Questo materiale composito ecologico renderà superfluo il cemento armato?
L'industria delle costruzioni è alla ricerca di modi per rendere le proprie attività più rispettose dell'ambiente. Un materiale composito innovativo potrebbe offrire una soluzione in questo senso. Permette di costruire in modo neutrale dal punto di vista climatico e rappresenta un'alternativa al cemento armato.
La produzione di cemento è considerata particolarmente dannosa per il clima, motivo per cui l’industria edile è alla ricerca di alternative per ridurre le emissioni di CO2. I ricercatori dell’Istituto tedesco di ricerca sui tessuti e le fibre (DITF) di Denkendorf hanno sviluppato un’alternativa di questo tipo. Il nuovo materiale composito fatto di pietra naturale, fibre di carbonio e biochar potrebbe essere un’alternativa ecologica al cemento armato e ha un eccellente bilancio di CO2.
Progetto congiunto DACCUSS-Pre
L’uso di materiali vegetali come il legno, la paglia o altre fibre vegetali come materiali da costruzione consente un efficiente sequestro di carbonio. Ma per il team del progetto DACCUSS-Pre, lo stoccaggio a breve termine non è sufficiente. Stanno lavorando su un nuovo materiale da costruzione chiamato CFS (CarbonFibreStone), che consiste in fibre di carbonio di origine vegetale, biochar e roccia dura. Questo materiale da costruzione non solo dovrebbe soddisfare tutti i requisiti tecnici, ma anche rimuovere dall’atmosfera, a lungo termine, più anidride carbonica di quella rilasciata durante la sua produzione.
IlCFS ottiene questo sequestro di carbonio in tre modi diversi
La conversione della biomassa ricca di carbonio, come le alghe, in fibre di carbonio permette di immagazzinare il carbonio nel materiale da costruzione a lungo termine. Anche la pietra dura del CFS contribuisce a legare il CO₂. La polvere di pietra viene prodotta durante il processo di produzione, che accelera l’invecchiamento della pietra e quindi lega l’anidride carbonica dell’aria nella pietra attraverso reazioni chimiche. Il biochar, un altro materiale durevole e ricco di carbonio ottenuto da parti di piante, viene utilizzato come strato isolante tra le lastre di pietra.
Facciata dell’edificio realizzata
In stretta collaborazione con l’azienda TechnoCarbon Technologies, il progetto ha già fatto notevoli progressi: è stato realizzato con successo un primo prototipo sotto forma di elemento edilizio per le pareti della casa. Questo è composto dai componenti già citati, fibre di carbonio, roccia dura e biochar. Due lastre di pietra naturale fungono da pareti esterne dell’elemento costruttivo. Le fibre di carbonio rinforzano le pareti laterali con l’aiuto di tessuti tecnici e assumono il carico di trazione, simile all’acciaio di rinforzo nel cemento armato. Il biochar, a sua volta, funge da materiale di riempimento e agisce da efficace isolante.
Fibre di carbonio BIO da materie prime
Le fibre di carbonio sviluppate al DITF di Denkendorf sono costituite da lignina, ottenuta da biomassa. Queste fibre si caratterizzano per la loro economicità, grazie ai bassi costi delle materie prime e alla loro efficienza nel legare il carbonio. Rispetto all’acciaio di rinforzo convenzionale, non arrugginiscono, il che ne prolunga la durata. Sebbene la loro produzione richieda più energia rispetto all’acciaio, la quantità utilizzata nella costruzione è così piccola che il bilancio complessivo delle emissioni di energia e di CO2 è più positivo di quello del cemento armato. L’utilizzo dell’energia solare e della biomassa durante la produzione e l’invecchiamento naturale della polvere di pietra fanno sì che il bilancio di CO2 del nuovo materiale da costruzione sia effettivamente negativo. Ciò significa che si possono costruire edifici che contribuiscono attivamente alla riduzione di CO2.
Impatto ambientale della facciata dell’edificio
I ricercatori di Denkendorf parlano con entusiasmo del nuovo dimostratore per un elemento di parete nell’edilizia. Questo è realizzato in gabbro, una pietra naturale proveniente dall’India, che non è solo esteticamente attraente, ma ha anche un’elevata capacità di carico, come confermano i test di carico. Lo strato superiore dei pannelli in pietra è realizzato con fibre di carbonio biobased, con il biochar proveniente dalla rinomata Convoris GmbH, noto per i suoi eccellenti valori di isolamento termico.