Innovazione

Eco-Smart Breakwater: calcestruzzo e alghe formano le dighe

Posidonia e cemento per un nuovo materiale ad alta sostenibilità ambientale: la messa a punto nei laboratori dell'Università del Salento
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Eco-Smart Breakwater: calcestruzzo e alghe formano le dighe
Il Dipartimento di Ingegneria dell’Innovazione dell’Università del Salento ha presentato i risultati del progetto ‘Eco-Smart Breakwater’, relativi alla realizzazione di dighe in calcestruzzo ecosostenibile a base di posidonia oceanica spiaggiata e altri componenti riciclati, durante l’inaugurazione del Laboratorio EUMER – EUropean Maritime & Environmental Research. Il progetto ‘Eco-Smart Breakwater‘ ha agito su un duplice fronte: implementazione di calcestruzzo ecosostenibile e suo conseguente impiego nella costruzione di blocchi dalla particolare geometria posizionati nel porto di Otranto per la lotta all’erosione costiera.

Dalla posidonia oceanica al calcestruzzo: quando la ricerca si concentra sulla natura

In ‘Eco-smart Breakwater’, progetto coordinato dal Consorzio ATHANOR di Bari sotto la supervisione di Tomasicchio, il mare offre generoso alla ricerca una materia prima le cui proprietà la rendono un componente ideale per la produzione di calcestruzzo ecosostenibile. Stiamo parlando della posidonia oceanica, pianta acquatica tipica del Mar Mediterraneo, che appartiene alla famiglia delle Posidoniacee. Nello specifico, si tratta di un calcestruzzo costituito da rifiuti di posidonia oceanica spiaggiata e aggregati da riciclo da scarti lapidei.

Il calcestruzzo sostenibile

Non è certo la prima volta che materiali di origine naturale, che presentano particolari proprietà tecnologiche, vengono impiegati per l’ottenimento di miscele cementizie. È nato così, il calcestruzzo ecosostenibile, spesso definito come biocemento. Negli ultimi anni, infatti, si sta assistendo ad un aumento della sensibilità nei riguardi dell’ambiente quale bene prezioso da difendere, come, in Italia, con la certificazione ‘Made Green in Italy’. Numerose sono le iniziative, sia prettamente scientifiche sia mediatiche, aventi come obiettivo la maggiore presa di coscienza – da parte del mondo politico, dei ricercatori e dei cittadini – di quanto la natura che ci circonda sia di fondamentale importanza nel garantire il benessere di tutti.

L’impatto ambientale

Nel portare avanti questa battaglia, studiosi e scienziati, di concerto con l’intera comunità, rivestono un ruolo primario. Le ricerche condotte sui materiali, ad esempio, sono rivolte allo sviluppo e all’adozione di componenti dal basso impatto ambientale, adatti a essere riciclati, con un ciclo di vita che implica un consumo di energia non elevato (ad esempio l’energia elettrica necessaria ad azionare la filiera produttiva del materiale) e una produzione minima di sostanze inquinanti (CO2 e VOC – Composti Organici Volatili). Il processo industriale alla base del cemento tradizionale, costituito dal ‘clinker’ (argilla, gesso, minerali calcarei), avviene ad altissime temperature, sprigionando nell’atmosfera tutti i componenti nocivi della combustione del carbone.

Il calcestruzzo ecosostenibile

Alcuni calcestruzzi sostenibili, presenti oggi sul mercato, che non necessitano di elevate temperature per essere prodotti e la cui valutazione LCA – Life Cycle Assessment ha portato a risultati positivi sono:
  • calcestruzzi a base di scarti del riso e altri leganti naturali;
  • calcestruzzi a base di materiali riciclati (rifiuti solidi urbani selezionati, pneumatici, materie plastiche);
  • calcestruzzi a base di alluminosilicati;
  • calcestruzzi fotocatalitici.

Eco-smart Breakwater: intervenire per contrastare l’erosione

‘Eco-smart Breakwater’ è frutto dalla collaborazione tra il Dipartimento di Ingegneria dell’Innovazione dell’Università del Salento, Federbalneari Salento e il Centro di Ricerche CETMA – Centro di Ricerche Europeo di Tecnologie Design e Materiali, e gode dei finanziamenti della Regione Puglia nell’ambito del bando ‘Aiuti a sostegno dei cluster tecnologici regionali per l’innovazione’.  In questo caso particolare, innovazione e ricerca sui materiali hanno riguardato il fragile ecosistema costituito da acqua e sabbia.  L’ambiente intorno a noi, infatti, appare estremamente vulnerabile: l’erosione marina, ad esempio, minaccia molte spiagge italiane – che rischiano di sparire – contribuendo all’aumento del rischio idrogeologico.

Cos’è l’erosione?

Per erosione si intende un insieme di processi causati da agenti naturali (acqua, vento, ghiaccio) che portano alla disgregazione della superficie terrestre. Nel caso dell’erosione marina a essere colpite sono le coste e le spiagge, per via dell’azione del mare che con i suoi movimenti porta via del materiale. Inoltre, possono entrare in gioco diversi fattori che generano situazioni di squilibrio e di maggiore vulnerabilità. In sintesi si tratta di:
  • subsidenza (graduale abbassamento della crosta terrestre quale conseguenza dell’accumulo dei sedimenti);
  • diminuzione del trasporto di materiale da parte dei fiumi;
  • opere costruite nelle immediate vicinanze della costa.
Per gli studiosi di ‘Eco-smart Breakwater’ le dighe, tra le soluzioni in genere adottate per contrastare l’erosione costiera e quindi controllare i flussi idraulici, possono essere realizzate con calcestruzzo ecosostenibile.

Come si è sviluppato il progetto

Si tratta di un progetto profondamente innovativo, in cui natura e scienza si incontrano per dare vita a dei materiali diversi il cui impatto ambientale è sensibilmente minore rispetto a quello generato dai componenti cementizi tradizionali. L’Università del Salento, il CETMA, la società RINA Consulting, il CMCC e ANTHEUS, insieme ai partner industriali Eurostrade di Melissano e Pietro De Pascalis di Galatina, partendo da un’analisi e da un costante monitoraggio della porzione di territorio sul quale intervenire – quella del porto di Otranto –  hanno progettato e realizzato tre blocchi frangiflutti in grado di resistere all’azione delle onde.

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Economia circolare del mare

La solidità e resistenza dei blocchi è stata precedentemente osservata in laboratorio utilizzando un modello in scala ridotta. Ciascun elemento, dal peso di 29 tonnellate, è stato realizzato con il calcestruzzo a base di posidonia e componenti riciclati. Uno dei tre massi è stato inoltre dotato di un avanzato sistema costituito da sensori – fornito da ICATEC e GLOBAL SOFTWARE – per il controllo del comportamento strutturale e ambientale dell’intervento. I risultati del progetto sono già sorprendenti: ciascun blocco consente di riciclare più di 2,5 quintali di rifiuti di posidonia spiaggiati e 60 quintali di scarti da costruzione e demolizione, ovvero circa il 20% del peso del masso.
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