Biochar: ecco perché è un alleato per edilizia e ambiente

Il carbone vegetale ottenuto da biomassa e rifiuti organici e usato come fertilizzante migliora le prestazioni edilizie e aiuta a sottrarre CO2. Una ricerca lo dimostra

Indice degli argomenti:

• Biochar: cos’è e quali sono gli utilizzi
• Biochar, da ammendante all’edilizia: le sperimentazioni svolte
• Biochar in edilizia: la ricerca e i risultati

Il biochar può migliorare prestazioni energetiche, comfort e qualità edilizia. L’impiego del fertilizzante bio come materiale edile naturale additivato a un termo-intonaco naturale in calce-canapa, è stato oggetto di una specifica ricerca condotta da Paolo Erriquez e Federica Abi Khaled, architetti neo laureati, per conto del Politecnico di Torino.

Il risultato ha messo in luce i benefici della combinazione: aumento dell’isolamento termico, un miglior controllo dell’umidità e un miglioramento dell’assorbimento per capillarità e della permeabilità al vapore. Inoltre si è dimostrato un prezioso alleato contro l’inquinamento elettromagnetico.

Per le sue caratteristiche, il biochar si dimostra “amico” dell’ambiente «al contrario della decomposizione naturale della biomassa che porta a un completo rilascio del carbonio in atmosfera, durante la pirolizzazione circa metà del carbonio presente nella biomassa viene intrappolato e trattenuto nella struttura altamente stabile del biochar per centinaia di anni, sottraendo CO2 all’atmosfera», spiega Erriquez.

Biochar: cos’è e quali sono gli utilizzi

Il biochar è carbone vegetale prodotto da materiali di scarto come biomassa e rifiuti organici. Si conosce da millenni: i primi ritrovamenti di questo materiale risalgono a circa 5000 anni fa.

Viene generato attraverso la pirolisi, un processo che consiste nella scissione delle particelle della biomassa utilizzando elevate temperature (500-1000 °C) e con una bassa presenza o totale assenza di ossigeno. Si tratta, essenzialmente, di una carbonizzazione effettuata in condizioni controllate che permette la formazione di tre prodotti: syn-gas, bio-olio e biochar. Quest’ultimo è un materiale con un’elevata presenza di carbonio (oltre il 50%), molto leggero, poroso, utilizzato quasi esclusivamente come fertilizzante e per la depurazione delle acque.

Tra l’altro, è un materiale economico: «i costi di produzione sono irrisori, la materia prima viene recuperata senza un costo (o con un costo minimo) in quanto materiale di scarto, la pirolizzazione viene quasi completamente autoalimentata dal syngas prodotto – rileva Erriquez – Inoltre, non sono necessarie ulteriori trasformazioni dopo il processo di pirolizzazione».

È lui a spiegare perché tale procedimento è ambientalmente compatibile: al contrario della decomposizione naturale della biomassa che porta a un completo rilascio del carbonio in atmosfera, durante la pirolizzazione circa metà del carbonio presente nella biomassa viene intrappolato e trattenuto nella struttura altamente stabile del biochar per centinaia di anni, sottraendo CO2 all’atmosfera. L’assenza pressoché totale di ossigeno durante la trasformazione non permette a polveri o molecole inquinanti di evaporare, quindi il processo avviene con emissioni minime. «Questa caratteristica unica permetterebbe una mitigazione della presenza di CO2 in atmosfera, una delle cause principali del cambiamento climatico».

Biochar, da ammendante all’edilizia: le sperimentazioni svolte

Il potenziale e le prestazioni del biochar come ammendante hanno incoraggiato sperimentazioni in diversi settori. Nell’ultimo decennio il biochar viene applicato anche nel settore edilizio, alcuni esempi sono:

• intonaco in argilla e biochar, per migliorare l’isolamento termico e la traspirabilità, con un controllo dell’umidità sia in estate che in inverno e prevenendo la formazione di muffe;
• mattoni in cemento e biochar, altamente porosi e leggeri;
• pellet di biochar, utilizzati nell’intercapedine per garantire isolamento termico e traspirabilità.

