La rilevanza del Product Carbon Footprint per valutare l’impatto ambientale dei biocidi

Monika Lamoratta, Pietro Rosato – LANXESS

Sostenibilità nell’industria chimica
La sostenibilità è un obiettivo strategico per tutti i settori industriali. Per l’industria chimica si tratta di una sfida ancora più grande, poiché la maggior parte delle aziende prende molto sul serio questa responsabilità e cerca di anticipare le normative future. Per i produttori di vernici e rivestimenti, la sostenibilità sta diventando sempre più importante, poiché il quadro normativo spinge il settore verso soluzioni meno pericolose e più rispettose dell’ambiente. Le attività principali sono incentrate su cinque temi chiave che, accompagnati da obiettivi concreti, seguono tutti lo stesso principio di base: tutte le azioni devono accrescere il valore dell’azienda e migliorare la qualità della vita delle generazioni presenti e future.

Prodotti sostenibili
Il ‘Product Sustainability Monitor’ è stato appositamente sviluppato per valutare sistematicamente il livello di sostenibilità dei prodotti dal punto di vista commerciale, ambientale e sociale. L’obiettivo finale è quello di salvaguardare il successo a lungo termine sviluppando processi e prodotti innovativi che, in ultima analisi, aiutino anche i clienti a rendere le loro attività più sostenibili ².

In che modo Lanxess Material Protection Products affronta questi principi nella produzione e nell’applicazione dei biocidi?
L’attenzione alla neutralità climatica ha un impatto anche sulla produzione ed uso dei biocidi. Pertanto, calcoliamo il Product Carbon Footprint (PCF) per misurare l’impatto di un prodotto sul clima. Lanxess utilizza uno strumento automatico per calcolare il PCF secondo il metodo ISO 14067 e le linee guida TfS (Together for Sustainability). Nel calcolo sono incluse le emissioni degli ambiti 1, 2 e 3. Le emissioni dell’ambito 1 sono emissioni dirette generate durante il processo di produzione. Le emissioni dell’ambito 2 sono definite come emissioni indirette derivate dall’utilizzo di energia, ad esempio energia elettrica e vapore. Le emissioni di ambito 3 sono le più importanti per i biocidi e altre specialità chimiche. Sono definite come emissioni generate da attività e beni che non sono sotto il nostro controllo. Nei biocidi il contributo di emissioni maggiore è dato dallo scopo 3 a causa delle materie prime utilizzate per la loro produzione.

Biocidi nell’industria
Con un’attenzione particolare ai biocidi come il CMIT/MIT o sui conservanti alternativi come il  fenossietanolo utilizzati nell’industria delle vernici e rivestimenti, illustreremo le loro profonde implicazioni per la sostenibilità. Oggigiorno si fa grande affidamento a vernici e rivestimenti per scopi sia estetici che funzionali. Questi prodotti migliorano la durata, l’estetica e la protezione delle superfici, dalle strutture architettoniche ai macchinari industriali. Tuttavia, il percorso che le pitture e le vernici percorrono dalla linea di produzione all’applicazione finale, è irto di sfide e uno dei nemici più temibili è la contaminazione microbica.
I microrganismi, tra cui batteri e funghi, possono prosperare nell’ambiente acquoso di una vernice. La loro crescita non solo compromette la qualità del prodotto, ma solleva anche problemi di salute e ambientali. È qui che entrano in gioco i biocidi.
I biocidi sono sostanze chimiche progettate per inibire, prevenire o bloccare la crescita dei microrganismi, garantendo longevità e preservando le prestazioni di questi prodotti industriali essenziali. I biocidi sono fondamentali per prevenire la contaminazione durante il processo di produzione. In questo modo non solo si garantisce l’integrità del prodotto, ma si riducono anche i rischi potenziali posti dalla crescita microbica durante la produzione.
Inoltre, i biocidi sono essenziali per preservare la qualità delle vernici e dei rivestimenti ‘in barattolo’. Nel momento in cui la vernice viene prodotta e conservata nei contenitori, diventa suscettibile alla contaminazione da parte dei microrganismi presenti nell’aria e di quelli che possono essere stati introdotti durante la produzione dalle materie prime o da condizioni igieniche improprie. Senza un’efficace protezione biocida, questi microrganismi possono moltiplicarsi, causando problemi quali alterazione del colore, cattivi odori, riduzione dell’adesione e persino la degradazione delle proprietà essenziali della vernice. I biocidi contribuiscono in modo positivo all’analisi cradle-to-grave della vernice stessa. Se incorporati nelle formulazioni delle vernici, i biocidi fungono da guardiani, impedendo la crescita microbica e mantenendo l’integrità del prodotto. In questo modo si garantisce che la vernice sia ancora in condizioni immacolate dal momento in cui viene prodotta fino alla sua applicazione.

Le ultime restrizioni sui biocidi
Negli ultimi anni è cresciuta l’attenzione per l’impatto ambientale e sanitario delle sostanze chimiche utilizzate nelle applicazioni industriali. Gli enti normativi in Europa e nel mondo hanno introdotto restrizioni e regolamenti per ridurre al minimo l’uso di alcune sostanze chimiche, tra cui i biocidi. Questo cambiamento nel panorama normativo ha sollevato preoccupazioni nel settore delle pitture e vernici, in quanto la disponibilità e l’uso dei biocidi tradizionali sono sempre più limitati. Solo alcuni esempi citati sono la formaldeide, il MIT, lo zinco piritione.

