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Green Economy Guida imperfetta per orientarsi nel mondo del BIO
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Green Economy
Guida imperfetta per orientarsi nel mondo del BIO
LA GREEN ECONOMY: L'ECONOMIA DELLO SVILUPPO SOSTENIBILE Il punto di partenza comune a tutte
le impostazioni della green economy è il grave degrado ambientale, l’iniquità dell’accesso alle risorse ed alle opportunità, la necessità di contrastare la minaccia incombente del cambiamento climatico e la sempre più preoccupante scarsità delle risorse. L’obiettivo dichiarato di tutti i progetti è decarbonizzarel’economia globale, per tentare di contenere l’alterazione termica media globale della Terra entro i due gradi, con ingenti investimenti nell’efficienza dell’uso delle risorse naturali e nelle energie rinnovabili.
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LA GREEN ECONOMY: L'ECONOMIA DELLO SVILUPPO SOSTENIBILE
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3Una transizione verso un • futuro più sostenibile, • con emissioni di gas serra decrescenti, • il recupero del degrado ambientale, • l'eliminazione della povertà estrema e • il recupero di una condizione sociale inclusiva e
più equa richiede una economia diversa, • tramite processi produttivi e tecnologie più
rispettose dell'ambiente. ed una diversa concezione del benessere
Al vettore di questa irrimandabile trasformazione è stato dato il nome di green economy che raccoglie tutto lo sforzo attualmente in atto nel mondo verso lo sviluppo sostenibile.
La green economy comporta una nuova visione dei problemi e delle dinamiche dello sviluppo, nuove culture, diverse abilità e modalità di formazione. Non è una bolla come le tante che si sono succedute negli anni e sono rapidamente passate di moda. È in realtà il pilastro economico dello sviluppo sostenibile e tale rimarrà nel tempo.
Una descrizione insiemistica dell'economia green e del ruolo che essa occupa nel processo di transizione verso la sostenibilità può essere quella della figura seguente. Lo spazio di esistenza della green economy è quello delle intersezioni delle tre ellissi (pilastri) indicato come "sustainable". Lo spazio angusto della tripla intersezione dà una percezione della grande quantità di criteri, regole e delimitazioni cui è assoggettata l'economia "green".
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I tre pilastri della sostenibilità.
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5Un modo leggero per battezzare un modello economico serissimo.Kate Raworth, ricercatrice all’Environmental ChangeInstitute di Oxford, raccoglie in maniera sintetica nello schema della ciambella la complessità di una sfida epocale. Si è chiesta che cosa serva davvero all’uomo, e a una comunità, per vivere bene, e come si potrebbe fare per assicurare a tutti senza gli sprechi degli ultimi decenni, una quota sempre più grande delle risorse che il nostro pianeta ci mette a disposizione. La sua risposta è in quel disegno semplificato. Il buco all’interno è il vuoto dove si posiziona chi non raggiunge gli standard minimi di reddito, istruzione, assistenza sanitaria, possibilità di alloggio, cibo, accesso ad acqua e aria pulite.
La ciambella vera e propria è la quota di chi quelle risorse le ha, e le usa, senza sprechi e danni eccessivi per l’ambiente: l’umanità che vive bene. Il bordo esterno segna il limite, tracciato in base a una grande quantità di studi e ricerche, oltre il quale si finisce per consumare in eccesso rispetto a quello che si ha a disposizione. In pratica, il confine da non oltrepassare per non danneggiare il clima, gli oceani, la biodiversità, quindi la Terra nel suo complesso.
