Gli obiettivi del progetto europeo GRETA
C’è un piccolo oggetto a cui spesso diamo poca importanza ma che sta diventando indispensabile per gestire e monitorare un prodotto durante il trasporto e l’utilizzo: l’etichetta a radiofrequenze, o RFID. La troviamo già su vari prodotti commerciali e imballaggi, e ci si aspetta che sarà sempre più diffusa perché contiene e trasmette tutte le informazioni su ciò che accompagna. Questo piccolo oggetto, però, rende qualsiasi confezione, anche quella meglio pensata per ridurne l’impatto ambientale, non del tutto riciclabile. È infatti un dispositivo elettronico classico basato su silicio, metalli e altri materiali difficili da smaltire e riciclare. L’Istituto Italiano di Tecnologia coordina il progetto europeo GRETA, che punta a ripensare da zero questo componente guardando a un futuro dove avrà sempre più largo utilizzo. L’obiettivo è trasformare l’RFID in un’etichetta progettata secondo i principi dell’economia circolare. Il progetto è coordinato da Mario Caironi principal investigator del Center for Nano Science and Technology dell’IIT a Milano, è iniziato a gennaio 2025 e terminerà a dicembre 2028, coinvolgendo sette partner da Italia, Paesi Bassi, Serbia, Belgio, Portogallo e Regno Unito.
Le etichette a radiofrequenza (RFID) sono una tecnologia fondamentale per la logistica dei prodotti commerciali, perché identificano i prodotti contenuti in un pacco, tracciano gli spostamenti, monitorano le condizioni di trasporto e semplificano alcune operazioni di pagamento. Il loro compito è conservare le informazioni e trasmetterle anche a distanza a un lettore digitale che invia un apposito segnale radio di attivazione. Sono composte da un supporto, di solito in plastica o carta, su cui sono depositati un’antenna metallica e un microchip di silicio. Le loro dimensioni sono sì contenute e necessitano di piccole quantità di materiale elettronico, ma se pensiamo che in futuro potrebbero accompagnare miliardi di confezioni e imballaggi ogni giorno, insieme contribuiranno all’accumulo di notevoli quantità di rifiuti elettronici. Il riciclo di oggetti così piccoli, economici e distribuiti in modo capillare è oggi poco plausibile.
All’interno del progetto GRETA – acronimo di “green, organic and printed ultra-high frequency identification tags” – il team di ricerca internazionale vuole intervenire a monte di questo problema, guardando a tutto il ciclo di vita delle etichette RFID, dalla produzione fino allo smaltimento.
Il consorzio di ricerca sta unendo ai principi della sostenibilità ambientale l’elettronica organica, un approccio che sostituisce le tradizionali componenti al silicio con inchiostri a base di carbonio. La sintesi e la formulazione di questi inchiostri eviteranno l’uso di solventi tossici, sfrutteranno soprattutto miscele di acqua e altri solventi sostenibili e dovranno minimizzare il consumo energetico. La carta è invece il materiale di elezione per i supporti. La stampa a getto d’inchiostro, la stessa tecnologia di molte stampanti da scrivania, userà questi inchiostri per disegnare i circuiti elettronici direttamente sul supporto di carta. Molte componenti dell’etichetta diventeranno biodegradabili, mentre le poche altre che necessitano di alcuni metalli saranno progettate per essere recuperate e riutilizzate.
Ogni partner del progetto porterà una competenza essenziale e specifica per raggiungere gli obiettivi tecnologici e di sostenibilità. Il lavoro sulle componenti microelettroniche stampate, che gestiscono le informazioni e la comunicazione, spetta al gruppo dell’IIT che ha una lunga esperienza nell’elettronica organica ad alte prestazioni; l’Università di Milano-Bicocca sta mettendo a punto le sintesi sostenibili dei semiconduttori organici e la loro formulazione in inchiostri green, mentre l’associazione portoghese Almascience sta studiando i supporti biodegradabili. Ricercatori dell’Università di Novi Sad in Serbia si stanno occupando di progettare e fabbricare l’antenna a base di carbonio, e l’Università di Eindhoven è responsabile della modellazione di tutti i componenti e del design elettronico di tutta l’RFID. Un team di ricerca dell’Università di Liegi chiude il cerchio, analizzando il ciclo di vita di ogni componente e calcolando l’impatto ambientale dell’etichetta, dalla sua produzione fino al termine del suo utilizzo. I dati così ottenuti forniranno riscontri oggettivi sulla sostenibilità delle soluzioni proposte, confrontandole con le tecnologie oggi in uso.
Inserito nel programma Europeo EIC Pathfinder, il progetto GRETA fa parte di una più ampia iniziativa comunitaria chiamata “Responsible Electronics Portfolio”, che mette in relazione nove progetti legati all’elettronica sostenibile. La condivisione di competenze trasversali aiuterà a individuare linee guida condivise, utili sia alla ricerca sia a trasferire i risultati di laboratorio all’industria. Da una semplice etichetta, oggetto solo all’apparenza piccolo e marginale, può svilupparsi una filiera dell’elettronica diffusa più attenta agli impatti di ogni suo prodotto.