Conseguenze delle restrizioni sui biocidi per l’industria delle vernici
Le conseguenze delle restrizioni sui biocidi per l’industria delle vernici sono molteplici. Se da un lato queste normative mirano a migliorare la sicurezza ambientale e umana, dall’altro pongono sfide significative ai produttori. Le limitazioni alle opzioni biocide possono compromettere la qualità e la durata di conservazione dei prodotti, con un conseguente aumento del numero di prodotti deteriorati, con conseguente aumento dei reclami dei clienti e dei rifiuti.

Sostenibilità nell’industria dei rivestimenti
I rivestimenti contribuiscono alla sostenibilità incorporando formulazioni efficienti dal punto di vista delle risorse e dando priorità alla durata dei prodotti finiti, riducendo così al minimo la necessità di rivestimenti frequenti. Pertanto, la sostenibilità è un aspetto critico nel mercato delle pitture e vernici continua a plasmare le dinamiche del settore. La stessa Life Cycle Assessment (LCA) dei rivestimenti, che esamina gli impatti ambientali dalla produzione allo smaltimento, è influenzata da vari fattori tecnici (Tab. 1).
Affrontando questi fattori, i produttori di rivestimenti possono migliorare il profilo di sostenibilità dei loro prodotti in risposta alla crescente consapevolezza ambientale. La modifica dei parametri all’interno di queste aree influenzerà la sostenibilità di un prodotto, soprattutto per quanto riguarda l’impronta ambientale e il PCF.

È importante notare che l’impatto complessivo del ciclo di vita di un prodotto potrebbe essere ridotto applicando tali misure, in quanto la suscettibilità ai microrganismi della vernice a base d’acqua aumenterà semplicemente grazie, ad esempio, a un maggior numero di materie prime bio-based o al riciclo degli intermedi e al riutilizzo delle acque reflue.

Il biocida è un fattore chiave dell’impronta di carbonio di un prodotto verniciante?
Per rispondere a questa domanda è necessario valutare una tipica formulazione di vernice sotto l’aspetto del PCF.
La Figura 2 illustra il contributo dei diversi componenti della vernice alla determinazione del PCF.
Il calcolo mostra l’impatto estremamente basso del biocida sul PCF della vernice, che è inferiore al 2% del PCF totale del prodotto. Il confronto tra gli attivi biocidi mostra il forte impatto del dosaggio sul PCF della vernice. Sebbene il CMIT/MIT abbia un PCF elevato rispetto al fenossietanolo grazie alla sua forte efficacia e al basso dosaggio, l’impatto sul PCF complessivo della vernice è 100 volte inferiore. Questo calcolo dimostra che l’attenzione per la scelta del biocida giusto dovrebbe essere piuttosto legata alla fattibilità tecnica e all’etichettatura che al PCF. La tossicità per l’uomo e per l’ambiente, che è alla base dell’etichettatura dei biocidi secondo la BPR, è un criterio del LCA. Applicando tali criteri, è possibile effettuare una valutazione per scegliere il principio attivo giusto per un’applicazione finale sostenibile.

I risultati in sintesi
L’articolo sottolinea il ruolo fondamentale dei biocidi nell’industria delle vernici, evidenziando che un prodotto verniciante durevole e sostenibile è irraggiungibile senza questi componenti essenziali. La longevità e la sostenibilità delle vernici dipendono in larga misura dall’incorporazione dei biocidi, come dimostrano gli esempi dei rivestimenti a base d’acqua e delle vernici riciclate. Il PCF come misura della sostenibilità complessiva di un biocida gioca solo un ruolo minore. Sebbene i benefici dei biocidi nel prolungare la durata di vita di un prodotto verniciante siano indubbi, è stato dimostrato che il PCF di un biocida contribuisce a meno del 2% del PCF complessivo di un prodotto verniciante standard. Il PCF continua a essere uno degli indicatori chiave per valutare l’impatto ambientale delle materie prime chimiche e degli intermedi, mentre per i biocidi altri elementi dell’LCA, come la tossicità acquatica e terrestre, potrebbero essere più rilevanti e saranno l’obiettivo principale del lavoro futuro.

Note

1 – Il PCF è stato creato nel 2023 dal nostro strumento di calcolo automatico del PCF certificato da terzi. La LCA si basa sui dati primari dell’anno 2022 di Lanxess per i processi produttivi, mentre per i processi esterni e le materie prime vengono utilizzati dati secondari provenienti da database (come LCA for Experts (ex software GaBi) versione 10.7.1 e Managed LCA Content (ex GaBi Databases) versione 2023.2) e da fornitori.  
– Confini del sistema: approccio ‘dalla culla alla porta’ che include: materie prime acquistate da Lanxess, consumo energetico, utenze, emissioni dirette dalla produzione, trasporto di materie prime, trasporto a monte e trasporto da sito a sito, trattamento o smaltimento di rifiuti di processo e acque reflue.
– Norme per il calcolo del PCF o linee guida utilizzate: ISO 14067 e le linee guida TfS (Together for Sustainability).
– Approccio di allocazione utilizzato per l’incenerimento dei rifiuti con recupero di energia: approccio Cut-Off.
– Limitazioni: il PCF riguarda un solo impatto ambientale. Non è possibile fornire dichiarazioni complessive sulle prestazioni ambientali del prodotto. I confronti tra i PCF sono possibili solo in base a determinati criteri se vengono riportate tutte le informazioni pertinenti.

2 – Il PCF è stato calcolato per il 100% di principio attivo sulla base del valore dell’1,5% di biocida.

3 – Tutti i dati sono arrotondati.

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