Cos’è Ecoplaster
Il progetto “ECOPLASTER: BIOSTABILIZZATO PER EDILIZIA ECOSOSTENIBILE”, cofinanziato dal Ministero dell’Ambiente e della Sicurezza Energetica, prevede la produzione di malte per intonaci eco-sostenibili, utilizzabili nell’ambito dell’edilizia per migliorare le prestazioni energetiche e ambientali degli edifici in un’ottica di economia circolare.
Tali malte verranno additivate con l’hydrochar ottenuto mediante carbonizzazione idrotermale (HTC – Hydrothermal Carbonization) della miscela della frazione organica stabilizzata (FOS), o compost fuori specifica, e di percolato di discarica. La frazione liquida residuale del processo HTC sarà ulteriormente valorizzata/recuperata per la produzione di polimeri biodegradabili di origine microbica di possibile applicazione come bioplastiche o nel packaging alimentare.
Obiettivo
Il progetto ha come obiettivo ambizioso quello di realizzare un intero flusso di economia circolare, avendo come pilastro l’ottenimento di un materiale eco-sostenibile ottenuto da un rifiuto.
Nello specifico, prevede di realizzare un’intera filiera di gestione dei rifiuti, per la quale, gli output del sistema saranno materiali con valore aggiunto, in linea con la filosofia del “from waste to resource“.
Sottoponendo la frazione organica stabilizzata dei rifiuti solidi urbani a processo di carbonizzazione idrotermale, il progetto intende realizzare: un intonaco rinnovabile, ottenuto additivando malte edilizie con la frazione solida (hydrochar) attivata proveniente dal processo di HTC; biopolimeri (e.g. cellulosa, chitosano, glucani, acido lattico, PHA, PHB), tramite la crescita di batteri e funghi filamentosi, sfruttando la frazione liquida del processo di carbonizzazione idrotermale, opportunamente formulata in terreni colturali.
L’hydrochar ottenuto sarà essiccato e sottoposto ad un trattamento di attivazione, al fine di incrementarne la porosità e l’area superficiale. La frazione liquida, in uscita dal processo di carbonizzazione verrà studiata per la crescita di microrganismi al fine di produrre biopolimeri. L’eventuale frazione liquida residua, proveniente dal processo fermentativo, verrà inviata all’impianto di osmosi inversa al fine di mantenere attiva la circolarità della filiera, evitando di produrre scarti residui inutilizzati.
L’individuazione delle malte e degli additivi sul mercato, per la realizzazione d’intonaci, permetterà di sperimentare miscele di malte additivate con hydrochar attivato al fine di ottenere possibili intonaci. Verrà elaborato un modello di dosaggio e lavorazione in termini di preparazione del supporto, del prodotto e condizioni per l’applicazione. L’applicazione dell’intonaco eco-sostenibile, il monitoraggio e le analisi delle sue prestazioni, consentirà di valutare e confrontare le performance dell’intonaco eco-sostenibile rispetto ad uno tradizionale. In particolare, l’elevata porosità e area superficiale dell’hydrochar può consentire di raggiungere un importante incremento delle prestazioni degli intonaci, in termini di:
- riduzione della conducibilità termica,
- miglioramento delle proprietà termoigrometriche,
- capacità di controllo dell’umidità interna ai locali,
- miglioramento delle prestazioni acustiche (fonoassorbimento),
- miglioramento della capacità di assorbimento di odori,
- miglioramento della qualità dell’aria all’interno dei locali,
- ottimizzazione delle prestazioni ambientali mediante ecodesign (analisi di ciclo di vita di prodotto e processo produttivo dell’intonaco innovativo).
Attività
Coordinamento e project management – WP1
Il Work Package 1 è dedicato alla gestione del progetto e al coordinamento dei partner partecipanti, nonché alla divulgazione dei risultati.
Produzione su scala da laboratorio di hydrochar attivato – WP2
L’obiettivo del WP2 sarà la produzione su scala da laboratorio di hydrochar attivato. Una volta ottimizzato il processo di HTC, l’hydrochar prodotto alle condizioni di prova ottimali (tempo & temperatura) verrà attivato utilizzando un forno tubolare rotativo al fine di incrementare porosità e area superficiale.
Il materiale prodotto sarà messo quindi a disposizione dei WP4 e WP5 per la produzione di intonaci eco-sostenibili.
Studio di una malta additivata per la produzione di un intonaco eco-sostenibile – WP3
Con riferimento alla norma UNI EN 998-1 verrà analizzato il mercato delle malte e degli additivi per intonaci.
Saranno sperimentate miscele di malte additivate con hydrochar attivato al fine di ottenere possibili intonaci con adeguate prestazioni meccaniche, ridotta conducibilità termica, capacità di assorbimento acustico e capacità di assorbimento di odori e inquinanti e anche, nel caso degli intonaci interni, un migliore controllo dell’umidità.
Analisi delle prestazioni dell’intonaco eco-sostenibile prodotto su scala industriale – WP4
Scopo fondamentale sarà quello di analizzare le prestazioni termiche ed energetiche derivanti dall’utilizzo dell’intonaco eco-sostenibile prodotto.
EcoVt si occuperà della preparazione, su scala industriale, dei substrati e della relativa caratterizzazione chimico-fisica.
UNITUS provvederà alla produzione di hydrochar in un quantitativo sufficiente per la conduzione delle prove nelle test-rooms messe a disposizione da CIRIAF (caso pilota del progetto).
KIMIA supporterà UNITUS nelle attività di monitoraggio e analisi delle prestazioni dell’intonaco.
Fonte: file Ciriaf
Valorizzazione della frazione liquida del processo di carbonizzazione idrotermale – WP5
L’attività prevede la messa a punto di processi fermentativi per la produzione di biopolimeri a partire da terreni colturali basati sulla frazione liquida del processo di carbonizzazione idrotermale
Valutazione della sostenibilità ambientale ed economica della filiera proposta – WP6
I principali obiettivi di questa attività sono:
- valutare la sostenibilità ambientale dell’intonaco eco-sostenibile mediante analisi LCA, confrontando gli impatti con intonaci tradizionali; nell’analisi si terrà conto anche del potenziale recupero della frazione liquida per la produzione di bioplastiche;
- valutare la fattibilità economica del processo di produzione dell’intonaco eco-sostenibile su scala industriale;
- valutare gli impatti sociali della filiera proposta, evidenziando il contributo della produzione dell’intonaco eco-sostenibile su scala industriale al raggiungimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile definiti dall’Organizzazione delle Nazioni Unite.
Risultati
Riguardo la capacità di innovazione nel triangolo della conoscenza “Education, Research, Innovation”, il progetto sostiene la transizione verso un’economia verde attraverso:
- attività di formazione sui temi dell’economia circolare, dei protocolli di sostenibilità e sui prodotti per la bioedilizia;
- una ricerca volta a favorire una produzione sostenibile nel campo dell’edilizia e, in particolare, delle malte termoisolanti, in linea con i requisiti del Green Public Procurement e dei CAM;
- il trasferimento di know-how alle imprese per favorire innovazione nel tessuto produttivo nazionale in un’ottica di sostenibilità;
- lo studio di tecnologie innovative per favorire la riciclabilità dei rifiuti in un’ottica di simbiosi industriale.
Per la valutazione e verifica del raggiungimento degli obiettivi preposti nel progetto, sono stati impostati i seguenti indicatori fisici:
