Dall'Agro

Trovare soluzioni efficaci e preziose per la gestione dei rifiuti agricoli è stata una sfida stimolante per i ricercatori. I sottoprodotti delle monocolture, come i residui della produzione di soia, tutoli di mais, paglia, semi di girasole e cellulosa, sono spesso destinati al compostaggio nel suolo, utilizzati come mangime per animali o addirittura convertiti in energia per ridurre gli sprechi e mitigare l’impatto ambientale. impatti legati alle attività agricole. La produzione di canna da zucchero, ad esempio, genera una quantità significativa di sottoprodotti, per un totale di circa 600 milioni di tonnellate di scarti di fibra di bagassa su una produzione annua di due miliardi di tonnellate di canna da zucchero. Questo sottoprodotto ha un potenziale promettente per sostituire i sistemi edilizi ad alta intensità energetica, come il cemento e i mattoni, fornendo materiali da costruzione che combinano sostenibilità ed efficienza strutturale.

Con questa prospettiva in mente, l'Università di East London (UEL), in collaborazione con Grimshaw Architects e il produttore Tate & Lyle Sugar, ha sviluppato un materiale da costruzione innovativo chiamato Sugarcrete™. Lo scopo del progetto è esplorare soluzioni edilizie sostenibili riciclando i sottoprodotti biologici della canna da zucchero, che a sua volta riduce le emissioni di carbonio nel settore edile, il tutto dando priorità alla sostenibilità sociale e ambientale durante la produzione e l’implementazione di questi materiali da costruzione.

"L'innovazione principale di Sugarcrete™ è quella di sfidare il malinteso consolidato secondo cui i biomateriali hanno basse prestazioni strutturali e creare un materiale con sufficiente resistenza strutturale per essere autoportante", afferma Armor Gutierrez Rivas, professore senior di architettura. Come spiega, "Il progetto è nato nell'ambito di una ricerca informata dall'insegnamento intrapreso nell'ambito del Master di Architettura dell'Università di East London (UEL), che riguarda l'uso di soluzioni costruttive innovative che affrontano le problematiche locali. Mentre si lavora sulle proposte di riqualificazione di Silver Town presso i Royal Docks, ci siamo confrontati con il tessuto industriale esistente dell'area e abbiamo iniziato a considerare i sottoprodotti come alternative edilizie, compresi i sottoprodotti della produzione di zucchero di Tate & Lyle. Le esplorazioni iniziali sono state testate e ottimizzate utilizzando le nostre strutture all'avanguardia presso il Sustainability Research Institute (SRI) e successivamente implementate come Sugarcrete™ Slab in collaborazione creativa con gli architetti di Grimshaw e gli ingegneri di AKT II."

Essenzialmente, Sugarcrete™ viene creato combinando bagassa con leganti minerali. Il prodotto finale è più leggero dei mattoni tradizionali e ha solo il 15-20% della sua impronta di carbonio. Utilizzando una frazione del 30% della produzione globale di bagassa, Sugarcrete™ avrebbe il potenziale per sostituire completamente la tradizionale industria dei mattoni, con un conseguente risparmio di 1,08 miliardi di tonnellate di CO2 (equivalenti al 3% della produzione globale di anidride carbonica). La canna da zucchero ha un tasso di crescita rapido ed è fino a 50 volte più efficiente della silvicoltura quando si tratta di convertire la CO2 in biomassa, rendendola un materiale ad alta priorità per raggiungere emissioni nette pari a zero. Inoltre il materiale ha buone caratteristiche strutturali ed è isolante, resistente al fuoco, facilmente utilizzabile da manodopera non specializzata e ha una filiera semplificata data la sua semplice composizione.

Secondo Bamdad Ayati, ricercatore presso l'Istituto di ricerca sulla sostenibilità dell'UEL, "Il processo di produzione di Sugarcrete™ è piuttosto semplice e assomiglia alla produzione convenzionale di blocchi di cemento. Coinvolge il dosaggio, la miscelazione, la colata e l'essiccazione/indurimento dei materiali. I componenti leganti sono minerali e ampiamente disponibile in luoghi con un'industria dello zucchero consolidata. Come altri materiali da costruzione, le sfide della produzione su larga scala sono associate alla variabilità della materia prima grezza in termini di contenuto di umidità, dimensione delle particelle, impurità indesiderate, ecc."

Il team di sviluppo, in collaborazione con lo studio di architettura globale Grimshaw, ha incorporato il concetto di geometrie ad incastro per esplorare nuove possibilità di applicazione del prodotto. Inventato e brevettato nel 1699 dall'ingegnere francese Joseph Abeille, il metodo dell'incastro è stato rivisitato da Amédée François Frézier nel 1739 e dal Traité de Stéréotomie di Truchet nel 1737. È stato successivamente sviluppato nel XXI secolo da vari gruppi di ricerca, tra cui Yuri Estrin, Arcady Dyskin e Giuseppe Falacara; Michael Weizmann; e AAU Anastas architetti insieme all'ingegner Maurizio Brocato. Il concetto è stato applicato a Sugarcrete per creare solai compositi smontabili, riutilizzabili e resistenti al fuoco, denominati "Sugarcrete™ Slabs". Questi fanno parte di una serie di prototipi volti a sviluppare soluzioni costruttive innovative che possano essere implementate, smontate o estese in strutture nuove ed esistenti.