Ricerca applicata | Progetto Rewastee

Polveri di scarto dell’acciaio per la produzione di materiale innovativo

Efficienza, riciclo e innovazione, questi sono i punti salienti del progetto Rewastee, il quale finalmente tende a colmare un problema che affligge l’Europa, ovvero, gli scarti delle industrie siderurgiche. Lo scarto del prodotto siderurgico, con l’aggiunta dei materiali a cambiamento di fase, acquisisce infatti la peculiarità di accumulare calore latente riuscendo a immagazzinare energia latente, mantenendo costante la temperatura e cedendo successivamente questa energia. Questa caratteristica è di fondamentale importanza nel settore delle costruzioni: basti pensare al problema della riqualificazione energetica di un elemento edilizio posto verso l’esterno.

Non tutti sanno che l’Europa, con 168 milioni di tonnellate, è il più grande produttore di acciaio e affini al mondo. Circa metà di questa produzione è condotta con l’ausilio dell’Eletric Arc Furnace (Eaf) meglio noto nel nostro paese come forno elettrico ad arco.
Rewastee
Questo processo, come evidenziato in diverse pubblicazioni scientifiche, produce polveri di scarto difficilmente gestibili, in quanto, definite come rifiuto pericoloso da sottoporre, quindi, a trattamento speciale. Infatti, fino a ora, questo particolare rifiuto viene trattato da appositi impianti, che recuperano lo zinco contenuto all’interno della polvere, ma scartano la restante parte (circa il 60%), conferendo quest’ultima parte in discarica.
Dalla brillante idea di recuperare parte di questo rifiuto, è nato il progetto Rewastee, co-finanziato dall’Unione Europea (Eco/13/630286), che vede coinvolte sia società private prestigiose come la spagnola Fcc Construcción sia atenei di eccellenza come l’Università di Barcellona.

1. Principali materiali utilizzati per la realizzazione del nuovo materiale a forma stabilizzata.

1. Principali materiali utilizzati per la realizzazione del nuovo materiale a forma stabilizzata.

Del gruppo di aziende aderenti al progetto c’è anche una società italiana, la R2M Solution Srl di Pavia, la quale nel progetto ricopre l’importante ruolo di responsabile del modello di business e del piano di sviluppo di distribuzione e di replica. Il progetto prevede, sostanzialmente, il riciclo totale delle polveri derivanti dal processo sopra esposto, attraverso un ciclo termico che prevede la stabilizzazione della polvere (figura 1) e la successiva produzione di un isolante per edilizia con l’introduzione opzionale di Pcm (materiale a cambiamento di fase). Ma vediamo di cosa si tratta in dettaglio.
Infatti, con l’aggiunta dei materiali a cambiamento di fase, la materia acquisisce la peculiarità di accumulare calore latente riuscendo, a sua volta, a immagazzinare energia latente mantenendo costante la temperatura e cedendo questa energia successivamente. Questa caratteristica è di fondamentale importanza nel settore delle costruzioni: basti pensare al problema della riqualificazione energetica di un elemento edilizio posto verso l’esterno.

2. Processo concettuale lca per il recupero e riutilizzo degli scarti provenienti dalle acciaierie.

2. Processo concettuale lca per il recupero e riutilizzo degli scarti provenienti dalle acciaierie.

La figura 2 riporta un estratto del ciclo Lca (Life Cycle Assessment) per quanto concerne i prodotti siderurgici; dal completo ciclo del materiale, si può osservare come lo scarto del prodotto siderurgico, se correttamente trattato, possa essere riutilizzato in un altro ciclo di utilizzo.
Il concetto è molto esteso, infatti se prima il rifiuto doveva essere gestito separatamente con opportuni processi di smaltimento, ora lo stesso materiale diventa parte integrante di un nuovo ciclo (Rewastee system per l’appunto) che, assieme ad altri materiali viene rivalutato per l’impiego, come isolate acustico e regolatore termico, nel settore dell’edilizia.
La particolarità di impiego nel settore civile è data grazie alle caratteristiche intrinseche del materiale risultante dal processo di rigenerazione (figura 3).