LA GREEN ECONOMY: L'ECONOMIA DELLO SVILUPPO SOSTENIBILE. L’ECONOMIA DELLA CIAMBELLA
Il punto di partenza comune a tutte le impostazioni della green economy è il grave degrado ambientale, l’iniquità dell’accesso alle risorse ed alle opportunità, la necessità di contrastare la minaccia incombente del cambiamento climatico e la sempre più preoccupante scarsità delle risorse. Benché la green economy stia soltanto facendo i primi passi, secondo una visione ormai universalmente condivisa i cosiddetti scenari economici “business-as-usual” non possono più essere un’opzione. Utilizzare fonti energetiche e materiali rinnovabili, estendere la vita utile di un prodotto, creare piattaforme di condivisione, riuso e rigenerazione, ripensare i prodotti come servizi. Tutto questo è l’Economia Circolare, un modello che nasce per rispondere alle esigenze di sostenibilità del Pianeta e che rappresenta per le imprese una straordinaria opportunità in termini di competitività, innovazione e occupazione, creando valore per sé e i propri clienti.
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LA GREEN ECONOMY: L'ECONOMIA DELLO SVILUPPO SOSTENIBILE
ECONOMIA CIRCOLARE
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Il concetto di Circular economy, oggi è di gran moda ma spesso usato senza la dovuta chiarezza. Di circolarità si può parlare solo con riferimento all'uso sostenibile delle risorse naturali e alla re-introduzione nel ciclo produttivo di materiali, macchine ed apparati, sfruttando la capacità di rigenerazione che ha la natura per i materiali biologici. Il beneficio per il risparmio delle risorse può essere decisivo per la sostenibilità dei cicli industriali. La circolarità è dunque una delle caratteristiche principali della Green economy.
Diverso è il percorso dei flussi energetici la cui dotazione entropica non può che aumentare (II Principio). Per l'energia vale il concetto di rinnovabilità, cioè dell'uso diretto dell'energia solare, ma i cicli energetici restano lineari.
Circolarità e rinnovabilità sono pertanto due descrittori del modus operandi della Green economy.
Il paradigma circolare si basa su cinque pilastri che possono essere applicati singolarmente o in combinazione tra loro:
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ECONOMIA CIRCOLARE
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9 «Giro giro tondo, casca il mondo, casca la Terra, tutti giù per terra». L’economia circolare non è una filastrocca, ma come nella famosa canzoncina funziona se tutti si coordinano e si tengono per mano. Il rischio ambientale del pianeta rende sempre più necessario un simile sforzo comune. In questo senso l’economia è fin dall’antichità la scienza che gli uomini usano per allocare al meglio le risorse scarse, ma ora si trova di fronte alla crescente necessità di tenere conto di limiti fisici, biologici e climatici.A differenza del sistema lineare tradizionale, che parte dalla materia e arriva al rifiuto, quello circolare riutilizza i prodotti di oggi come risorse di domani, mantenendone o recuperandone il valore e minimizzando scarti e impatto ambientale. Inutile dire che per dare nuova vita agli oggetti occorra una transizione fatta di cambiamenti strutturali nelle aziende e culturali nelle persone.
ECONOMIA CIRCOLARE
Economia Lineare
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10 «Giro giro tondo, casca il mondo, casca la Terra, tutti giù per terra». L’economia circolare non è una filastrocca, ma come nella famosa canzoncina funziona se tutti si coordinano e si tengono per mano. Il rischio ambientale del pianeta rende sempre più necessario un simile sforzo comune. In questo senso l’economia è fin dall’antichità la scienza che gli uomini usano per allocare al meglio le risorse scarse, ma ora si trova di fronte alla crescente necessità di tenere conto di limiti fisici, biologici e climatici.A differenza del sistema lineare tradizionale, che parte dalla materia e arriva al rifiuto, quello circolare riutilizza i prodotti di oggi come risorse di domani, mantenendone o recuperandone il valore e minimizzando scarti e impatto ambientale. Inutile dire che per dare nuova vita agli oggetti occorra una transizione fatta di cambiamenti strutturali nelle aziende e culturali nelle persone.
ECONOMIA CIRCOLARE
Economia Lineare
Economia Circolare
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L’innovazione dei processi di produzione, distribuzione e consumo è il requisito fondamentale dell’economia circolare, che è anche una grande occasione di occupazione. Secondo l’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo sostenibile, nei prossimi dieci anni si potrebbero creare 540mila posti di lavoro nel settore. In particolare, la decarbonizzazione e l’aumento di energie rinnovabili richiedono competenze aggiornate riguardanti l’utilizzo di materiali e il riutilizzo di rifiuti.
