Valutazione del consumo di acqua dolce di materiali da costruzione green

Negli ultimi anni, l'uso di materiali riciclati ha suscitato forte interesse. A tal proposito, gli aggregati artificiali leggeri risultano essere un’ottima alternativa ai materiali vergini comunemente utilizzati. Questo studio intende sviluppare un’analisi LCA di questi aggregati per fornire una disamina degli impatti ambientali, il volume di acqua consumata è stato quantificato come impatto ambientale. 


I materiali eco-sostenibili in edilizia

L'industria edile è responsabile del significativo consumo di risorse naturali (Figueiredo et al., 2021) e di significative emissioni di gas a effetto serra (Lamb et al., 2021). Negli ultimi dieci anni, i ricercatori hanno studiato materiali alternativi, tecnologie e concetti di design in grado di aderire al concetto di sostenibilità nel settore dell'edilizia.

Come materiali eco-sostenibili, ci sono vari materiali di scarto con buone proprietà meccaniche, che sono un'alternativa efficace ai materiali tradizionali. Massudinejad et al. (2019) hanno studiato l’utilizzo di rifiuti solidi industriali, agricoli, edili e di demolizione e rifiuti urbani per produrre materiali di costruzione innovativi.

Sono stati fatti molti tentativi per ridurre l'impatto delle attività industriali e per raggiungere soluzioni sostenibili (Kurda et al., 2019; Rodríguez-Robles et al., 2019). I materiali eco-sostenibili sono: ceneri volanti (Kurda et al., 2020), ceneri miste provenienti da attività agro-industriali (Chippagiri et al., 2021), scorie di altoforno macinate (Tüfekçi et al., 2017) e fanghi di marmo (Colangelo et al., 2018; Coppola et al., 2020).

Lo studio proposto mira a sostenere l'uso di aggregati artificiali ottenuti da sottoprodotti industriali in alternativa agli aggregati naturali. Il tema è di notevole interesse scientifico, in quanto ha molte conseguenze ambientali positive, tra cui la conservazione delle risorse naturali e la conversione dei rifiuti in prodotti a valore aggiunto.

 

Il consumo di acqua dolce (CAD)

Nel presente studio è stato calcolato il consumo di acqua dolce (CAD). L'uso dell'acqua è cresciuto di circa sei volte a livello globale negli ultimi 100 anni e continua a crescere costantemente con un +1% annuo, motivo per cui è un aspetto di notevole importanza. Il consumo calcolato di acqua dolce comprende il volume totale di acqua utilizzata direttamente e indirettamente.

Il consumo diretto riguarda l'acqua utilizzata nel processo di doppia granulazione. Il consumo indiretto si riferisce al consumo di acqua associato alla produzione di elettricità, all'estrazione di materie prime e alla loro trasformazione per ottenere i materiali utilizzati per il processo di granulazione.

Alla luce di queste considerazioni, il CAD è stato scelto come elemento chiave dell'analisi ambientale di questo studio. L'analisi ambientale si basa su uno studio di LCA, in cui sono state rispettate le 4 fasi metodologiche, secondo le norme ISO 14040:2006 e ISO 14044:2006 e le linee guida del manuale sull'ILCD.  

 

Studio LCA su materiali eco-sostenibili

Progetto di miscela

Sono state preparate tre miscele con un processo di doppia granulazione. In particolare, nella prima fase, ovvero quella di singola granulazione il mix delle tre miscele consiste in una quantità costante di FA (80%) e una variazione di GGBFS (5%, 10%, 15%) e OPC (15%, 10%, 5%). I granuli così ottenuti sono stati successivamente sottoposti ad un ulteriore processo di granulazione. In questa seconda fase, dunque, ottenuta aggiungendo OPC e MS in quantità percentuali pari a 30% e 70%.

L'obiettivo della doppia granulazione è quello di ottenere aggregati incapsulati all'interno di un guscio esterno (aumentando lo spessore degli aggregati precedentemente prodotti), migliorandone le proprietà tecnologiche e di lisciviazione, raggiungendo livelli soddisfacenti di immobilizzazione (Colangelo et al., 2015; Molino et al., 2014) e aumento della quantità di rifiuti riutilizzati. 

 

Valutazione del consumo di acqua dolce

In questo studio, la valutazione del consumo di acqua dolce (CAD) per gli aggregati prodotti con doppia granulazione è stata effettuata calcolando il consumo di materiali (OPC, GGBFS, FA, MS), acqua ed energia del granulatore utilizzato nelle fasi del processo di produzione degli aggregati. Come unità funzionale è stata considerata una quantità pari a 1 kg di granuli, considerando i confini del sistema di avvicinamento dalla culla al cancello (cradle-to-gate) (Colangelo et al., 2021). Sono stati quindi inclusi l'estrazione delle materie prime, la trasformazione dei materiali e la produzione di aggregati. Per la doppia granulazione sono state prese in considerazione le fasi procedurali per l'ottenimento dei granuli. Per la fase di inventario, sono stati presi in considerazione i materiali utilizzati per la singola granulazione e l'aggiunta di fanghi di marmo. 

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