25 Novembre 2024
La ricerca di tecnologie a basse emissioni di CO₂ (NETs) è una priorità nel settore delle costruzioni, in cui la riduzione dell’impronta carbonica rappresenta una sfida cruciale. In questo contesto, l’utilizzo dei pellet di biochar sta emergendo come una soluzione promettente per migliorare le prestazioni del calcestruzzo, non solo in termini di sostenibilità, ma anche in relazione alle proprietà meccaniche e alla durabilità del materiale.
Biochar: una soluzione ingegnosa per il sequestro di CO₂
Il biochar sequestra la CO₂ attraverso un processo noto come pirolisi, in cui la biomassa viene riscaldata ad alte temperature in condizioni di scarsa o assente disponibilità di ossigeno. Durante questo processo, il carbonio organico presente nella biomassa si trasforma in una struttura chimicamente stabile, impedendo la decomposizione e il rilascio di CO₂ nell’atmosfera. Il carbonio, sequestrato in forma solida, rimane intrappolato nel biochar, che può conservarlo per centinaia o migliaia di anni. A differenza della biomassa non trattata, che tende a decomporsi rapidamente rilasciando gas serra, il biochar agisce come un serbatoio di carbonio a lungo termine, limitando il ritorno della CO₂ in atmosfera. Integrato in materiali da costruzione come il calcestruzzo, il biochar contribuisce ulteriormente al sequestro di carbonio, mantenendo stabile la CO₂ sequestrata e migliorando la sostenibilità complessiva del ciclo di vita dei materiali edilizi.
Tuttavia, il biochar nella sua forma grezza presenta sfide operative legate alla sua porosità e capacità di assorbimento d’acqua, che possono compromettere l’integrità e la lavorabilità del calcestruzzo. Uno studio condotto dai Laboratori Federali Svizzeri per la Scienza e la Tecnologia dei Materiali (Empa) nel 2024 ha dimostrato come la trasformazione del biochar in pellet possa compensare le emissioni nella produzione di calcestruzzo. Questo processo migliora le proprietà fisiche del biochar, rendendolo più facilmente integrabile nelle miscele cementizie e riducendo le problematiche di assorbimento d’acqua (Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, 2024).
La pelletizzazione del biochar, un processo che trasforma il biochar in piccoli pellet compatti, ha lo scopo di mitigare questi problemi, facilitandone l’integrazione nei composti cementizi. Attraverso questo trattamento, si riducono l’assorbimento eccessivo di acqua e si migliora la lavorabilità del calcestruzzo. Inoltre, la forma granulare consente una distribuzione più omogenea all’interno della matrice cementizia.
Calcestruzzo a emissioni negative
Secondo una ricerca condotta dalla Washington State University nell’aprile 2023, l’aggiunta di pellet di biochar in proporzioni fino al 45% ha dimostrato la capacità di rendere il calcestruzzo un materiale carbon-negative, cioè in grado di catturare più CO₂ di quanta ne venga emessa durante il ciclo produttivo (Washington State University, 2023).
L’aggiunta di pellet di biochar può ridurre significativamente le emissioni legate alla produzione di calcestruzzo. È stato dimostrato che un calcestruzzo contenente il 20% di pellet di biochar può raggiungere emissioni zero, mentre proporzioni superiori possono addirittura risultare in un bilancio negativo, contribuendo alla riduzione complessiva delle emissioni di CO₂ del settore delle costruzioni.
Uno studio di Zhipeng Li et al., pubblicato su Materials Letters nel 2023, ha evidenziato che la combinazione del biochar con l’acqua di risciacquo del calcestruzzo crea una sinergia nella cattura del carbonio. Questo approccio non solo migliora le proprietà del calcestruzzo, ma si allinea perfettamente con le esigenze di sostenibilità e riduzione delle emissioni nel ciclo produttivo (Zhipeng Li et al., 2023).
Vantaggi potenziali dell’integrazione dei pellet di biochar nel calcestruzzo
Riduzione dell’Impronta di Carbonio: Il biochar sequestra attivamente il carbonio atmosferico, rendendo il calcestruzzo un materiale potenzialmente a emissioni negative.
Miglioramento delle Proprietà Meccaniche: A seconda delle applicazioni, i pellet di biochar possono migliorare la resistenza e la durabilità del calcestruzzo, rendendolo un materiale versatile per diverse tipologie di progetti strutturali.
Efficienza delle Risorse: L’utilizzo del biochar ricavato da scarti di biomassa rappresenta un esempio di economia circolare, poiché valorizza un sottoprodotto che altrimenti andrebbe sprecato.
Benefici Economici: L’adozione del biochar nella produzione del calcestruzzo potrebbe favorire lo sviluppo di nuovi mercati e opportunità di lavoro sia nell’industria del biochar che in quella delle costruzioni sostenibili.
Sfide ed Ulteriori Considerazioni Tecniche
Nonostante il potenziale, l’adozione su larga scala dei pellet di biochar nel calcestruzzo non è priva di difficoltà. Alcuni dei principali ostacoli includono:
– Infrastrutture e Logistica. La produzione e distribuzione dei pellet su larga scala richiede l’implementazione di nuove infrastrutture, oltre che una rete logistica ottimizzata per gestire il biochar.
– Costo. La produzione di biochar e la sua pelletizzazione comportano costi che devono essere competitivi rispetto ai materiali tradizionali per essere sostenibili su scala industriale.
– Qualità e Consistenza. È fondamentale garantire una qualità uniforme dei pellet per evitare variazioni imprevedibili nelle proprietà del calcestruzzo. Questo richiede uno sviluppo avanzato nei processi di produzione e controllo qualità.
Conclusione
L’integrazione dei pellet di biochar nel calcestruzzo rappresenta un’innovazione significativa nel campo dei materiali da costruzione sostenibili, con il potenziale di ridurre drasticamente le emissioni di CO₂. Gli sviluppi futuri del settore potranno vedere un’ulteriore integrazione del biochar in altri materiali da costruzione, con l’obiettivo di creare un’intera filiera edilizia sostenibile basata sulle proprietà e caratteristiche di questo sottoprodotto.
La collaborazione tra industria, ricerca accademica e legislatori gioca un ruolo chiave nel favorire l’adozione di queste tecnologie su larga scala e la combinazione di innovazione tecnologica e sostenibilità ambientale rappresenta una delle vie più promettenti per affrontare le sfide del cambiamento climatico.
Il biochar, in questo contesto, potrebbe diventare un pilastro fondamentale nel panorama dei materiali da costruzione del futuro; lo sviluppo di questo settore potrebbe offrire non solo un contributo significativo alla riduzione delle emissioni di CO₂, ma anche una trasformazione dell’industria delle costruzioni verso modelli più circolari, resilienti e sostenibili.
Fonti
Washington State University, “Researchers develop carbon-negative concrete”, 18 aprile 2023.
Autore Alberto Forte
Redazione Team Promitex
