Asfalto con gli scarti dello zucchero, la ricetta brasiliana per resistenza e sostenibilità

E se nella miscela usata per la produzione dell’asfalto mettessimo anche i residui della lavorazione dello zucchero?

I ricercatori dell’Università Statale di Maringá, in Brasile, hanno utilizzato la cenere derivata dalla bagassa, che nasce quando viene estratto il succo dalla canna da zucchero, dimostrandone i vantaggi.

 

Il materiale già viene utilizzato negli zuccherifici per produrre energia termica e alimentare gli impianti, rendendo le fabbriche più autonome dal punto di vista energetico. Ma dalla combustione della bagassa resta la cenere, che mette la parola fine a questo processo di economia circolare, diventando uno scarto da smaltire.

Se pensiamo che il Brasile è tra i grandi produttori mondiali di zucchero e che nella raccolta 2022/2023 ha lavorato qualcosa come 548 milioni di tonnellate di canna, si può immaginare la quantità di cenere prodotta.

 

Da qui lo studio dell’università brasiliana, pubblicato su Scientific Reports, che ha sviluppato un tipo di asfalto a cui ha aggiunto la cenere di bagassa di canna da zucchero in una percentuale tra il 5% e il 10% del totale del composto stradale fatto di miscele bituminose, in cui è stato sostituito parzialmente il legante tradizionale e i metalli fini.

Il risultato? Un asfalto più resistente e più sostenibile rispetto a quello tradizionale, che potrebbe contribuire a ridurre uno dei problemi più costosi per le amministrazioni pubbliche: la rapida degradazione del manto stradale sotto il peso del traffico continuo e pesante insieme alle intemperie.

 

Infatti, la ricetta segreta di questo asfalto allo zucchero risiede nel cosiddetto Semi-Flexible Pavement, una struttura ibrida che unisce il meglio di due mondi: la flessibilità tipica dell’asfalto e la rigidezza del cemento, integrando la cenere di bagassa e la nano-silice.

A livello microscopico, questa combinazione accelera le reazioni di idratazione, creando una matrice estremamente densa e priva di quei micro-vuoti dove solitamente si infiltrano acqua e agenti logoranti che sono i responsabili delle crepe nell’asfalto.

 

La formula ottimale individuata dai ricercatori prevede la sostituzione fino al 10% del cemento con la cenere di scarto, arricchita da appena l’1% di nano-silice, un componente utilizzato per potenziare le prestazioni delle pavimentazioni stradali.

I risultati dei test di laboratorio hanno superato di gran lunga le miscele tradizionali. La stabilità Marshall, che misura la resistenza ai carichi, è aumentata del 40%, mentre altri test specifici per l’asfalto a caldo hanno mostrato incrementi di stabilità superiori all’88%.

 

Ancora più rilevante è la resistenza alle deformazioni permanenti, come i solchi lasciati dai camion, con una riduzione stimata fino al 70%.

Un altro aspetto critico è la resistenza agli agenti chimici: a differenza dell’asfalto comune, che si scioglie letteralmente a contatto con il carburante, questa miscela mantiene il 93% della sua forza originale anche dopo un’immersione totale in idrocarburi.

 

Insomma, tutti numeri molto importanti che giocano a favore di questa innovazione.

Ma l’asfalto “di zucchero” non è rimasto confinato nei laboratori universitari. La sperimentazione ha già affrontato la prova del mondo reale su un tratto della statale BR-158, nella regione del Paraná, un’arteria vitale dove transitano ogni giorno circa 3.000 veicoli leggeri e 850 mezzi pesanti.

 

In questo tratto pilota di 120 metri, i ricercatori hanno affiancato la miscela modificata a quella standard per monitorarne le differenze sotto lo stress del traffico, della pioggia e delle escursioni termiche.

I primi dati indicano che la pavimentazione si deforma meno e resiste meglio alla fessurazione, suggerendo una vita utile molto più lunga e, di conseguenza, una drastica riduzione degli interventi di manutenzione.

 

Oltre alla robustezza, c’è anche il fattore ecologico che non è affatto secondario.

L’uso della cenere di bagassa, infatti, permette di ridurre dell’8,4% le emissioni di CO2 per ogni metro cubo di materiale prodotto.

 

Questo processo favorisce l’economia circolare, valorizzando uno scarto e proteggendo il suolo perché limita la necessità di estrarre materiali vergini dalle cave e riduce la pressione sulle risorse minerali e sui trasporti.

Nonostante l’entusiasmo dei ricercatori, sono loro stessi a invitare alla prudenza. Una strada deve durare diversi anni, per cui servono monitoraggi a lungo termine prima che questa tecnologia diventi uno standard.

 

 

di Paolo Travisi