Esperimenti nascosti: la degradazione dei polimeri nel sottosuolo
Presso il Vivaio Bicocca i ricercatori dell’Ateneo svolgono attività di ricerca e di osservazione di fenomeni, sfruttando l’ambiente offerto e la flora e la fauna che abita le zone verdi. Ma ci sono esperimenti che non possiamo osservare perché accadono sotto terra. È proprio questo il caso di alcuni esperimenti condotti sotto la supervisione di Paola Branduardi, professore ordinario di chimica e biotecnologia delle fermentazioni e l’RTD di chimica e biotecnologia delle fermentazioni Immacolata Serra presso il dipartimento di Biotecnologie e Bioscienze. Questi esperimenti valutano la degradazione di nuovi materiali sperimentali, studiati e progettati per essere di minor impatto sull’ambiente in cui viviamo.
Uno dei progetti di dottorato in collaborazione tra CORIMAV, il dipartimento di Scienze dei Materiali e il dipartimento di Biotecnologie e Bioscienze è finalizzato a rendere più sostenibile e environmentally friendly il settore degli pneumatici. Questo comparto industriale crea, come ogni processo produttivo, scarti e detriti non solo nella fase di produzione ma anche durante l’utilizzo e poi il fine vita: si pone infatti il problema della gestione degli pneumatici una volta in disuso.
Inoltre, il settore dei trasporti è uno dei più inquinanti e all’interno di questo contesto poco si sa del destino che hanno le particelle derivanti dall’usura degli pneumatici, della loro tossicità o di quella dei prodotti della loro degradazione, peraltro ancora poco o per nulla caratterizzata; infatti, dall’attrito tra l’asfalto e il battistrada, la componente dello pneumatico che viene a contatto con la superficie stradale e ne permette aderenza, si generano detriti che vengono rilasciati nell’ambiente.
I ricercatori e le aziende che producono pneumatici si stanno muovendo sia verso la produzione di materiali più sostenibili per l’ambiente, nell’ottica di un’economia circolare, che nella gestione degli scarti degli penumatici esausti. Per fare ciò una possibilità è quella di sfruttare le potenzialità degradative dei microorganismi che si trovano in ambiente. Esistono infatti in natura dei microrganismi con particolari capacità di digerire materiali diversi, come la plastica o le gomme.
Nel suolo risiede infatti non meno del 25% della biodiversità del nostro pianeta che comprende dai vertebrati fino ai microorganismi (batteri, funghi, lieviti, …): è possibile studiare questa biodiversità attraverso specifici esperimenti di arricchimento per individuare microorganismi in grado di biodegradare i polimeri complessi, tra cui quelli che compongono gli pneumatici.
Nel Vivaio Bicocca sono in corso sperimentazioni, condotte dalla dottoranda Daniela Bucchieri durante il suo percorso di studio.
Il razionale di questo esperimento è collegato allo studio della comunità microbica del terreno e di come questa si arricchisca in prossimità dei materiali in studio, con lo scopo di individuare uno o più microrganismi con attività degradative ancora poco caratterizzate e che abbiano un potenziale nella direzione di interesse.
Nel mese di aprile del 2021, ai piedi del grande esemplare di cedro dell’Atlante (Cedrus atlantica) sono state sepolte diverse griglie (Figura 1) contenenti, ad ogni livello, differenti polimeri a base di gomma di cui si vuole testare la degradazione.
Per verificare l’andamento della degradazione ed isolare microrganismi utili, vengono effettuati dei campionamenti periodici del materiale e del terreno circostante, che viene poi analizzato in laboratorio.
Le foto in figura 2 mostrano il prelievo dei campioni dopo un anno dal sotterramento.
Lo scopo finale di questo esperimento è quello di osservare come si evolve la comunità microbica presente nel suolo, confrontando la biodiversità tra l’inizio dell’esperimento, dopo un anno dal sotterramento e poi con prelievi annuali successivi. Sarà così possibile definire se la comunità microbica presente nel suolo cambia quando questa è contatto con i polimeri a base di gomma, e questa descrizione comprenderà la componente degradativa prima descritta, ma permetterà anche di stabilire come il rilascio di sostanze dei diversi polimeri influenzi la biodiversità anche di microrganismi non direttamente associati alla biodegradazione.