Solventi verdi: la svolta ecosostenibile

I solventi verdi sono solventi ecologici che derivano prevalentemente fonti vegetali, fonti rinnovabili come biomasse o scarti agricoli come il bioetanolo ottenuto dalla fermentazione di biomasse come il mais o la canna da zucchero.

Alcuni solventi verdi possono essere prodotti attraverso processi di riciclo e recupero di prodotti chimici. Ciò consente di ridurre la dipendenza da materie prime vergini e di dare nuova vita a prodotti chimici che altrimenti sarebbero considerati rifiuti.

L’utilizzo di sostanze  bio-based nell’industria e in altre applicazioni ha una storia lunga ma negli ultimi decenni, c’è stato un crescente interesse e una maggiore adozione di queste sostanze a causa delle preoccupazioni ambientali legate alla degradazione degli ecosistemi, esaurimento delle risorse naturali, inquinamento dell’acqua, dell’aria, e del suolo, al cambiamento climatico e alla perdita di biodiversità.

La ricerca di alternative sostenibili ai materiali e ai prodotti derivati dai combustibili fossili è una delle chiavi per affrontare le sfide ambientali e promuovere la sostenibilità. Questa ricerca si concentra sullo sviluppo e l’implementazione di soluzioni che riducono l’impatto negativo sull’ambiente e sulla salute umana e, al contempo, soddisfano le esigenze sociali ed economiche.

Esempi e proprietà di solventi verdi

I solventi verdi sono progettati per ridurre l’inquinamento atmosferico, idrico e del suolo durante il loro utilizzo e smaltimento. Sono spesso ottenuti da fonti rinnovabili o riciclate, riducendo la dipendenza dalle risorse fossili e contribuendo alla riduzione delle emissioni di gas serra.

I liquidi ionici (ILs) sono definiti come composti costituiti da ioni con punto di fusione inferiore a 100 °C.
Nel 1914 il chimico lettone Paul Walden scoprì il primo liquido ionico costituito da nitrato di etilammonio con un punto di fusione di 12°C ma non comprese che questa classe di composti sarebbero diventati un’importante area scientifica dopo quasi un secolo.

I liquidi ionici infatti sono emersi come un’alternativa più ecologica ai solventi organici convenzionali grazie alla loro bassa volatilità e infiammabilità.
Tra le varie classi di liquidi ionici, quelli contenenti eterocicli cationici contenenti azoto sono i più utilizzati.

I fluidi supercritici indicati con l’acronimo SCF sono sostanze che si trovano a una temperatura e a una pressione superiore a quella critica le cui proprietà sono in parte simili a quelle di un liquido e in parte simili a quelle di un gas.

In analogia con il comportamento dei liquidi il fluido supercritico è in grado di agire da solvente. Gli SCF hanno viscosità e diffusività simili a quelle del gas, densità e costante dielettrica simili a quelle dei liquidi e proprietà di solvatazione che possono essere controllate dalla pressione e/o dalla temperatura. Queste proprietà li rendono ottimi solventi per varie applicazioni.

L’acqua è uno dei solventi più comuni e sostenibili. È ampiamente utilizzata in molte applicazioni, come la pulizia industriale, la lavorazione dei metalli e la tintura dei tessuti.

Gli alcoli come l’etanolo e l’isopropanolo sono solventi verdi comuni. Sono solitamente ottenuti da fonti rinnovabili come la canna da zucchero, il mais o la cellulosa e utilizzati in vernici, inchiostri, cosmetici e prodotti per la cura personale.

Gli oli vegetali, come l’olio di soia o l’olio di girasole, possono essere utilizzati come solventi verdi. Sono spesso impiegati nell’industria delle vernici, dei rivestimenti e dei prodotti per la pulizia.

I terpeni sono composti organici naturali derivati da piante come gli agrumi o le conifere. Sono utilizzati come solventi verdi in settori come la pulizia industriale, i prodotti per la cura personale e gli aromi.

Problematiche e tipi di solventi tradizionali

I solventi sono ampiamente utilizzati nell’industria chimica come mezzi di miscelazione o diluizione per la produzione di vernici, adesivi, inchiostri, resine e altri prodotti chimici.
Trovano utilizzo per la pulizia di apparecchiature, macchinari e superfici industriali essendo in grado di rimuovere grasso, olio, vernice e altre sostanze indesiderate.

Nell’industria farmaceutica sono utilizzati per estrarre e purificare principi attivi da materie prime vegetali o animali e come veicoli per la formulazione di farmaci e per la sintesi chimica.

I solventi sono impiegati nella produzione di cosmetici, come profumi, smalti per unghie, lozioni e creme essere per solubilizzare gli ingredienti attivi, migliorare la stabilità del prodotto e facilitare la sua applicazione.
Nel settore dell’abbigliamento e tessile sono utilizzati per la tintura, la stampa e la finitura dei tessuti.

Nel settore dell’elettronica sono utilizzati per la pulizia dei componenti elettronici e delle schede dei circuiti stampati e possono rimuovere i residui di saldatura garantendo il corretto funzionamento degli apparecchi elettronici.
I solventi derivanti da fonti non rinnovabili sono largamente utilizzati nella maggior parte dei processi chimici, ma non senza gravi implicazioni per l’ambiente.

I solventi organici comunemente usati non solo sono poco eco-friendly ma presentano anche altre problematiche. Alcuni di essi, infatti sono infiammabili, potenzialmente cancerogeni, tossici, mutagenici e avere effetto narcotico.

Tra i solventi più dannosi vi è il diclorometano molto utilizzato nell’industria chimica e nella verniciatura, ma è noto per essere cancerogeno e dannoso per il sistema nervoso centrale ed è anche un inquinante ambientale persistente.

Il toluene è ampiamente utilizzato nell’industria chimica e l’esposizione prolungata  può causare danni al sistema nervoso centrale, irritazione degli occhi e delle vie respiratorie, nonché effetti nocivi sull’ambiente.

Lo xilene è un solvente comunemente utilizzato nell’industria chimica e nella produzione di vernici, rivestimenti e adesivi e l’esposizione allo xilene può causare irritazione degli occhi e delle vie respiratorie, danni al sistema nervoso centrale e può essere nocivo per l’ambiente.

Il tricloroetilene è utilizzato in vari processi industriali, come la pulizia a secco, la sgrassatura dei metalli e la produzione di prodotti chimici. È noto per essere cancerogeno, dannoso per il fegato e i reni e può inquinare le acque sotterranee