Inchiostro sostenibile

La scrittura è una delle cose che ci rende umani. La scrittura ci accompagna dai tempi in cui gli antichi sumeri iniziarono a premere canne appuntite nell’argilla e nemmeno la digitalizzazione è riuscita a farci perdere la nostra passione per i simboli stampati.

Questi simboli, siano essi su etichette di prodotti alimentari, manuali per l’utente, estratti conto bancari o confezioni di cosmetici, faranno ancora parte delle nostre vite per molto tempo. E ciò, per il ricercatore di Xerox Guerino Sacripante, significa che è necessario pensare in modo nuovo al modo in cui stampiamo e ai materiali con cui stampiamo.

30 anni d’innovazione

In qualità di esperto di polimeri presso lo Xerox Research Centre of Canada (XRCC), Guerino ha dedicato la sua carriera trentennale alla scoperta di modi più efficienti per stampare. È diventato uno degli innovatori più prolifici di Xerox, ricevendo più di 240 brevetti per il suo lavoro sui nuovi composti di toner e i processi di stampa.

“Oggi la maggior parte delle macchine per xerografia utilizza toner in polvere secca costituita da piccolissime particelle di plastica,” spiega Guerino. “Questa plastica è derivata da combustibili fossili che attualmente sono abbondanti, ma inizieranno ad esaurirsi. Le particelle devono essere riscaldate fino allo scioglimento e ciò consuma energia. La plastica sciolta limita poi la possibilità di riciclare la materia stampata. L’intero ciclo di vita ha un impatto negativo sull’ambiente.”

Una sfida personale

Quando Guerino iniziò a dedicarsi alla sfida di rendere la stampa più sostenibile, approfittò di una regola di Xerox che consentiva al personale dei centri di ricerca di dedicare del tempo a progetti personali.

“Ci sono dei progetti chiave ai quali dobbiamo lavorare,” spiega. “Ma siamo anche incoraggiati a utilizzare il 10-20%del nostro tempo a esplorare idee nostre. Se puoi dimostrare che la tua idea ha del potenziale, può diventare il tuo progetto chiave e puoi quindi dedicargli l’80-90% del tuo tempo. È così che ho iniziato a occuparmi di sostenibilità.”

Guerino iniziò osservando alcuni dei problemi inerenti al riciclaggio della carta. Una delle fasi del riciclaggio prevede l’eliminazione dell’inchiostro dalla carta stampata, affinché la carta possa essere trasformata in cellulosa di alta qualità. La composizione chimica del toner influisce notevolmente sulla rimozione dell’inchiostro.

La sua ricerca gli ha consentito di identificare e brevettare un nuovo tipo di resina sequestrante che consente al toner di essere rimosso più facilmente, in particolare dalle cartiere di più piccole dimensioni.

Il suo interesse per la sostenibilità si spostò presto dalla carta all’inchiostro. Ci sono molti modi per ridurre l’impatto ambientale dell’inchiostro per stampanti, dall’identificazione di fonti di polimeri più sostenibili, allo sviluppo di composti con un punto di fusione più basso, fino alla riduzione della quantità di imballaggi e rifiuti associati alla stampa.

La ricerca di polimeri sostenibili per il toner

L’attività di Guerino ha riguardato tutte queste aree e molte altre, alla ricerca di soluzioni sostenibili e, allo stesso tempo, commercializzabili. “La sfida è quella di ottenere il materiale, lavorarlo e offrirlo allo stesso prezzo. Ci sono molte alternative ai polimeri petrolchimici potenzialmente valide dal punto di vista economico, tuttavia dobbiamo prendere in considerazione l’intero ciclo di vita,” spiega Guerino.

Alcune opzioni che inizialmente sembravano interessanti non hanno superato le prove di sostenibilità. “È possibile ottenere l’etanolo dal mais e poi derivare polimeri, tuttavia questo processo non è sostenibile a causa dell’energia necessaria per estrarli e lavorarli.”

Polimeri naturali dal legno e dalle piante

Una soluzione molto promettente è rappresentata dalle biomasse. Alcuni dei brevetti più importanti di Guerino riguardano l’uso della colofonia e della lignina quale alternativa ai polimeri (plastici) petrolchimici. Entrambe queste sostanze sono per polimeri abbondantemente presenti in natura, nel legno e nelle piante. Sono adatti agli inchiostri e toner per stampanti e, soprattutto, hanno un ciclo di vita ambientale positivo, poiché sono relativamente facili da estrarre e lavorare, nonché biodegradabili dopo l’uso.

Grazie al lavoro svolto da Guerino e dai suoi colleghi, Xerox utilizza da tempo, e con successo, gli inchiostri sostenibili nei propri prodotti. I toner con inchiostro solido di Xerox, per esempio, possiedono il 30% di contenuti rinnovabili e imballaggi ridotti al minimo, mentre il toner EA-Eco è caratterizzato da un punto di fusione bassissimo per ridurre i consumi energetici. Le piccole dimensioni delle sue particelle consentono di utilizzare il 40% di toner in meno per ciascuna pagina stampata.