L’Italia è uno dei Paesi più virtuosi d’Europa nel dare nuova vita agli oggetti e questo potrebbe rivelarsi un asset fondamentale per il Paese. Solo Olanda, Francia, Belgio e Lussemburgo fanno meglio secondo l’indice del riutilizzo dei materiali di Eurostat.
ECONOMIA CIRCOLARE
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12La consapevolezza degli italiani su questo pare essere diffusa. Secondo una topic discovery, cioè un’analisi delle conversazioni a riguardo avvenute sui social network nell’ultimo anno, emerge un chiaro riferimento alla motivazione ambientale dell’economia circolare, con un particolare accento sul tema del riciclo e di conseguenza di una nuova manifattura.
ECONOMIA CIRCOLARE
Ne parliamo tanto di economia circolare ma… sappiamo il verosignificato delle parole che usiamo?
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ECONOMIA CIRCOLARE
Bio -> Vita Green -> Verde
RiutilizzoRiciclo
Compostabile
BioDegradabile
Rinnovabile Effetto Serra CO2
GHG LCA ILUC BUON SENSO
E in più sappiamo che cosa vogliono dire queste sigle?
RecuperoRiduzione
Plastica
Impronta carbonica
Bio-Fissazione
Bio-Plastica
Fonte rinnovabile
Acqua
Un momento di riflessione……
per le domande
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Bioplastiche-Biopolimeri-Biomateriali(ma sono davvero “vive”?)
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Cosa sono le bioplastiche?Le bioplastiche rappresentano una piccola parte della famiglia delle plastiche e hanno avuto un significativo tasso di crescita negli ultimi anni. Con il termine si intende tutto l’insieme delle plastiche di origine rinnovabile e quelle biodegradabili e compostabili presenti oggi sul mercato.
È successo però che nel passaggio dal contesto tecnico-scientifico a quello di mercato il reale significato del prefisso “bio” non è stato chiarito di volta in volta, quindi sotto questo ampio cappello si trovano oggi aggregati materiali di tipo molto diverso. Cerchiamo allora di fare un po’ di chiarezza.Il termine “bioplastica” è impiegato in diversi contesti con almeno due significati diversi. 17/12/2020
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Bioplastiche-Biopolimeri-Biomateriali
“Bio” come origine delle materie prime impiegateNel primo caso il prefisso “bio” posto prima della
parola “plastica” o della parola “polimero” può indicare l’origine rinnovabile delle materie prime. In tal caso con bioplastica o biopolimero si intendono quelli ottenuti totalmente o in parte a partire da materie prime rinnovabili, invece che fossili, per esempio, da materie prime di origine vegetale invece che dagli scarti della lavorazione del petrolio. In questo caso la migliore definizione risulta essere quella di Polimeri da Fonti Rinnovabili
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Bioplastiche-Biopolimeri-BiomaterialiPolimeri da Fonti Rinnovabili
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Giurassico200 mln anni
ORA
Petrolio
Materiali vegetaliFonti Rinnovabili
Bio Fissazionedella CO2
Monomero Monomeri Polimero
Monomero Monomeri Polimero
Bioplastiche-Biopolimeri-BiomaterialiPolimeri da Fonti Rinnovabili
EtilenePropileneStireneButadieneAromatici…
ZuccheriEtanoloAcido LatticoAmidoEtileneButadieneAcidi GrassiAromatici…
ILUC: indirect land use change Cambiamenti indiretti della destinazione dei terreni. Cambiamenti della destinazione dei terreni,
precedentemente destinati alla produzione di alimenti, di mangimi e fibre, derivanti indirettamente da uno spostamento della domanda a favore dei biocomponenti.
