Microplastiche: possono aiutare l’IA e la fotocatalisi? Panoramica del 2023

L’intelligenza artificiale (IA) può sostenere l’analisi dei dati, lo sviluppo di farmaci e l’automazione delle attività. La sua versatilità è utile anche nella ricerca ambientale. In questa panoramica del 2023 esaminiamo uno studio dell’Università di Waterloo sull’identificazione delle microplastiche e altre possibili direzioni di ricerca.

Comprendere le microplastiche

Prima di esaminare il contributo dell’IA, è utile capire che cosa sono le microplastiche e quali potenziali rischi comportano per l’uomo e l’ambiente.

Cosa sono le microplastiche?

Le microplastiche sono particelle di plastica inferiori a cinque millimetri. Possono derivare dalla frammentazione di rifiuti più grandi, da microsfere nei prodotti per la cura personale e dalle fibre sintetiche rilasciate durante il lavaggio degli indumenti.

L’ampio uso della plastica ha portato alla loro presenza negli oceani, nelle acque dolci e nell’aria. Le piccole dimensioni ne facilitano il trasporto tra ecosistemi e ne rendono difficile la rimozione dall’ambiente.

Potenziali rischi

Le piccole dimensioni e la persistenza delle microplastiche destano preoccupazione. Gli animali possono ingerirle, favorendone l’ingresso nella catena alimentare. Gli effetti fisici o chimici dipendono da composizione, dimensioni ed esposizione. Le particelle possono inoltre legare contaminanti ambientali. I ricercatori hanno già segnalato microplastiche nelle placente umane. Questo riscontro, da solo, non dimostra un danno al feto.

La diffusione e la lenta degradazione favoriscono l’accumulo negli ecosistemi, suscitando preoccupazioni ambientali di lungo periodo.

L’entità degli effetti sulla salute umana è ancora oggetto di studio. La presenza di particelle non costituisce, da sola, la prova che causino una specifica malattia.

Dispersione durante eventi meteorologici estremi

Gli studi indicano che gli uragani possono favorire la dispersione delle microplastiche. Ricercatori canadesi hanno misurato durante l’uragano Larry del 2021 una deposizione massima di 113.569 ± 29.215 particelle per metro quadrato al giorno in un sito costiero di Terranova. Era una misura locale della deposizione atmosferica sulla terraferma, non una media dell’intero Atlantico settentrionale.

Lo studio pilota e la modellizzazione delle traiettorie delle masse d’aria indicavano l’oceano come probabile fonte importante. Illustrano come gli uragani possano trasportare particelle dal mare alla terraferma e in aree remote. Non misurano l’esposizione di tutte le persone e non dimostrano specifici danni alla salute.

Cosa si sta facendo riguardo alle microplastiche?

Gruppi di ricerca in tutto il mondo sviluppano metodi per misurare, limitare e gestire le microplastiche. Seguono due esempi di ricerca.

Intelligenza Artificiale

Un gruppo interdisciplinare dell’Università di Waterloo ha descritto in uno studio come l’IA possa migliorare l’identificazione delle microplastiche.

PlasticNet usa l’apprendimento profondo per riconoscere le impronte spettroscopiche dei diversi polimeri nei dati micro-FTIR. Queste informazioni possono essere utili, tra l’altro, per:

• il trattamento delle acque reflue
• la produzione alimentare

Un’identificazione accurata può aiutare depuratori e produttori alimentari a valutare la contaminazione e scegliere misure mirate.

PlasticNet è stato provato su microplastiche isolate da campioni di un depuratore locale. Il sistema identificava le particelle, ma non le rimuoveva direttamente dall’acqua. Ulteriore addestramento e verifica erano i passi successivi della ricerca.

Fotocatalisi attivata dalla luce

Oltre all’IA, si studia la fotocatalisi per trasformare rifiuti plastici in sostanze chimiche utili. Un gruppo con il professor Shizhang Qiao dell’Università di Adelaide ha esaminato il polietilene con un catalizzatore di biossido di titanio contenente palladio disperso a livello atomico.

