Mattoni fatti con il sale. Arredo dagli scarti edili, vasche galleggianti stampate in 3D per i fiumi, sono alcuni dei materiali per l’edilizia “green concept” più interessanti del 2022. Il primo materiale “strano” di cui accenno, è “Bau.Salz”, un mattone realizzato con il sale. Sviluppato dalla Bauhaus Universität Weimar. E’ parte di un progetto di ricerca più ampio sui materiali da costruzione sostenibili. Il Bau.Salz sfrutta la salamoia di scarto prodotta dai processi di desalinizzazione. Principalmente dell’acqua dei mari e degli oceani che, solitamente purtroppo, viene scaricata nelle acque marine e oceaniche, con grave danno per l’ambiente. Gli studiosi tedeschi hanno immaginato di riutilizzare questo scarto, miscelandolo con argilla, gesso e polisaccaridi, per poi ricavarne dei mattoni. E poi c’è la novità aerogel.
Dai funghi il nuovo materiale fonoassorbente ecologico
I suoni ambientali influiscono sul nostro benessere e sulla nostra salute; ecco perché dotare di assorbenti acustici gli ambienti nei quali viviamo e lavoriamo può fare la differenza. La maggioranza dei pannelli fonoassorbenti utilizzati nelle pareti o negli arredi è realizzata in fibre minerali o schiume sintetiche, quasi mai eco-sostenibili e difficilmente riciclabili. L’idea è venuta Julia Krayer, ricercatrice che si occupa da molti anni di biomateriali. E nell’ultimo periodo ha concentrato l’attenzione sul micelio, l’apparato vegetativo dei funghi. Per il progetto, la ricercatrice e i suoi colleghi hanno coltivato fili miceliali (insieme di ife, che sono la struttura del fungo) in laboratorio. E li hanno aggiunti ad un substrato vegetale costituito da paglia, legno e scarti della produzione alimentare.
La miscela è stata poi stampata in 3D nella forma desiderata, lasciando che le strutture filiformi crescessero attraverso l’intero substrato formando una struttura solida. Una volta raggiunto questo punto, il materiale è stato essiccato in un forno ad alta temperatura, uccidendo il fungo per impedirgli di crescere ulteriormente. Il risultato è una struttura porosa a celle aperte, ideale per scopi di isolamento acustico. Non solo il materiale è realizzato interamente con ingredienti rinnovabili e biodegradabili. Ma, grazie alla stampa 3D, può anche essere prodotto con strutture interne ottimizzate per assorbire il suono. Purtroppo, la ricerca è solo all’inizio.
Materiali superisolanti a base aerogel
Un obiettivo prioritario nel settore delle tecnologie per l’edilizia resta quello dello sviluppo di materiali innovativi che garantiscano risparmi energetici e miglioramento del confort abitativo. In questo settore, i prodotti additivati con aerogel (miscela di gas e solidi, efficace nell’isolare), sono indicati come materiali utili a ottenere un’alta resistenza termica. Gli aerogel sono materiali nanostrutturati sintetici altamente porosi. Rispetto a qualsiasi altro materiale conosciuto, l’aerogel ha la più alta porosità, la più alta superficie specifica e la più bassa densità. La sua bassa conducibilità termica è il risultato dell’elevata porosità e della nano dimensione dei pori. Purtroppo, per la loro fragilità dovuta a una bassa resistenza alla trazione. E per i costi elevati rispetto ai materiali tradizionali, sono ancora oggi di scarso utilizzo.
Il mercato degli aerogel
Il principale vantaggio offerto da questi materiali è dato dalle eccezionali proprietà termiche che garantiscono la possibilità di notevoli prestazioni in ridotti spessori. In particolare, garantiscono un notevole risparmio di spazio durante la riqualificazione degli edifici dall’interno, fornendo un’alta resistenza termica in strati sottili.
Il mercato globale per aerogel a base di silice stimato pari a 307,5 milioni di dollari (americani) nel 2014. 427 milioni di dollari nel 2016 e si prevede raggiungerà quota 1,92 miliardi entro il 2022, con una crescita annuale superiore al 10%. Al giorno d’oggi, il settore principale di questo mercato è rappresentato dall’isolamento di condotte industriali, sebbene le applicazioni in edilizia stiano aumentando considerevolmente. È così che nanopori con diametri di poche decine di nanometri occupano dall’85% fino al 99,9% del volume totale. Restituendone un materiale ad elevata porosità con proprietà fisiche, termiche, ottiche e acustiche uniche, ma anche resistenze meccaniche ridotte. Per questo motivo, gli aerogel sono tipicamente incorporati in una matrice di fibre più forti. Per migliorarne la resistenza complessiva suggerendone l’uso nel settore edile, in strati isolanti come pannelli, o in intonaci come malte e intonaci.
Malte cementizie con aerogel
Tipicamente, il calcestruzzo ha conducibilità termiche elevate, pertanto necessita di strati di isolamento termico per ottenere proprietà isolanti adeguate. Le recenti ricerche sulle malte e sui calcestruzzi con aerogel sono mirate a progettare nuove miscele leggere. Che garantiscano un’adeguata resistenza alla compressione e buon isolamento termico.
Intonaci con aerogel
Gli intonaci rinforzati con aerogel hanno il vantaggio di essere semplici da implementare e flessibili rispetto alle superfici irregolari. Consentendo di creare uno strato continuo di isolamento termico riempiendo gli spazi e le giunture dell’involucro di un edificio. La bassa densità degli intonaci a base di aerogel permette l’applicazione di strati spessi con griglie interne in fibra di vetro. Che creano un isolamento adeguato, specialmente in circostanze in cui altri materiali isolanti tradizionali trovano difficoltà d’impiego. Grazie al fatto di essere poco assorbenti, gli intonaci rinforzati con aerogel hanno anche il vantaggio di essere idrorepellenti. Mentre sono permeabili al vapore acqueo e più traspiranti rispetto agli intonaci convenzionali.
Pannelli con aerogel
Per rafforzare le proprietà di trazione degli aerogel di silice come materiale isolante, proposto di rinforzare gli aerogel con materiali meccanicamente più resistenti. E matrici di fibre non tessute come vetro, fibre minerali o carbonio. Quando le fibre o la matrice fibrosa vengono aggiunte alla miscela che contiene i precursori del gel, il composto essiccato risultante è un pannello di aerogel.
Conclusioni
Questo breve sommario ha l’ambizione di riassumere diverse attività di ricerca in corso. Che hanno già portato alla produzione di prodotti potenziati con aerogel per la costruzione di sistemi opachi. Una panoramica dei diversi sistemi quindi realizzata. Con l’intento di fornire un quadro aggiornato dello stato attuale sulle tecniche e i possibili usi dei prodotti potenziati con aerogel. In Europa, diversi progetti di ricerca internazionali finanziati nell’ambito del programma Horizon 2020. Per esaminare nuove formulazioni di materiali da costruzione con aerogel. Concentrandosi in particolare sulle prestazioni a lungo termine dei nuovi prodotti, sulla loro resistenza meccanica e conducibilità termica.