L'impatto indiretto dei biocomponenti (come Polimeri e carburanti da Fonti Naturali) sui cambiamenti nell'uso del suolo, noto anche come ILUC o iLUC (pronunciato come i-luck), si riferisce alla conseguenza involontaria del rilascio di maggiori emissioni di carbonio a causa dei cambiamenti nell'uso del suolo in tutto il mondo indotti dall'espansione delle colture per la produzione di Bio componenti in risposta all'aumento della domanda globale di prodotti da fonti naturali
L’introduzione di un consumo non regolamentato di fonti rinnovabili al di fuori della catena alimentare può portare: a diminuzione dei terreni dedicati alla catena alimentare con conseguente scarsità di risorse per
l’alimentazione umana e conseguente aumento dei prezzi Disboscamenti di terre incontaminate per sostituire le colture alimentari che sono state dirottate altrove nella
produzione di biocomponenti. A causa di questo cambiamento nello stock di carbonio del suolo e della biomassa, il cambiamento indiretto dell'uso del suolo ha conseguenze nell'equilibrio dei gas a effetto serra (GHG) di un biocarburante.
A seguito di ciò sono state introdotte delle regole molto severe che regolano il riconoscimento della «eticità» di prodotti derivati da fonti naturali. 17/12/2020
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Bioplastiche-Biopolimeri-BiomaterialiPolimeri da Fonti Rinnovabili
Presenza di una funzionalità “bio”: biodegradabilità In questo caso il prefisso “bio” indica una proprietà del
polimero o della plastica, cioè la capacità di biodegradare. I biopolimeri e le bioplastiche così intesi sono quelli che si impiegano per applicazioni nelle quali questa proprietà rappresenta un vantaggio funzionale. Un esempio importante è quello delle bio-plastiche impiegate per la produzione di manufatti compostabili, cioè destinati a essere recuperati mediante riciclo organico (compostaggio). In questa accezione il termine bioplastica (o biopolimero) vuole dunque segnalare la presenza di una proprietà importante alla fine del ciclo di vita di un manufatto, cioè quando questo diventa un rifiuto. In questo caso la migliore definizione risulta essere quella di Polimeri BioDegradabili 17/12/2020
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Bioplastiche-Biopolimeri-BiomaterialiPolimeri BioDegradabili
Bioplastiche-Biopolimeri-Biomateriali
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Non è detto che un Polimero da Fonti Rinnovabili sianecessariamenteBioDegradabile né cheun PolimeroBioDegradabile siaanche da Fonti Rinnovabili. Le due definizioni infattiafferiscono a origine e comportamento cheavvengono prima e dopo la vita del polimero stesso. 12/17/2020
Bioplastiche-Biopolimeri-Biomateriali
Il mondo dellePlastiche da Fonti Rinnovabili e potenzialmentevastissimo e potrebbe copriregran parte delleapplicazioniattualmente copertedai polimeri di fonteFossile…
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Bio-Polietilene (Bio-PE) Grazie alle sue grandi prestazioni, PE è il più grande polimero utilizzato al mondo. Il
monomero di partenza utilizzato per la sintesi è l'etilene, ed è generalmente ottenuto dalla materia prima petrolifera per cracking e distillazione. Tuttavia, si sta ora mostrando un grande interesse per ottenere questo polimero dalle risorse biologiche e, sin d'ora, l'approccio seguito è stato quello di sintetizzare il monomero di etilene per disidratazione del bioetanolo, ottenuto dal glucosio, seguendo lo schema generale riportato nella figura.
Il prodotto finale è identico e indistinguibile (tranne all’analisi del C14) sia che venga da filiera BIO o da filiera Fossile
Il BioPolietilene presenta un grave problema di origine ILUC. In Brasile grandi aree di coltivazione della canna da zucchero sono state dedicata alla produzione di etanolo per bio-etilene per la produzione di Bio Polietilene generando una turbativa nel mercato alimentare.
Per tali ragioni le quantità di produzione sono state fortemente limitate. In analogia al BioPE si possono produrre BioPet(parzialmente), BioPA e BioPTT (parzialmente)
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Canna da zucchero zucchero Etanolo Etilene PoliEtilene
Acido PoliLattico PLA Il PLA (Acido Polilattico) è un'innovativa bioplastica. E' un materiale derivato dalla trasformazione degli zuccheri
presenti in mais, barbabietola, canna da zucchero e altri materiali naturali e rinnovabili e non derivati dal petrolio. Questa bioplastica è biodegradabile e compostabile quindi si degrada rapidamente nel terreno una volta raggiunte le condizioni di temperatura e umidità necessarie.