L’interesse per questo materiale ha portato alla fondazione di “International Biochar Initiative” (IBI), un’organizzazione no-profit che fornisce una piattaforma per sponsorizzare il biochar con l’obiettivo di diffondere la sostenibilità nell’edilizia.
«Tuttavia, il biochar non è ancora diffuso nel settore delle costruzioni, sono solo due i brevetti che mostrano la sua applicazione come elemento di un pacchetto tecnologico, ma non ancora utilizzati».

Biochar in edilizia: la ricerca e i risultati

Nella ricerca sperimentale, il biochar (offerto dall’azienda Laterizi Reato), è stato additivato a un intonaco di calce-canapa offerto da Edilcanapa. «Premesso che l’intonaco garantisce delle prestazioni di controllo dell’umidità e di isolamento termico elevate, la scelta di aggiungere il biochar a questo prodotto è dovuta a diversi fattori: l’intonaco è composto da materiali naturali e l’aggiunta di biochar permette di conservare questa caratteristica rendendo il prodotto finale traspirabile e atossico; inoltre viene utilizzato come finitura o cappotto interno – spiega Erriquez – Additivare il biochar a uno strato superficiale permette di sfruttare a pieno le caratteristiche di questo materiale, la cui proprietà principale è lo scambio di molecole tra parete e ambiente. L’intonaco di calce-canapa non presenta capacità di assorbimento elettromagnetico, l’aggiunta di biochar permette di aumentare notevolmente questa proprietà».

Le sperimentazioni hanno riguardato: prove meccaniche, prove per il controllo dell’umidità, misurazioni dell’assorbimento elettromagnetico. Nel primo caso si è appurato che l’aggiunta di biochar migliora leggermente la resistenza a compressione dell’intonaco. Nel secondo, si è potuto notare che all’aumentare della quantità di biochar, si è osservato un notevole aumento dell’assorbimento per capillarità, confermando la capacità di trattenere e rilasciare lentamente le particelle di acqua. Questa proprietà è dovuta alla elevata porosità del materiale.

Infine, con la presenza del 10% di biochar si è appurato che l’assorbimento elettromagnetico raggiunge i 5 Db, con il 20% di biochar il picco di assorbimento viene raggiunto a 12 GHz con 29 Db, corrispondente a circa il 99% del flusso elettromagnetico. Il test rivela le ottime prestazioni del materiale riguardo la schermatura elettromagnetica.

«Il biochar non è stato ancora utilizzato come elemento edilizio indipendente, le future ricerche serviranno per confermare le sue proprietà e la possibilità di utilizzare questo materiale senza additivazione. Considerando l’anteriorità, alcune ipotesi potrebbero essere: pittura in biochar o piastrelle (per il controllo dell’umidità); film sottile (per una schermatura elettromagnetica); pellet in biochar (per aumentare l’isolamento termico)», sottolinea Erriquez, segnalando che, secondo la ricerca effettuata, sono attualmente presenti 42 centri di pirolizzazione in Italia, localizzati perlopiù nella parte Nord del paese.

E conclude: «La ricerca dimostra l’elevata capacità del biochar di attenuare il flusso elettromagnetico e di garantire un controllo dell’umidità negli ambienti interni, senza danneggiare l’aspetto strutturale della matrice. Il biochar, proveniente da materiale di scarto, viene trasformato attraverso un processo con consumi energetici ed economici minimi e viene utilizzato senza ulteriori trasformazioni garantendo delle prestazioni elevate. Inoltre, la sua capacità di mitigare la presenza di CO2 nell’atmosfera incoraggia maggiormente lo sviluppo di questo materiale nel settore edilizio. La futura ricerca dovrà concentrarsi sull’utilizzo di biochar proveniente da diverse biomasse, l’utilizzo di diverse granulometrie e percentuali di additivazione, per verificare eventuali variazioni nelle prestazioni del prodotto finale.
Inoltre, i temi da affrontare sono ancora numerosi: l’applicazione del biochar in matrici differenti, uso di diverse tipologie di carbone, variazione del mix design, il possibile sviluppo di una filiera industriale».

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