Riciclare i materiali di scarto dell’edilizia stampandoli
Ogni anno in Svizzera il settore dell'edilizia produce milioni di tonnellate di materiale di scarto. Dal Ticino buona parte di questi rifiuti finiscono nelle discariche italiane. Un'innovativa stampante 3D potrebbe contribuire almeno in parte a risolvere il problema.
Per ora è solo un prototipo frutto di una collaborazione tra due istituti accademici svizzeri di grande prestigio: il Politecnico federale di Zurigo e l’Istituto scienze della terra della Scuola Universitaria professionale della Svizzera Italiana (SUPSI).
Ma la stampante 3D che crea ornamenti architettonici con gli scarti di lavorazione dell’edilizia e delle cave potrebbe risolvere presto almeno in parte il problema dello smaltimento di questi materiali e reintrodurli nella catena di produzione nell’ottica della sostenibilità e dell’economia circolare.
Ne sono convinti i ricercatori e le ricercatrici che hanno creato questo macchinario grazie anche a un finanziamento di Innosuisse ReBJP (Binder Jetting for direct application of recycled materials) e che, per due mesi, lo hanno testato nelle cave di marmo di Arzo in Canton Ticino.
“Con questa stampante, vogliamo proporre una soluzione in grado di contribuire al riutilizzo dell’enorme quantità di materiali di scavo che ogni anno vengono prodotti e che, solo in Svizzera, si stima ammontino a 57 milioni di tonnellate. Solo il 25% di questi rifiuti viene smaltito a un costo di circa 25 franchi a tonnellata”, spiega a tvsvizzera.it Filippo Schenker, ricercatore della SUPSI.
Molto di questo materiale prodotto in Ticino confluisce nelle cave e nei siti di smaltimento della vicina Lombardia sulla base di un’intesa di coordinamento transfrontaliero per la gestione del materiale di scavo non inquinato e dei rifiuti edili di origine minerale fra la Regione Lombardia e il Cantone Ticino firmata a marzo del 2015. Gli scarti, che il progetto Interreg Switch Research 2014-2020 stima in circa 300’000 di tonnellate di materiale da scavo e d’asfalto conferite ogni anno e che secondo il Gruppo “Concertazione Inerti” della Regio Insubrica il volume è rimasto stabile anche nel 2022, sono oggetto di monitoraggio costante di ARPA Lombardia.
Come funziona la stampante 3D
Oltre al materiale di scarto, l’elemento chiave è il metacaolino, minerale che penetra nell’aggregato e che, indurendosi, crea un amalgama molto resistente e molto più ecologico del cemento.
“Il processo di selezione del materiale di scarto prevede una prima attività di setaccio degli scarti, di essicazione e di trasporto. Successivamente una macchina setaccia ulteriormente il materiale che insieme al metacaolino – più caro del cemento ma che può essere usato in quantità molto inferiore- viene dato in pasto alla stampante. Una stampa di un singolo elemento dura 12 ore a cui seguono 12 ore di riposo”, spiega Schenker, per il quale la resistenza alla compressione e alla flessione di quest’amalgama apre le porte per un’applicazione concreta.
Il risultato, strato dopo strato, è un prodotto finale resistente che può essere impiegato come rivestimento di facciate di edifici o per costruire quelle solette che nelle costruzioni di case dividono il piano sottostante da quello sovrastante.
Un progetto pilota dalle enormi potenzialità
Per ora è solo un progetto pilota che crea sculture ornamentali di dimensioni di 80/120 cm. E come tale, non ha bisogno che vengano soddisfatte diverse normative per poter utilizzare questo tipo di tecnologia. “Nel momento in cui il progetto prendesse forma bisognerebbe implementarlo sia sotto l’aspetto tecnico dell’applicazione e di hardware, sia sotto l’aspetto normativo. E da lì ci vorrebbero un paio di anni. Però già diverse aziende, sapendo che noi utilizziamo gli scarti tra 0 e 4 mm, si sono interessate a questa stampante”, spiega Pietro Odaglia, ricercatore del Politecnico federale di Zurigo.
I ricercatori sono convinti che la stampante 3D, da sola, non possa risolvere i problemi di scarto della Confederazione ma la ritengono un’alternativa che dà allo scarto un valore aggiunto.
“Con dieci di queste stampanti potremmo già cominciare a smaltire un po’ di questo materiale” – aggiunge Filippo Schenker che racconta di come siano alla ricerca di partner industriali in grado di definire gli ultimi passi per l’automatizzazione e per la commercializzazione.
“Noi abbiamo deciso di focalizzarci su elementi di facciata, su nuovi rivestimenti di edifici. Quello che abbiamo stampato è un prototipo dalle molte potenzialità soprattutto in considerazione del fatto che i materiali che utilizziamo noi li spaliamo e li mettiamo direttamente nella macchina mentre normalmente le stampanti 3D utilizzate nel campo artistico, per esempio per fare sculture o ceramiche, utilizzano materiali ad hoc e hanno bisogno di resine organiche che in ambito edilizio sono tossiche”.
Intanto il prototipo è pronto per essere spedito a Venezia dove dal 20 maggio al 26 novembre verrà esposto alla Biennale di architettura a palazzo Mora presentato dalla European cultural center.
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