3. Materiale risultante dal processo di riutilizzo e metodi di applicazione in ambito civile.

3. Materiale risultante dal processo di riutilizzo e metodi di applicazione in ambito civile.

La membrana prodotta da questo innovativo progetto, come accennato prima, possiede caratteristiche termo-acustiche degne di nota, grazie all’alta densità e al processo di cambiamento di fase. Dal punto di vista acustico, per esempio, sono stati condotti diversi test sui due prodotti principali: Rewastee e Rewastee plus.
Il primo prodotto è una membrana che ha la particolare caratteristica di possedere una massa pari a circa 7-9 kg/m2 in soli 5 mm di spessore, mentre il secondo prodotto, Rewastee plus, possiede, inoltre, un’elevata inerzia termica che rende, quindi, particolarmente adatto all’utilizzo combinato, dove appunto si necessità un abbattimento acustico e una miglioria delle caratteristiche termiche dell’involucro.
A riscontro di quanto asserito sopra, in figura 4 viene riportato un test di laboratorio condotto in accordo alla norma europea En 10140- 2:2001; in tale prova sono state messe a confronto il prodotto Rewastee con un prodotto tecnicamente equivalente disponibile attualmente sul mercato.
Dai risultati ottenuti si può osservare effettivamente come la membrana Rewastee, a parità di spessore, riduca decisamente il livello sonoro nell’ambiente tipo. Da un punto di vista puramente pratico, si evidenzia come le membrane generate dal processo di laminazione siano adatte anche all’accoppiamento con diversi supporti; il materiale, difatti, può essere facilmente connesso, attraverso sistemi adesivi, a lastre di cartongesso oppure a pannelli isolanti di terze parti, divenendo così un sistema completo di tipo sandwich. Questa peculiarità è tale da permettere diversi utilizzi della membrana.
A tal proposito, in figura 5 sono riportati solo alcune metodologie di utilizzo della membrana Rewastee; per esempio, il ridotto spessore del layer isolante, è tale da permetterne l’impiego anche per costruzioni esistenti, in quanto, con un unico materiale, è possibile riqualificare sia il comfort termico sia il comfort acustico con limitato utilizzo di spazio.

4. Processo di laminazione del materiale. Il risultato è una membrana speciale con spessori variabili in funzione delle esigenze e degli impieghi.

4. Processo di laminazione del materiale. Il risultato è una membrana speciale con spessori variabili in funzione delle esigenze e degli impieghi.

Non ultima è la proprietà del materiale di essere flessibile; questa qualità unica evidenzia come la membrana possa essere impiegata tranquillamente per pareti non rettilinee oppure per solai e coperture ad arco. Ciò giova la libera forma architettonica del costruito e pone fine a certi limiti introdotti con i pannelli rigidi. Anche in Italia, Rewastee potrebbe trovare svariate applicazioni in edilizia. Si pensi, per esempio, al problema di limitare i valori acustici tra unità immobiliari distinte. È infatti recente la lettera da parte del Ministero dell’Ambiente (datata 29/07/2014) contenete chiarimenti in merito alla applicabilità del Dpcm 05/12/1997 Determinazione dei requisiti acustici passivi degli edifici.
In tale lettera si sottolinea come in un edificio se «intervengono trasformazioni dell’unità immobiliare atte per esempio a frazionare la stessa in due o più unità distinte [omissis] le necessarie richieste di autorizzazioni devono contenere l’attestazione del rispetto dei valori limite previsti dal decreto.»
È ovvio come i requisiti passivi, in caso di divisione di unità o riqualificazione della stessa, soprattutto per edifici datati, possano essere raggiunti solamente con una adeguata ristrutturazione e con l’aggiunta di materiali con adeguate caratteristiche insonorizzanti. Ma vi è un’ulteriore considerazione da fare in merito.

5. Esempi di impiego della membrana Rewastee all’interno di edifici: pareti divisorie di appartamenti o hotel.

5. Esempi di impiego della membrana Rewastee all’interno di edifici: pareti divisorie di appartamenti o hotel.

Il recente Decreto del 24/12/2015 in Gu n.16 del 21/01/2016, che stabilisce «criteri ambientali minimi per l’affidamento di servizi di progettazione e lavori per la nuova costruzione, ristrutturazione e manutenzione di edifici per la gestione dei cantieri della pubblica amministrazione e criteri ambientali minimi per le forniture di ausili per l’incontinenza» nell’allegato I Piano d’azione per la sostenibilità ambientale dei consumi nel settore della Pubblica Amministrazione, al paragrafo 2.4.2.8 Isolanti termici e acustici il Decreto prescrive che «il prodotto finito (ndr. isolante) deve contenere le seguenti quantità minime di materiale riciclato (calcolate come somma di pre e post-consumo), misurato sul prodotto finito»; la particolarità è che il controllo deve essere condotto dal progettista, in quanto, egli «sceglie prodotti che soddisfino il criterio e deve prescrivere che in fase di approvvigionamento l’appaltatore dovrà accertarsi della rispondenza al criterio».

Ing. Ennio Casagrande | Libero professionista e autore di diverse pubblicazioni, si occupa di progettazione strutturale, rischio sismico e cantieristica e collabora attivamente con la società Casagrande Costruzioni Edili.

Ing. Ennio Casagrande | Libero professionista e autore di diverse pubblicazioni, si occupa di progettazione strutturale, rischio sismico e cantieristica e collabora attivamente con la società Casagrande Costruzioni Edili.

In questo ambito, il prodotto messo a punto dal progetto Rewastee rispetta pienamente i dettami prescrittivi del Decreto, in quanto, realizzato con il 70% di materiale riciclato Eafd. Attualmente, anche nel settore privato, la richiesta di prodotti innovativi ed ecosostenibili è in continuo aumento. Certificati come Leed, Itaca nonché alcuni regolamenti regionali tra i quali quelli del Veneto, del Friuli-Venezia Giulia e del Piemonte, oramai, richiedono che parte dei materiali utilizzati nella costruzione o ristrutturazione di un immobile sia derivato da materia prima riciclata. Addirittura, in alcuni ambiti, l’impiego di materiali riciclabili viene «premiato» con un bonus aggiuntivo di volumetria urbanistica da sfruttare nel progetto. Non c’è dubbio, quindi, che materiali e progetti di ricerca come Rewastee sia il futuro dell’edilizia e della nostra salute.

di Ennio Casagrande

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