Geopolimeri: il progetto di ricerca presentato ad Ecomondo

È stato presentato ad Ecomondo da Vittorio Vezzali, ingegnere ambientale e collaboratore dell’Area Ambiente, un importante progetto di ricerca finanziato da Garc in collaborazione con l’Università di Modena e Reggio Emilia, incentrato sulla valorizzazione dei rifiuti provenienti dalle macerie dei terremoti.

Un geopolimero può essere definito un polimero inorganico chimicamente attivato.
Questo prodotto innovativo si crea quando una polvere di un materiale allumino-silicatico (tipicamente metacaolino), reagisce con una soluzione alcalina (generalmente a base di silicati e idrossidi di sodio o potassio) formando così un materiale compatto che indurisce in tempi generalmente simili a quelli di un cemento Portland. Il termine polimero deriva dal fatto che la reazione chimica che si produce porta, dopo una serie di stadi, alla formazione di strutture tridimensionali (Si-O-Al-O-)n e (Si-O-Al-Si-O-)n, che si ripetono nello spazio similarmente a quelle polimeriche. La formatura avviene per colaggio in stampi di materiale plastico o tramite estrusione, il consolidamento del materiale può avvenire generalmente a temperatura ambiente.
Possono essere prodotti una vasta gamma di materiali versatili che attualmente trovano già un impiego in diversi settori industriali quali: il settore edilizio, l’inertizzazione dei rifiuti pericolosi, l’industria aerospaziale, le opere di restauro, ecc…

A seconda della tipologia di preparazione e della composizione, i geopolimeri presentano molte proprietà tecnologicamente interessanti:
Resistenza alle alte temperature, fino a 1000-1200°C.
Resistenza agli attacchi chimici (sia da soluzioni acide che alcaline).
Resistenza meccanica.
Alta durabilità, superiore al cemento Portland.

Il forte interesse per questi materiali è però da ricercare nel fatto che molte di queste proprietà possono essere ottenute tramite un processo chimico environmentally friendly, che non vede coinvolte sostanze tossiche, che lascia la possibilità di utilizzare una vasta gamma di materiali di partenza di scarto (sia in sostituzione della matrice solida, sia dell’attivatore alcalino) e che potrebbe così candidarsi a sostituire industrie impattanti come quella del cemento (trattamento termico del calcare) o del laterizio (cottura degli impasti nelle fornaci) diminuendo così il contributo all’emissione globale di CO2. I geopolimeri tradizionali sono prodotti principalmente a partire da metacaolino.
Negli ultimi anni sono altresì utilizzati scarti della produzione industriale come ceneri volanti (sottoprodotto della combustione del carbone) o loppa d’altoforno (sottoprodotto della produzione di ferro e acciaio).

Come presentato alla fiera Ecomondo mercoledì 7 novembre 2018, durante il convegno Ricerche applicate per il trattamento ed il recupero di residui solidi, Garc SpA mira a valorizzare le macerie del terremoto del centro Italia del 2016, tramite una partecipazione nel progetto di ricerca regionale Materiali Funzionali per uno sviluppo sostenibile e, nello specifico, Funzionalizzazione di superfici di materiali allumino-silicatici da attivazione alcalina in collaborazione con UNIMORE, individuando in questi una possibile matrice solida per lo sviluppo e la funzionalizzazione di materiali geopolimerici.

Lo scopo è quello di cercare un utilizzo alternativo ed innovativo per le macerie del terremoto, estendendo il più possibile il campo di applicazione del materiale, considerando una replicabilità su larga scala e limitando la complessità di trattamento del rifiuto inerte.
Questa tecnologia potrebbe permettere la ricostruzione di elementi non strutturali direttamente in-loco con materiale originale dell’area e con un processo meno impattante dal punto di vista economico ed ambientale rispetto alla ricostruzione tradizionale in calcestruzzo e laterizio.

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