All'epoca in cui viveva in California, Katrina Cornish si ritrovò a chiedersi quali fossero i camion aperti che trasportava grandi quantità di pomodori maturi. Perché, pensò, non erano i pomodori sul fondo schiacciati in grandi pozzanghere rosse.
Il motivo, apprenderà in seguito, è che i pomodori sono stati allevati per avere pelli resistenti che hanno permesso loro di sopportare tutto quel peso dall'alto.
Quel po 'di conoscenza arriverebbe a servire bene la Cornovaglia dopo essersi trasferita alla Ohio State University, dove è una ricercatrice di biomateriali. Di recente, lei e il suo gruppo di ricerca hanno scoperto che non solo quelle bucce di pomodoro, ma anche gusci d'uovo schiacciati, possono essere efficaci sostituti del riempitivo a base di petrolio utilizzato nelle gomme delle auto.
"Quello che vuoi in un riempitivo è qualcosa di veramente duro e forte", dice. "Ecco perché abbiamo guardato le bucce di pomodoro."
Il filler di scelta in pneumatici e altri prodotti in gomma è stato a lungo qualcosa chiamato carbon black, un prodotto in polvere di carbonio che comprende il 30 percento della maggior parte dei pneumatici. In realtà, è la ragione per cui molti prodotti in gomma sono neri. Il nero carbone aiuta a rendere la gomma degli pneumatici più resistente.
Ma l'offerta è sempre più scarsa poiché la domanda di automobili è in rapido aumento nei paesi in via di sviluppo. Allo stesso tempo, la produzione di nerofumo negli Stati Uniti è diminuita negli ultimi anni quando l'EPA si è abbattuto su piante che emettevano quantità eccessive di anidride solforosa e ossido di azoto.
Ciò ha reso i produttori di gomma statunitensi più dipendenti dalle società estere per un prodotto che è sempre stato suscettibile alle fluttuazioni dei prezzi mondiali del petrolio.
Il potenziale dello spreco alimentare
Pertanto, la possibilità di utilizzare gli sprechi alimentari per ridurre la quantità di nerofumo necessaria potrebbe ridurre i costi. Potrebbe anche portare benefici ambientali. "Una delle ragioni per cui queste risorse sono tali è l'intera questione della sostenibilità", afferma Cornish. “Il nerofumo è prodotto con petrolio. Se potessi iniziare a sostituire parte di questo materiale non sostenibile con materiale sostenibile, allora ci stai aiutando a liberarci del petrolio ”.
Chiaramente non mancano gli sprechi alimentari in America. Gli americani consumano più di 30 chili di pomodori a persona all'anno, secondo il Dipartimento dell'Agricoltura la maggior parte di loro in scatola o trasformati in qualche modo, come la salsa sulla pizza. Le aziende alimentari sbucciano e scartano la pelle dura. E ogni americano consuma, in media, quasi 270 uova all'anno, portando il totale nel paese a circa 86 miliardi. Circa il 40 percento di queste uova viene utilizzato da aziende alimentari, che finiscono per spedire tonnellate di gusci incrinati in discarica. Lì rimangono seduti a lungo perché non si rompono molto facilmente.
"Abbiamo pensato che usare gusci d'uovo come riempitivo sarebbe stato un destino migliore che finire in discarica", afferma Cornish. "E sono rimasto piacevolmente sorpreso quando si è scoperto che sono un riempitivo rinforzante molto efficace e non un diluente."
Le bucce di pomodoro essiccate e macinate (in alto) e i gusci d'uovo (in basso) vengono trasformate in polvere grossolana, media e fine prima di essere aggiunte alla gomma. (Kenneth Chamberlain, per gentile concessione della Ohio State University) Come spiega Cornish, un riempitivo diluente è uno che può rendere un composito più debole e più rigido, più viene aggiunto a un prodotto. Riduce i costi, ma riduce anche la qualità. Al contrario, uno stucco rinforzante aumenta la resistenza del prodotto, sebbene possa anche ridurne l'elasticità.
"Ma con alcuni di questi nuovi riempitivi, i gusci d'uovo e le bucce di pomodoro, se usati in combinazione con il nero di carbone, siamo in grado di ottenere un aumento della resistenza, ma non un aumento della durezza o una perdita di elasticità", afferma.
In altre parole, è stato scoperto che i riempitivi per rifiuti alimentari rafforzano la gomma mantenendola flessibile.
Alternative sostenibili
Finora, il team dello stato dell'Ohio ha testato con successo gusci d'uovo o bucce di pomodoro in combinazione con carbon black, riducendo la quantità del riempitivo tradizionale senza sostituirlo. I ricercatori non hanno ancora combinato i due rifiuti alimentari in un riempitivo. Stanno lavorando per identificare in che modo combinare i due — con e senza carbon black — potrebbe cambiare le proprietà meccaniche uniche che ciascuna porta separatamente alle prestazioni della gomma. L'obiettivo finale sarebbe quello di creare "ricette" per diverse combinazioni per ottenere risultati che corrispondano meglio a ciò di cui un produttore ha bisogno.
"Abbiamo già dimostrato che è possibile ottenere diverse combinazioni di proprietà semplicemente utilizzandole con carbon black, più di quanto il carbon black possa fare da solo. Riteniamo che potremmo essere in grado di andare ancora oltre unendo i due in un modo predittivo di progettazione intelligente ", afferma Cornish.
Katrina Cornish (a sinistra) e Cindy Barrera (a destra) esaminano pelli di pomodoro macinate e gusci d'uovo, nonché campioni di gomma. (Kenneth Chamberlain, per gentile concessione della Ohio State University) Fa notare che i ricercatori hanno ricevuto una sovvenzione dalla Ford per lavorare su un progetto usando gusci d'uovo schiacciati nelle parti in gomma e che un altro produttore di gomma ha espresso interesse a lavorare con il riempitivo a buccia di pomodoro.
I ricercatori hanno ricevuto feedback sulla loro domanda di brevetto per i loro compositi di gomma da rifiuti organici dall'Ufficio brevetti e marchi degli Stati Uniti e Cornish afferma che sarà reinviata a breve. La tecnologia è stata concessa in licenza a una società della Cornovaglia, denominata EnergyEne.
Trovare alternative naturali da utilizzare nella produzione di prodotti non è una novità per la Cornovaglia. Sta anche supervisionando un progetto per determinare se una varietà di dente di leone originario del Kazakistan può essere utilizzata come fonte di gomma. Circa il 10-15 percento delle radici della pianta sono in gomma naturale.
Una chiave per lei, dice, è tenere gli occhi aperti sulle possibilità del mondo naturale.
“Vengo da un background molto ampio e sono molto interessato a un'economia sostenibile. In Ohio, l'agricoltura è un'industria enorme, la trasformazione degli alimenti è un'industria enorme ", osserva. “Volevo vedere cosa avrei potuto fare come scienziato non alimentare legato all'industria di trasformazione alimentare. Hanno tutti grandi rifiuti. I rifiuti costano molti soldi. I rifiuti vanno in discarica. Quindi abbiamo valutato quali sono i rifiuti e cosa potremmo farne.
“Ed è risultato essere un progetto di grande successo. Non voglio che questo sembri condiscendente, ma la maggior parte delle persone non si guarda intorno e vede davvero cosa c'è là fuori. "
