Il poliuretano è un polimero estremamente versatile, leggero e durevole, che permette di ottenere una vasta gamma di prodotti con proprietà e impieghi molto diversi. Viene utilizzato nell’arredamento così come nell’automotive, ma anche nel settore tessile e in quello delle costruzioni. E’ proprio in quest’ultimo comparto che il poliuretano espanso ha visto accrescere la sua fama negli ultimi anni perché è diventato uno dei materiale privilegiati per l’isolamento termico e viene quindi considerato un valido alleato del green building.

Poliuretano: sintetico ma sostenibile?

Diciamolo subito, il poliuretano non è un materiale ecologico, perché è di derivazione sintetica. Eppure, nel suo ciclo di vita e nei risultati ottenibili dall’utilizzo, viene considerato sostenibile, perlomeno nel suo impiego in edilizia. Essendo dotato di ottime prestazioni isolanti ne basta uno strato relativamente sottile per assolvere la funzione di isolante termico. Pertanto l’isolamento in poliuretano espanso permette, con un consumo di risorse limitato, di risparmiare una notevole quantità di energia di riscaldamento. Poi c’è la questione dei costi legati al trasporto e alla lavorazione in cantiere, altro aspetto considerato nell’edilizia sostenibile. Anche in questo caso il poliuretano è piuttosto virtuoso: con una massa compresa tra i 30 e i 40 kg/mc è un materiale molto meno pesante e meno ingombrante rispetto ad altri prodotti tradizionali. E’ inoltre molto durevole quindi garantisce, per un arco di tempo piuttosto lungo, la non produzione di scarti.

Si accumula in discarica

Ma è proprio la questione degli scarti in realtà il tasto dolente del poliuretano. Perché se è vero che il ciclo di vita di un prodotto non è, perlomeno in linea teorica, breve è anche vero che una volta che questi prodotti hanno finito di fare il loro dovere, la maggior parte dei materiali che li compongono – assolutamente non biodegradabili perché derivanti dal petrolio– finiscono ad accumularsi nelle discariche. Ecco che negli ultimi anni la ricerca ha investito molto nello sviluppo di alternative eco-sostenibili al poliuretano e sono molte le sperimentazioni interessanti che potranno avere un futuro.

Le alternative green

Cellulosa dagli scarti delle cartiere

Partiamo dal settore dell’isolamento termico in edilizia. Un’interessante alternativa al poliuretano arriva da Nesocell, uno spin-off del Politecnico di Torino che ha trasformato gli scarti della lavorazione della carta in un isolante ecologico, pulito e sicuro. Il materiale è sotto forma di fiocchi di cellulosa, costituiti dall’85% da pura cellulosa di legno e dal 15% da additivi naturali, con cui si possono riempire intercapedini ma anche solai e copertura. I fiocchi vantano un elevato potere isolante comparabile con gli isolanti sintetici più performanti (k=0,038 W/mK), un alto potere traspirante (μ=1,2) e un’elevata capacità termica (cp=2150 J/kgK).  La fibra di cellulosa inoltre è inattaccabile dalle muffe, dagli insetti e dai roditori, è resistente all’umidità, autoestinguente e traspirante. Inoltre per abbassare al minimo il livello di nocività della fibra la lavorazione messa a punto da Nesocell utilizza la poltiglia bordolese come biocida e l’idrossido di alluminio per aumentare la resistenza al fuoco. Anche il costo è competitivo: è stato stimato in un quarto inferiore rispetto a quello dei tradizionali sistemi di isolamento di origine petrolchimica, anche perché la materia prima è tutta italiana e i costi per il trasporto sono ridotti.

Olio vegetale

Sul fronte invece dei prodotti di uso comune una delle alternative al poliuretano potrebbe arrivare dagli oli vegetali. Un team di ricercatori della Washington State University’s School of Mechanical and Materials Engineering, in collaborazione con la Iowa State University e l’Università de Il Cairo, ha sviluppato una nuova tecnica produttiva che consente di ricavare materie plastiche utilizzando vari oli estratti dalle piante. Il merito di questa sperimentazione, non nuova nel suo genere, è di aver semplificato il processo produttivo, riducendolo a pochi passaggi. Il poliuretano è stato ottenuto dalla combinazione di due composti chimici, innescando una reazione con il poliolo, un composto con più gruppi funzionali ossidrilici. In base alle caratteristiche desiderate per il prodotto finale, i ricercatori hanno utilizzato oli diversi: alcuni, come quelli di semi di lino, sono più adatti e materiali più rigidi, mentre altri, come l’olio di oliva, si prestano alla produzione di manufatti più flessibili.
Il vantaggio degli oli, oltre alla sostenibilità e naturalezza, è legato anche al costo: l’olio vegetale è ampiamente disponibile in natura e a un prezzo sicuramente inferiore al petrolio. I ricercatori americani hanno già avviato una serie di sperimentazioni per produrre poliuretano ecologico.

Zucchero

Un’altra prospettiva interessante viene sempre dagli Usa, dove un team di ricerca dell’Università del Minnesota ha messo a punto  un nuovo tipo di gommapiuma chimicamente riciclabile realizzata con materiali derivati dallo zucchero. Il materiale potrebbe essere una valida alternativa alle schiume flessibili impiegate nella fabbricazione di materassi, imbottiture per divani e poltrone e rivestimenti per gli interni delle auto.

Si tratta di un composto di poliestere gommoso derivato dallo zucchero chiamato poli-β-metil-δ-valerolactone, o PMVL, che può essere impiegato per realizzare poliuretani riciclabili. I risultati dei primi test condotti dai ricercatori hanno confermato le prestazioni simili a quelle del tradizionali poliuretano. L’aspetto più interessante dell’innovazione è che il materiale può essere riciclato quasi totalmente: grazie a un catalizzatore con un processo ad alta temperatura è possibile recuperare fino al 97% dell’MVL, che può essere riutilizzato per produrre nuovo PMVL.