempio, la biodegradazione può richiedere anche tempi molto lunghi e il suo esito può essere differente a seconda del terreno e dei microrganismi presenti, con una seria difficoltà nella previsione dei tempi e del risultato ottenuto.
Attività per la classe
Sulla base di questi spunti, è possibile proporre alla classe di ragionare su un tipo di packaging ben specifico per una determinata destinazione d’uso, facendo il confronto tra plastica e carta, per determinare:
- le caratteristiche che dovrebbe avere,
- quali pro e contro avrebbero i due materiali per lo specifico utilizzo,
- quale converrebbe utilizzare dal punto di vista dell’impatto ambientale.