Attualmente, il 70% di acido polilattico o PLA viene impiegato negli imballaggi di pane, latte, succhi, acqua, profumi, detergenti, grassi e olii. L’acido polilattico è però risultato essere non idoneo per contenere liquidi caldi a causa della bassa temperatura di rammollimento.In questi campi è risultato essere un ottimo sostituto del Polistirolo e del PET
Recentemente è stato adottato come materiale per la stampa 3D
L’impiego in altri settori è in via di sperimentazione.
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Mais zuccheri
I poliidrossialcanoati (PHA) sono polimeri poliesteri termoplastici sintetizzati da vari generi di batteri (Bacillus, Rhodococcus, Pseudomonas, etc...) attraverso la fermentazione di zuccheri o lipidi. Queste macromolecole lineari, in particolari condizioni di coltura, quale l'assenza di determinati nutrienti come azoto, fosforo e zolfo, vengono accumulate dai batteri come fonte carboniosa di riserva, sotto forma di granuli. I granuli possono raggiungere elevate concentrazioni, fino anche al 90% del peso secco della massa batterica. La composizione dei poliidrossialcanoati è molto varia e dipende dal tipo di batteri da cui sono sintetizzati nonché dalla matrice di coltura
La grande variabilità delle catene laterali e dei monomeri conferisce a tali materiali altrettanta variabilità di caratteristiche fisiche[1], con punti di fusione che vanno da 40 a 180 °C.
Uno dei principali vantaggi dei PHA è la loro biodegradabilità in diversi ambienti, sia in condizioni aerobiche sia anaerobiche, senza la formazione di nessun prodotto tossico. La biodegradazione dipende dalle proprietà del polimero (composizione, grado di cristallinità, peso molecolare) e dalle condizioni ambientali (pH, temperatura, attività microbica, umidità, superficie colonizzata) [9].
Date le molteplici capacità di sintesi il PHA costituisce una piattaforma di prodotti piuttosto che un solo tipo di prodotto e potrà essere il protagonista negli anni a venire di una rivoluzione importante. Può sostituire il PP il PS ma anche gli elastomeri.
Uno tra i progetti più interessanti sviluppato can la tecnologia dei PHA è il progetto Pha-Star, fortemente legato al territorio lombardo. Tale progetto ha permesso di arrivare alla produzione poliidrossialcanoati (PHA), utilizzando sottoprodotti di scarto della filiera lattiero-casearia lombarda per la creazione di prodotti di eco-design, creando un ciclo virtuoso in piena economia circolare. Nell’impianto pilota situato nella sede di Agromatrici i ricercatori hanno realizzato bioplastiche biodegradabili, con l’utilizzo di microgranuli ottenuti da fermentazione batterica alimentata dal siero di latte, in parte scartato dalla filiera industriale come rifiuto speciale e quindi sottoposto a uno smaltimento particolare e costoso.
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Poliidrossialcanoati PHA
L’amido è un polisaccaride costituito da due componenti: un polimero del glucosio lineare chiamato amilosio e un polimero del glucosio altamente ramificato chiamato amilopectina.
La maggior parte delle piante verdi immagazzinano l’energia come l’amido che è presente in grandi quantità nei cereali come il mais, grano e riso, oltre nei tuberi come le patate.
Dopo la cellulosa, l’amido è il polimero naturale più comune. Inoltre, è completamente biodegradabile perché, come per tutti i polimeri naturali, i microrganismi hanno avuto centinaia di milioni di anni per mettere a punto gli enzimi necessari ad assimilarlo.
Sia l'amido che la cellulosa sono costituiti da molecole di glucosio legate insieme (in modo diverso) a formare lunghe catene. L’amido è la principale forma di immagazzinamento di energia delle piante, la cellulosa è il principale componente del legno.