Superare la sfida economica

Si tratta di grandi passi avanti, tuttavia Guerino ritiene che vi sia ancora molta strada da fare. Uno dei principali ostacoli al progresso è l’aspetto economico. “La fattibilità economica dei toner sostenibili fluttua in base al prezzo del petrolio,” spiega Guerino. “Quando il petrolio costa $150 al barile, la produzione di inchiostri derivati da biomasse inizia a farsi interessante. Quando il prezzo del petrolio scende, è molto più economico produrre toner dalle sostanze petrolchimiche. La grande sfida è rappresentata dalla realizzazione di un prodotto sostenibile, da vendere allo stesso prezzo del toner tradizionale.”

L’alternativa consiste nel convincere le aziende a pagare di più per il toner ottenuto da fonti rinnovabili. Guerino fa notare che ci sono anche dei vantaggi: per esempio, alcuni polimeri per toner derivati dalle biomasse presentano un punto di fusione ridotto rispetto ai polimeri petrolchimici, il che significa che le stampanti e fotocopiatrici che li utilizzano consumano meno energia per scaldare l’inchiostro.

“Questo inizia a essere un aspetto importante, soprattutto nei paesi in cui l’elettricità è più costosa rispetto agli Stati Uniti,” afferma Guerino. “La gente è molto interessata in dispositivi a basso consumo, quindi potrebbe essere disposta a pagare di più per un toner in grado di ridurre i consumi energetici.”

La legge promuove il cambiamento

Un’altra spinta al cambiamento potrebbe venire dal governo. “Le leggi future potrebbero imporre che una determinata quantità di materiale stampato derivi da fonti sostenibili, con conseguente aumento dei consumi di toner sostenibili.”

Anche in mancanza di leggi specifiche, Guerino prevede che alcuni settori adotteranno in massa gli inchiostri bio rinnovabili. “L’industria alimentare è sicuramente molto interessata nelle alternative ai toner petrolchimici per la stampa di packaging ed etichette. Come sempre, la sfida consiste nel trovare la combinazione giusta di materiali sostenibili, con un’analisi positiva del ciclo di vita. Tuttavia, siamo molto vicini a una soluzione.”

La prossima frontiera: stampa 3D sostenibile

La sostenibilità continua a rappresentare un problema, via via che la stampa conquista nuove dimensioni. Una delle aree di ricerca di cui si occupa attualmente Guerino riguarda lo sviluppo di materiali sicuri e sostenibili per la stampa 3D, in alternativa ai materiali di stampa termoplastici esistenti, derivati da sostanze petrolchimiche oppure noti per rilasciare composti organici volatili pericolosi se riscaldati.

“Siamo nelle primissime fasi dello sviluppo di composti bio rinnovabili per la stampa 3D,” afferma Guerino. “Sono sicuro tuttavia che saremo in grado di creare materiali di stampa “verdi” di alta qualità e a basso costo, in gradi di rendre la stampa 3D più accessibile ai consumatori e ai produttori.”

L’importanza del laser

Guerino è intenzionato a procedere con il suo piano di tutela ambientale. “Per me si tratta di una missione personale,” afferma. “Quando mi volterò a guardare ciò che ho fatto nella mia vita, voglio essere in grado di dire di aver fatto qualcosa di positivo per l’umanità. Se riuscirò a favorire l’abbandono dei combustibili fossili, si tratterà di un contributo tangibile che migliora la vita di tutti.”

“Quando mi volterò a guardare ciò che ho fatto nella mia vita, voglio essere in grado di dire di aver fatto qualcosa di positivo per l’umanità. Se riuscirò a favorire l’abbandono dei combustibili fossili, si tratterà di un contributo tangibile che migliora la vita di tutti.”

Abbiamo tutti cambiato il mondo. Ognuno di noi. Ogni volta che respiriamo, la nostra presenza si diffonde infinitamente.

Tuttavia solo pochi di noi hanno l’opportunità di cambiare in meglio altre vite. E ancora meno si trovano a farlo ogni giorno. È questa la sfida che affrontano ogni giorno i ricercatori di Xerox: provare ad attuare un cambiamento.

In cambio, offriamo loro il tempo e lo spazio per sognare, oltre alle risorse necessarie per trasformare quei sogni in realtà, sia che stiano inventando nuovi materiali con funzionalità incredibili, oppure stiano utilizzando la realtà aumentata per migliorare la memoria dei malati di Alzheimer.

Siamo orgogliosi dei nostri “agenti del cambiamento” sparsi presso i Centri di Ricerca Xerox in tutto il mondo. Ecco alcune delle loro storie.

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