Il Bio-char per l’architettura sostenibile - Produzione di malta a base cementizia con aggiunta di micro-particelle derivanti da gassificazione di biomassa

La necessità di sperimentare nuove alternative per la produzione di cemento nasce dall’incessante utilizzo del calcestruzzo come materiale da costruzione: come afferma il World Business Council for Sustainable Development rappresenta la seconda materia utilizzata al mondo dopo l’acqua. Nel 2016 l’Italia si è classificata tra i primi quattro produttori di calcestruzzo in Europa e tra i primi venti a livello globale, con una produzione di quasi 30 milioni di metri cubi . Tali numeri hanno come conseguenza elevati dispendi di energia durante la fase produttiva così come altrettante emissioni di CO2 in atmosfera, causando maggior inquinamento e contribuendo in modo fondamentale al riscaldamento globale. I dati riportati da “Il Sole 24 ore” ad Aprile 2018 informano che l’Italia ha presentato un aumento di emissioni di CO2 di circa il 3,2%, rappresentando così più del 10% di emissioni relative a tutta l’Europa. Stando, quindi, ai dati analizzati, è evidente come sia di primaria importanza intervenire alla radice di queste problematiche, focalizzando l’attenzione sulla riduzione delle materie prime e sul consumo di combustibili naturali. In ragione di ciò, si è sempre più orientati a rispondere a queste necessità con soluzioni sostenibili in grado di soddisfare in modo efficiente le esigenze delle nuove tecnologie dell’architettura rispettando la natura. Il tema principale attorno a cui ruota il presente lavoro è incentrato sull’applicazione di Bio-char, analizzato precedentemente dall’azienda NEOTRON Group - Analytical & Technical Services di Modena, per la realizzazione di compositi a base cementizia; l’attività svolta è stata soprattutto di tipo sperimentale, oltre che di ricerca, ed è stata svolta presso il Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica del Politecnico di Torino. La letteratura presa a riferimento mostra come soluzioni precedenti abbiano previsto l’aggiunta di inerti di Bio-char per la produzione di compositi a base cementizia; in questo caso, durante l’attività di laboratorio sono state realizzate malte con aggiunta di Bio-char derivante da materiali di scarto di origine vegetale ed ottenuto tramite un processo di gassificazione. L’uso di questo sottoprodotto ha garantito benefici da un punto di vista prestazionale, apportando miglioramenti in termini di resistenza, durezza e soprattutto duttilità. La sperimentazione ha previsto l’aggiunta di Bio-char in diverse percentuali, rapportate al peso del cemento, per la realizzazione dei suddetti provini di malta; il prodotto ottenuto è stato fatto maturare e poi testato a 7 e a 28 giorni. Durante i test meccanici sono stati valutati i parametri di resistenza a flessione e a compressione ed energia di frattura. Dai risultati ottenuti è evidente come la presenza di nano particelle gassificate contribuisca al miglioramento delle proprietà meccaniche e alla riduzione della linearità della traiettoria di frattura, rispetto a quella ottenuta con cemento tradizionale, con un conseguente aumento dell’energia di frattura e della deformazione: questo garantisce una maggiore prestazione del materiale. È bene sottolineare come l’uso di Bio-char sia di fondamentale importanza anche da un punto di vista ambientale poiché garantisce la riduzione di emissioni di CO2, rendendo così il materiale da costruzione più sostenibile. Inoltre, non è da sottovalutare la componente economica , poiché con questo processo si riducono i costi legati allo smaltimento dei rifiuti.