Quando gli scarti diventano opportunità per costruire un futuro più sostenibile
Ogni anno gli impianti che inceneriscono i rifiuti urbani generano grandi quantità di ceneri leggere e pesanti, ovvero materiali complessi perché spesso ricchi di metalli come piombo e cadmio. Oggi la maggior parte di essi viene smaltita in discarica, con costi elevati e un impatto ambientale significativo. Il progetto CINEDER – Ceneri in Edilizia, Energia, Riciclo, finanziato dal Ministero dell’Ambiente e della Sicurezza energetica (MASE), nasce per affrontare questa criticità attraverso un approccio circolare: convertire un rifiuto problematico in nuovi materiali a basso impatto, riducendo l’uso di risorse naturali e le emissioni di CO2 equivalente.
Il progetto, di durata biennale – con avvio a novembre 2023 e conclusione a novembre 2025 – è coordinato dal Politecnico di Torino con il contributo delle ricercatrici e dei ricercatori del Dipartimento di Scienza Applicata e Tecnologia-DISAT – impegnati nelle attività di ricerca, i gruppi GLANCE-vetri ceramici e compositi e CREST-Catalytic Reaction Engineering For Sustainable Technologies – del Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica-DISEG, e del Dipartimento Energia Galileo Ferraris-DENERG, con il coinvolgimento del gruppo TEBE-Technology Energy Building and Environment. Responsabile scientifico del progetto è la professoressa Debora Fino, Direttrice del DISAT.
I risultati del progetto sono stati presentati nel corso di un seminario tecnico che ha riunito, lo scorso 11 novembre, università, imprese, gestori di impianti e professionisti del settore, segnando un momento importante di confronto su tecnologie, normative e possibili applicazioni future, e confermando l’interesse diffuso verso soluzioni concrete per valorizzare materiali considerati finora rifiuti senza alternativa.
CINEDER ha dimostrato infatti che materiali complessi e difficili da gestire possono essere convertiti in nuove risorse ad alto valore aggiunto. Non solo per ridurre l’impatto ambientale, ma anche per innovare settori come l’edilizia e la manifattura additiva. Il progetto coordinato dal Politecnico traccia così una strada chiara: dalle ceneri dell’incenerimento non nascono solo scarti, ma opportunità per costruire un futuro più sostenibile.
Il primo passo del progetto ha riguardato, nello specifico, la conversione delle ceneri leggere, quelle più difficili da gestire perché finissime e ricche di contaminanti: per questa tipologia di ceneri è stato sviluppato un processo di vetrificazione che, grazie all’aggiunta di vetro riciclato, permette di abbassare la temperatura di fusione. Un processo a ridotto impatto ambientale, grazie al quale è stato possibile diminuire significativamente i consumi energetici e le emissioni. Successivamente sono state vetrificate anche le ceneri pesanti, e dal materiale fuso è stato possibile ottenere prodotti porosi con buone proprietà di isolamento termico, utilizzando un processo industrializzabile.
“Speriamo che i risultati del progetto possano aiutare il legislatore a migliorare le pratiche oggi in uso su tutto il territorio nazionale”, spiegano i ricercatori e le ricercatrici del gruppo GLANCE, evidenziando come le soluzioni sviluppate possano accompagnare una revisione delle attuali procedure di gestione delle ceneri.
Il percorso di ricerca è quindi proseguito nei laboratori del DISEG e del DENERG con l’analisi delle ceneri pesanti che, dopo la vetrificazione, sono state integrate in una miscela di calcestruzzo schiumato destinata alla stampa 3D. I test hanno dimostrato che l’aggiunta di una piccola percentuale di questo materiale – fino al 10% – non compromette né le proprietà del calcestruzzo fresco né la qualità delle strutture stampate. Al contrario, ne aumenta la resistenza a compressione, rendendolo adatto ad alcune applicazioni nell’edilizia innovativa. Rimangono da perfezionare le proprietà a flessione, per cui sono già previste ulteriori attività di sviluppo.
La possibilità di utilizzare le ceneri direttamente in componenti stampati in 3D apre così un nuovo scenario applicativo, come sottolineano le ricercatrici e i ricercatori del DISEG e del DENERG: “Il progetto CINEDER prova a trovare una soluzione a una necessità reale, reintroducendo gli scarti dell’incenerimento in nuovi cicli produttivi, come componenti edilizi stampati in 3D”.
Infine, il progetto ha previsto un’analisi del ciclo di vita dei processi sviluppati per quantificare gli impatti ambientali ed economici. Questo studio ha mostrato come la produzione sequenziale degli eco-prodotti permetta di abbassare i costi di vendita e ridurre in modo significativo l’impatto ambientale complessivo. In alcuni scenari è infatti possibile convertire quasi interamente le ceneri prodotte dagli inceneritori, diminuendo così il ricorso alla discarica e contribuendo ad un uso più efficiente delle risorse. “Affiancare fin da subito alla sperimentazione un’analisi di impatto e profitto consente di ridurre la distanza tra ricerca e industria, favorendo il trasferimento delle tecnologie verso il sistema produttivo”, concludono le ricercatrici e i ricercatori del gruppo CREST.