- scritto da Lisa Bortolotto
- categoria Innovativi
Materiali biocompositi: evoluzione naturale degli FRP
Sia nella ricerca internazionale che nelle applicazioni d’avanguardia trovano attenzione sempre maggiore i biocompositi, cioè la versione più evoluta ed intelligente dei materiali compositi, già ampiamente utilizzati in vari campi, dall’edilizia, alla meccanica, alle applicazioni mediche ed in altri settori. I biocompositi, partendo dal concetto di base degli FRP (Fiber Reinforced Plastics), cioè dalla combinazione tridimensionale trauna resina polimerica ed una fibra di rinforzo, anziché sfruttare materiali di partenza di origine sintetica, derivanti da lavorazione del petrolio, sfruttano totalmente o almeno in parte elementi di origine vegetale, come fibra di lino, canapa, bambù, o iuta.
TIPOLOGIA DEI MATERIALI BIOCOMPOSITI
I materiali compositi uniscono quindi 2 o più materiali di partenza, mantenendoli comunque separati, e dando origine ad una combinazione che vanta proprietà chimico–fisiche migliorative rispetto alle caratteristiche dei singoli materiali di partenza.
La matrice di resina impiegata, che sia poliestere, epossidica, vinilica o fenolica, rende coesi i vari strati di fibre impiegate, (vetro, carbonio, boro, fibra aramidica o fibre di origine vegetale). L’esempio più comune di materiale composito in edilizia può essere il cemento armato, in cui acciaio e calcestruzzo interagiscono senza perdere la propria identità materica iniziale. In edilizia i materiali compositi vengono impiegati per fornire tessuti, griglie, pannelli per isolamento–termoacustico, elementi strutturali, nonché tessuti, feltri, guaine per tubazioni, ma anche prodotti in carbonio, piuttosto che in fibra di vetro o lana di roccia. Trovano inoltre applicazione in campo aeronautico, campo dal quale è partito il loro studio e impiego, piuttosto che nautico, automobilistico, chirurgico e sportivo.
La nuova generazione di questi materiali punta invece l’attenzione sulla loro sostenibilità ed ecoefficienza, con prodotti derivanti da materie plastiche biodegradabili e polimeri naturali ricavati da coltivazioni rinnovabili di anno in anno, utilizzano biomasse come materie prime, formando un nuovo portflolio di prodotti sostenibili, eco–efficienti e competitivi sui mercati internazionali.
Un esempio è dato dai composti naturali o derivati da biofibre (Bio–composites): l’alternativa ai materiali compositi rinforzati con fibra di vetro, che sta prendendo sempre più spazio soprattutto in campo edile. La combinazione di fibre naturali come il Kenaf, la canapa, il lino, la iuta, henequen, le foglie di ananas, il sisal, con matrici di polimeri di origine sia rinnovabile che non, viene utilizzata per produrre materiali sempre più competitivi rispetto ai compositi sintetici, anche se la loro produzione talvolta richiede attenzioni in più, come un particolare interfaccia tra biofibra e matrice e fasi più articolate di lavorazione.
VANTAGGIO NELL’UTILIZZO DEI BIOCOMPOSITI
I cosiddetti biocompositi verdi si stanno quindi evolvendo conglomerando fibre naturali con polimeri naturali ricavati da fonti rinnovabili come le cellulose plastiche, polilattidi, fecola di materie plastiche/materie plastiche derivate da fecola,poliidrossialcanoati (poliesteri batterici), plastiche a base di soia.
Di norma i materiali biocompositi vengono suddivisi in 3 categorie:
– compositi in agglomerato
– compositi fibrosi
– materiali porosi
Molti materiali biocompositi utilizzano materiali riciclati o fibre derivate da piante a rapida crescita. Possono essere riciclabili o biodegradabili. Riducono inoltre il fabbisogno di prodotti derivati dall’industria petrolchimica o comunque da combustibili fossili, in quanto generalmente usano leganti naturali, e privilegiano l’utilizzo di prodotti di origine locale, riducendo quindi anche il costo dei trasporti. Possono garantire un innalzamento del benessere abitativo, arrivando ad essere resistenti al fuoco, termicamente efficienti, ma sufficientemente permeabili per evitare l’insorgere di muffe all’interno del costruito ed al contempo garantire un migliore qualità dell’aria interna.
Come altri materiali utilizzati in edifici sostenibili, i biocompositi contribuiscono nell’ottenere la LEED Certification, che a sua volta, oltre ad accrescere il prestigio della costruzione, consente sgravi fiscali ed agevolazioni.
L’IMPIEGO DEI BIOCOMPOSITI
I biocompositi trovano diversi tipi di applicazione, come:
– elementi di copertura: ad esempio pannelli in fibra di bamboo
– landscaping: come recinzioni e deck ricavati da derivati di grano e plastica riciclata
– porte: la tecnologia di lavorazione dei biocompositi può produrre porte tagliafuoco da derivati di grano o girasole
– pareti e partizioni interne: la calce naturale combinata con canapa può formare un calcestruzzo biocomposito, il quale, diversamente dai materiali tradizionali, può essere poi riciclato come fertilizzante.