Negli esperimenti di laboratorio, il polietilene veniva prima pretrattato con acido nitrico. Una successiva reazione attivata dalla luce produceva etilene e acido propionico. L’elevata selettività per alcuni prodotti non equivale alla conversione completa di tutta la plastica in quei prodotti.

Il polietilene è comune, ma non tutte le microplastiche sono di questo materiale. Lo studio non ha dimostrato un metodo per rimuovere direttamente microplastiche disperse nell’ambiente o nel corpo umano.

In futuro l’IA potrebbe aiutare a ottimizzare e monitorare queste reazioni. La combinazione è una possibile direzione di ricerca, non un risultato congiunto già dimostrato dai due studi.

Cosa puoi fare?

Prevenire i rifiuti plastici può limitare la quantità che finisce nell’ambiente. Ecco alcuni possibili cambiamenti quotidiani.

Ridurre la plastica monouso: Piccole quantità di cannucce, posate e sacchetti diventano complessivamente grandi volumi di rifiuti. Le alternative riutilizzabili possono aiutare a ridurli. Esistono già esempi di iniziative pubbliche in questa direzione.

Considerare le fibre degli indumenti: Il pile sintetico è spesso realizzato in polietilene tereftalato (PET) e può rilasciare fibre di plastica. Le fibre naturali, come la lana, evitano questa specifica fonte, ma l’impatto ambientale complessivo dipende anche da produzione, utilizzo e cura.

Questi sono due possibili cambiamenti. Il riutilizzo duraturo di bottiglie e altri prodotti può ridurre i rifiuti in funzione della durata e delle modalità d’uso.

Attori del settore

I metodi descritti sono ancora oggetto di ricerca. Le aziende seguenti operano nel riciclo o nelle plastiche alternative: ciò non significa che applichino PlasticNet o la specifica fotocatalisi descritta.

*I dati seguenti sono istantanee storiche non aggiornate della panoramica originale del 2023, non valutazioni attuali. I P/E negativi riportati non sono indicatori significativi di valutazione per società in perdita. Verificare dati e situazione aziendale aggiornati.*

1. PureCycle Technologies, Inc.

PCT Grafico dei prezzi

PureCycle sviluppa la purificazione del polipropilene con solvente, temperatura e pressione, rimuovendo colore, odori e contaminanti senza depolimerizzare la plastica. Il 25 aprile 2023 annunciò il completamento meccanico dell’impianto di Ironton. La capacità nominale a pieno regime era di 107 milioni di libbre di resina riciclata l’anno, non una produzione annua già raggiunta.

2. Loop Industries, Inc.

LOOP Grafico dei prezzi

Loop Industries (LOOP ) impiega la depolimerizzazione per scomporre PET e fibre di poliestere difficili da riciclare nei loro monomeri. L’Oréal aveva annunciato una collaborazione con Loop per PET riciclato. La bottiglia L’Oréal da riciclo enzimatico già presentata utilizzava invece la tecnologia Carbios. La collaborazione tra Loop e SK Geo Centric per un impianto a Ulsan, annunciata nel 2023, è stata terminata il 14 gennaio 2025.

3. Danimer Scientific, Inc

Danimer Scientific sviluppava bioplastiche, tra cui poliesteri prodotti da microrganismi a partire da oli vegetali. Biodegradabilità e compostabilità dipendono dal prodotto e dalle condizioni appropriate. La società si quotò tramite fusione SPAC nel 2020, ma questo non dimostra una crescita duratura. Il 18 marzo 2025 Danimer e le sue controllate hanno presentato istanza di protezione ai sensi del Chapter 11 della legge fallimentare statunitense.

Considerazioni finali

L’IA può migliorare l’identificazione delle microplastiche, mentre la fotocatalisi viene studiata per valorizzare alcuni rifiuti plastici. Efficacia, sicurezza e applicabilità economica richiedono ulteriori valutazioni.

La ricerca continua può contribuire a un futuro più sostenibile e attento all’ambiente.