I ricercatori hanno dimostrato come una miscela di vecchi pneumatici e macerie da costruzione potrebbe essere utilizzata come materiale sostenibile per la costruzione di strade, in una soluzione a rifiuti zero per promuovere il riciclo e sostenere l'economia circolare.

Costruzione, ristrutturazioni e demolizioni rappresentano circa la metà dei rifiuti prodotti annualmente nel mondo, mentre ogni anno a livello globale vengono generati circa 1 miliardo di pneumatici di scarto.

Il nuovo materiale, sviluppato da ricercatori della RMIT University, è il primo a combinare macerie riciclate e gomma in un mix ottimizzato con precisione per soddisfare gli standard di sicurezza dell'ingegneria stradale.

Progettato per essere utilizzato per strati di base, la miscela riciclata è più flessibile dei materiali standard, rendendo le strade meno soggette a crepe.

Il ricercatore capo, il dott. Mohammad Boroujeni, ha affermato che il mix di gomma e macerie potrebbe offrire vantaggi sia ambientali che ingegneristici.

"Le basi stradali tradizionali sono fatte di materiali vergini non sostenibili:roccia estratta e sabbia naturale, " ha detto Boroujeni.

"Il nostro materiale misto è un'alternativa riciclata al 100% che offre un nuovo modo di riutilizzare pneumatici e rifiuti edili, pur ottenendo ottimi risultati su criteri chiave come flessibilità, forza e deformazione permanente. Mentre spingiamo verso un'economia circolare in grado di eliminare gli sprechi e sostenere l'uso continuo delle risorse, la nostra miscela riciclata è la scelta giusta per strade migliori e un ambiente migliore".

In Australia, solo il 16% degli pneumatici di scarto viene riciclato a livello nazionale. Circa 3,15 milioni di tonnellate di macerie da costruzione lavorate, note come aggregati di calcestruzzo riciclato (RCA), vengono aggiunte alle scorte ogni anno anziché essere riutilizzate.

Nel 2019, i governi federale e statale hanno deciso di vietare l'esportazione di determinati materiali di scarto, con l'obiettivo di costruire la capacità dell'Australia di generare materie prime riciclate di alto valore e la relativa domanda. Come parte dell'accordo, gli pneumatici usati interi saranno banditi dall'esportazione entro dicembre 2021.

Verso un'economia circolare

Le strade sono fatte di quattro strati:un sottofondo, base e sottobase, con asfalto sopra.

Tutti gli strati devono essere sufficientemente resistenti per resistere alle pressioni dei veicoli pesanti, pur essendo abbastanza flessibile da consentire la giusta quantità di movimento in modo che una strada non si crepa facilmente.

RCA può essere potenzialmente utilizzato da solo per strati di base stradali, ma l'aggiunta di gomma riciclata può migliorare notevolmente il prodotto finito.

In precedenti ricerche, il team della RMIT School of Engineering ha dimostrato che la loro miscela di gomma e macerie si comporta bene quando viene testata per lo stress, resistenza agli acidi e all'acqua, oltre che forza, deformazione e proprietà dinamiche. Il suo basso ritiro e la buona flessibilità riducono il rischio di fessurazione.

Il nuovo studio pubblicato su Construction and Building Materials ha esaminato come il mix avrebbe resistito alle pressioni di essere guidato da innumerevoli veicoli nel corso della sua vita.

I ricercatori hanno utilizzato macchinari speciali per valutare le prestazioni del materiale miscelato sotto la forza di attrito, o sforzo di taglio, e confrontato diversi tipi di briciole di gomma (fine e grossolana) mescolate nell'RCA in rapporti diversi.

Il team ha identificato una miscela ottimale, dallo 0,5% di gomma a briciole fini al 99,5% di RCA, che fornisce resistenza al taglio mantenendo una buona coesione tra i due materiali.

L'investigatore capo, il professor Jie Li, ha affermato che mentre il riciclaggio di rifiuti edili e pneumatici di scarto stava crescendo, entrambe le industrie hanno continuato a produrre una quantità significativamente maggiore di rifiuti rispetto a quelli attualmente riutilizzati.

"Le soluzioni ai nostri problemi di rifiuti verranno non solo dalla riduzione di quanto va in discarica e dall'aumento di quanto ricicliamo; lo sviluppo di usi nuovi e innovativi per i nostri materiali riciclati è assolutamente vitale, " disse Li.