Un nuovo materiale da scarti del legno promette alte prestazioni antincendio e recupero completo dei componenti.
Dagli scarti del legno, una segatura ignifuga e riciclabile
Una segatura ignifuga riciclabile potrebbe diventare una soluzione concreta per l’edilizia grazie a un nuovo composito sviluppato da ricercatori di ETH Zurigo, Empa e Politecnico di Torino, pubblicato sulla rivista Chem Circularity, che trasforma un sottoprodotto largamente bruciato in un materiale strutturale, resistente al fuoco e completamente recuperabile.
Lo studio dimostra che la segatura può essere consolidata con un legante minerale a base di struvite, ottenendo pannelli con resistenza alla compressione fino a 4,7 MPa, un tempo di accensione di 51 ± 1 secondi e un picco di rilascio di calore di 118 ± 2 kW/m².
L’approccio risponde a un problema strutturale della filiera del legno. Milioni di tonnellate di segatura vengono oggi destinate alla combustione per recupero energetico, con emissioni di CO₂ e perdita di materia prima.
Il nuovo processo consente invece di mantenerla nel ciclo dei materiali, riducendo l’impatto ambientale e introducendo una soluzione alternativa ai compositi tradizionali a base fossile.
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Come si ottiene la segatura ignifuga riciclabile
Il cuore della tecnologia è l’utilizzo della struvite, un fosfato di ammonio e magnesio, come legante minerale. Il materiale non viene semplicemente aggiunto alla segatura, ma si forma direttamente al suo interno attraverso una trasformazione chimica controllata. I ricercatori spiegano su Chem Circularity che si possono utilizzare proteine ureolitiche estratte dai semi di anguria per guidare la cristallizzazione del minerale, permettendo la crescita di cristalli di grandi dimensioni che si incastrano nelle fibre del legno.
Questo processo consente di superare i limiti dei leganti tradizionali. I polimeri derivati da fonti fossili non sono riciclabili e possono generare microplastiche. I leganti minerali convenzionali, invece, richiedono alte temperature di produzione e risultano difficili da recuperare. La soluzione proposta combina entrambe le esigenze: bassa intensità energetica e riciclabilità completa.
Il risultato è un materiale ibrido in cui la fase minerale si distribuisce in modo omogeneo, avvolge le particelle di segatura e crea un’interconnessione meccanica che garantisce robustezza anche con un contenuto ridotto di legante, pari a circa 0,65 in peso rispetto alla segatura.
Resistenza meccanica e comportamento al fuoco
I test meccanici evidenziano una struttura solida e anisotropa. Nei campioni ad alta densità, pari a circa 780 kg/m³, la resistenza a compressione raggiunge valori tra 3 e 4,5 MPa, con prestazioni comparabili o superiori al legno massiccio in alcune direzioni di carico.
Ma è sul fronte della sicurezza antincendio che emergono i dati più rilevanti. Il materiale mostra una propensione minima all’innesco, con una perdita di massa inferiore all’1% durante esposizione diretta alla fiamma. Nei test di combustione forzata, il composito sviluppa rapidamente uno strato carbonizzato che riduce il trasferimento di calore e limita la propagazione delle fiamme.
Il tempo di accensione, pari a oltre 50 secondi, è più che triplo rispetto al legno non trattato, mentre il rilascio di fumo resta contenuto, con un tasso totale di emissione pari a 74 ± 4 m²/m².
Durante i test di penetrazione della fiamma, la superficie esposta raggiunge circa 900°C, ma il lato opposto del pannello rimane sotto i 30°C per oltre 5 minuti, segno di un’elevata capacità isolante.
Secondo l’analisi statistica condotta sui dati calorimetrici, il materiale potrebbe rientrare nella classe di reazione al fuoco Euroclass B, tipica di prodotti con limitata combustibilità.
Le possibili applicazioni nell’economia circolare edilizia
Uno degli aspetti centrali del progetto è la possibilità di recuperare integralmente il legante minerale. A fine vita, i pannelli possono essere frantumati e trattati a circa 103°C, decomponendo la struvite in fosfato di magnesio amorfo. Il materiale viene poi dissolto e ricristallizzato sotto forma di newberyite, che può essere riutilizzata per produrre nuovi compositi senza perdita di prestazioni.
I test mostrano che i materiali riciclati mantengono una resistenza a compressione di circa 4,45 MPa, in linea con i campioni originali.
Questa capacità di recupero distingue il nuovo composito dai pannelli cementizi tradizionali, che contengono fino al 60-70% di cemento e risultano difficilmente riciclabili. Il materiale a base di struvite, invece, utilizza circa il 40% di legante, risultando più leggero e con un’impronta carbonica potenzialmente inferiore.
Segatura ignifuga riciclabile anche per il settore costruzioni
Le caratteristiche meccaniche e la resistenza al fuoco rendono il materiale adatto per applicazioni interne, come pannelli divisori e rivestimenti. La combinazione tra proprietà ignifughe e sostenibilità lo colloca tra le possibili alternative ai materiali compositi attualmente impiegati nell’edilizia.
Un ulteriore elemento di interesse riguarda il ciclo delle risorse. La struvite può essere recuperata anche da impianti di trattamento delle acque reflue, dove si forma come sottoprodotto. Questo apre la possibilità di integrare il materiale in filiere circolari più ampie, collegando edilizia e gestione dei rifiuti.
Limiti e prospettive
Lo studio evidenzia anche alcune criticità. Il costo della struvite resta oggi superiore rispetto ai leganti tradizionali. La diffusione su larga scala dipenderà dalla disponibilità di fonti alternative e dalla possibilità di integrare flussi di recupero industriale.
I ricercatori indicano come prossimi passi l’ottimizzazione del processo produttivo e la validazione su scala industriale. L’obiettivo è verificare la competitività economica e l’effettiva applicabilità nel settore delle costruzioni.
