• Articolo Roma, 29 settembre 2011
  • I risultati delle applicazioni sperimentali Progetto Basalto dell’ENEA

    Fibra di basalto in edilizia: efficienza garantita

  • L’impiego della fibra di basalto a sostituzione dell’acciaio nel calcestruzzo armato, una nuova frontiera nelle sperimentazioni tecnologiche sui materiali

Il nostro sistema produttivo nazionale è, oggi più che mai, interessato da profondi e delicati cambiamenti, in vista soprattutto delle scelte, presenti e future, legate al tema dell’efficienza e del risparmio energetico. Infatti, a seguito delle disposizioni dell’Ue in materia di Clima ed Energia, l’Italia ha previsto di raggiungere un risparmio energetico e una riduzione delle emissioni di Co2 del 20% entro il 2020 (oltre al conseguimento di una quota di FER che sostituiscano, entro tale data, gli usi finali di energia da fonti fossili).

In questo particolare contesto, dunque, il settore dell’edilizia si rivela essere uno dei campi più fervidi in materia di sperimentazione e di ricerca di nuove componenti ed applicazioni in grado di rispondere alle esigenze di politiche di efficienza e di risparmio energetico per la produzione di manufatti strutturali.

Tra i numerosi enti impegnati su questo fronte, particolare attenzione va riservata all’ENEA, Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie l’Energia e lo Sviluppo Economico Sostenibile, che da diversi anni svolge delle ricerche sulle fibre di basalto che, per le sue intrinseche caratteristiche fisico-chimiche ed un elevato grado di biocompatibilità, offre degli spunti interessanti per il settore energetico-ambientale, con applicazioni nel campo civile, della nautica e dell’automobile.

L’intento di questo progetto è duplice. Il primo obiettivo è di verificare, mediante la realizzazione di un prototipo, in che modo la fibra di basalto – proveniente dalla fusione e successiva filatura della roccia basaltica – possa essere utilizzata in sostituzione dell’acciaio nel calcestruzzo armato, che attualmente viene impiegato per la realizzazione della struttura dell’edificio, o in manufatti edili come ad esempio, i muri di sostegno. Il passo successivo è invece quello di ampliare l’attuale normativa, che si limita a regolamentare i composti utilizzati in edilizia, a favore di una normativa tecnica specifica, in grado di garantire la piena applicazione della fibra di basalto nella filiera produttiva.

Le caratteristiche che rendono questo materiale comparabile o, addirittura, preferibile all’acciaio, sono molteplici. Pur avendo le medesime proprietà meccaniche, la densità dei due materiali è diversa: per cui ad ogni kg di basalto impiegato corrispondono 2,91 kg di acciaio. Facili calcoli consentono quindi di affermare che, per ogni kg di fibra di basalto impiegato al posto della corrispondente quantità di acciaio, si può ottenere un risparmio energetico di 9,12 kWh. Inoltre le proprietà di isolamento termico e sonoro, di stabilità al calore, di durabilità e resistenza alle vibrazioni della fibra di basalto, sono nettamente superiori sia all’acciaio che a tutte le plastiche rinforzate conosciute. Anche le proprietà chimiche di questo materiale, lo rendono preferibile all’acciaio nel calcestruzzo armato: le fibre di basalto sono, infatti, più resistenti agli ambienti aggressivi (sia ambienti acidi che alcalini), presentando maggiori vantaggi di resistenza alla corrosione. Mentre l’acciaio delle armature classiche può corrodersi attraverso delle fessurazioni, che possono prodursi quando l’elemento strutturale è sollecitato a flessione e da fenomeni di trasporto di acqua, ossigeno, cloruri, anidride carbonica, il basalto garantisce una buona durabilità sia perché resistente all’ambiente cementizio, sia perché non soggetto a fenomeni di corrosione da parte degli agenti inquinanti.

Come precedentemente accennato, la fibra di basalto, si presenta anche come un materiale biocompatibile: non ha problemi di riciclo quando viene dismesso, in quanto è un elemento naturale che riduce il peso d’insieme dell’involucro, e richiede una quantità di energia inferiore per la sua lavorazione rispetto a quella che normalmente serve per l’acciaio. Da ciò ne consegue anche un abbattimento dell’anidride carbonica che viene emessa nel processo di lavorazione preliminare.

L’eco-compatibilità di questo materiale, gli consente dunque, di essere completamente riciclato assieme al calcestruzzo; i rinforzi in fibra di basalto, a differenza dell’acciaio, non necessitano di una separazione preliminare della parte strutturale dalla parte cementizia prima dello smaltimento in discarica.

Il risparmio e la convenienza economica risiedono quindi nel fatto che non sarebbero più necessari impianti di separazione destinati allo scorporo del calcestruzzo dall’acciaio per il recupero del materiale, ma tutto potrebbe essere destinato ad un trattamento unico senza processi di smaltimento ulteriori.

Da queste considerazioni si comprende quanto vantaggioso potrebbe essere l’impiego del basalto nel settore edile. Se ipotizzassimo di sostituirlo all’acciaio già solo con il 5% dell’acciaio attualmente utilizzato nell’arco di un anno – pari a 25 milioni di tonnellate l’anno – avremmo un risparmio energetico simile a quello di una centrale che produce 500 MW e attiva per 8000 ore all’anno (con risparmio di 3.919.417 MWh/anno).

Inoltre, alla riduzione del consumo di energia corrisponde un abbattimento complessivo delle emissioni di CO2 in atmosfera pari a 700 mila tonnellate annue, che ci avvicinerebbe agli obiettivi previsti dal pacchetto clima – energia dell’Ue.