L’amido opportunamente modificato da luogo a BioPlasticheche offrono interessanti alternative nel campo delle applicazioni del PE del PP e del PS
Le plastiche con amido possono essere usate per produrre capsule, rivestimenti, sacchetti dell’immondizia, vasi da fiori e molti oggetti monouso. Questi, una volta esaurita la loro funzione, possono essere smaltiti tramite biodegradazione.
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Polimeri derivati dall’Amido
BioPlastiche da Fonti Rinnovabili e Plastiche BioDegradabili hanno avuto nel2019 volume comparabili
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27 La produzione mondiale totale di Bio-Plastica nel 2019 è stata di circa 2 milioni di tonnellate.
BioPlastiche; Produzione Mondiale
La BioPlastica costa troppo!!! 28
La produzione mondiale totale di plastica nel 2019 è stata di circa 368 milioni di tonnellate.
La produzione mondiale totale di Bio-Plastica nel 2019 è stata di circa 2 milioni di tonnellate.
Il volume delle Bio-Plastiche è attualmente inferiore al 1% di quello delle Plastiche di origine FossileBasta il solo «effetto scala» a giustificare questa differenza. Infatti le dimensioni degli impianti di BioPolimeri è molto inferiore a quelle degli omologhi di origine fossile
Inoltre se si considerano i costi di semina, trattamento del terreno, acqua, resa agronomica, resa raffinazione chimica e resa produzione dei monomeri, il costo della produzione, allo stato attuale di avanzamento tecnologico, risulta nettamente superiore agli omologhi Polimeri da origine fossile.
BioPlastiche; Produzione Mondiale
Ma… proviamo ad immaginare un mondo in cui metà dei Polimeri Fossili sia sostituita da quelli Bio…..
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ORA
Petrolio
Materiali vegetaliFonti Rinnovabili
Bio Fissazionedella CO2
Monomero Monomeri Polimero
Monomero Monomeri Polimero
Bioplastiche-Biopolimeri-BiomaterialiPolimeri da Fonti Rinnovabili
EtilenePropileneStireneButadieneAromatici…
ZuccheriEtanoloAcido LatticoAmidoOli e derivatiDa cui ->EtilenePropileneButadiene…
ILUC ALERT
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Giurassico200 mln anni
ORA
Petrolio
Bio Fissazionedella CO2
Monomero Monomeri Polimero
Monomero Monomeri Polimero
Bioplastiche-Biopolimeri-BiomaterialiPolimeri da Fonti Rinnovabili, approccio sostenibile
EtilenePropileneStireneButadieneAromatici…
ZuccheriEtanoloAcido LatticoAmidoOli e derivatiDa cui ->EtilenePropileneButadiene Carburanti
Conclusioni La Green Economy è la rivoluzione del futuro prossimo venturo, la sfida per tutti per
contribuire a costruire un mondo MIGLIORE da consegnare alle persone a noi più care, inostril figli e nipoti.
L’economia circolare ed un elemento fondamentale per il successo della Green Economy che ci obbliga a cambiare radicalmente il modo di pensare delle generazionidel secolo scorso (la mia per intenderci), abituate al mito della crescita infinita ed alladisponibilità illimitata delle risorse.
La crescita è finita e le risorse scarseggiano!!! Il percorso è segnato! Ma la strada presenta continui tranelli, innumerevoli possibilità di
errore e troppo spesso atteggiamenti opportunistici che ci possono mandare totalmentefuori strada
Sta ad ognuno di noi restare attento ed informato, non dare retta alle troppe false notizie e dare il proprio contributo adottando comportamenti virtuosi e rispettosidell’ambiente
Abbiamo parlato di economia circolare e di BioPlastiche ma…del il Riciclo non ne vogliamo parlare???
Tranquilli, non potete scappare. Ad anno nuovo affronteremo anche questo mondoaltrettanto complesso e variegato. 17/12/2020
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Grazie dell’attenzione e… Buone Feste32
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