Oggetto dell’invenzione è la realizzazione di un materiale isolante termicamente e acusticamente, interamente composto da un materiale di scarto agricolo derivante dalla trasformazione delle arance. I risultati vedono l’ottenimento di un pannello rigido autoportante, completamente naturale e autolegato, senza l’aggiunta di additivi chimici. Le buone proprietà termiche del materiale vedono un campo di applicazione del materiale in edilizia, come pannello di isolamento termico delle pareti di tamponatura esterna degli edifici.
Stato del brevetto
DEPOSITATO
Numero di priorità
102020000024475
Data di priorità
16/10/2020
Licenza
ITALIA
Mercato
Il settore dell’edilizia sta eseguendo un processo di migrazione verso nuove tecniche e materiali rispondenti ai più recenti requisiti di sostenibilità. La transizione ecologica sta aumentando la richiesta di materiali ecologici come gli isolanti naturali per l’edilizia. L’eccessiva richiesta si traduce in aumento del costo e difficoltà di reperimento dei prodotti. Un approccio sostenibile vede la produzione dei materiali a breve distanza, con attenzione alle risorse locali. L’utilizzo dei sottoprodotti di trasformazione degli agrumi garantisce un risparmio economico grazie all’eliminazione dei costi di dismissione e permette un incremento economico significativo degli scarti.
Problema
Il settore delle costruzioni rappresenta uno dei maggiori consumatori di materie prime al mondo con oltre 42 miliardi di tonnellate di materiali consumati in un anno. Inoltre, i rifiuti da costruzione e demolizione rappresentano circa il 25-30% dei rifiuti totali nell’UE. Un approccio circolare potrebbe aiutare il settore edile a ridurre l’impatto ambientale del costruito. Nell’ambito dell’economia circolare, i sottoprodotti agricoli rappresentano una potenziale materia prima per applicazioni edilizie. La bassa densità dei materiali, associata alla favorevole struttura porosa, li rendono potenzialmente adatti a questa applicazione. Diverse ricerche sono state sviluppate utilizzando scarti di riso, zucchero, mais, ananas, arachidi, caffe, cocco, girasoli, noci, durian. L’arancia è il frutto più coltivato al mondo e rappresenta circa il 50-60% della produzione totale di agrumi. Nel 2016 sono state prodotte più di 124 milioni di tonnellate di agrumi, di cui circa il 50-60% è stato consumato fresco e il restante 40-50% è stato destinato alla trasformazione industriale. Da questa produzione deriva un’enorme quantità di rifiuti; considerando che il 50% è composto da bucce, i rifiuti prodotti sono di circa 3,4 milioni di tonnellate all’anno. Da queste difficoltà ambientali si sviluppa il progetto di riutilizzare i sottoprodotti di trasformazione delle arance nel settore dell’edilizia.
Limiti attuali tecnologie / Soluzioni
Il problema tecnico posto e risolto dalla presente invenzione è quello di fornire un pannello ed un metodo di realizzazione del pannello stesso, che consenta di ovviare agli inconvenienti sopra menzionati con riferimento alla tecnica nota. Tale problema viene risolto da un metodo di realizzazione di un pannello autoportante innovativo. Diverse ricerche sono in atto riguardo il riutilizzo degli scarti di trasformazione degli agrumi, ma l’ingente quantità prodotta ogni anno, associato agli alti costi di trasporto e dismissione, rendono il riutilizzo di questi sottoprodotti ancora difficile. Riguardo i materiali per l’edilizia sono state ipotizzate diverse applicazioni a partire dagli scarti agricoli come il riso, gli arachidi, le noci, i girasoli, le pannocchie, il cocco ecc. I prodotti commerciali per l’edilizia più diffusi sono caratterizzati da un basso indice di riciclabilità e un alto impatto ambientale in fase di produzione. La produzione agricola di ogni territorio può costituire un potenziale fornitore di materia prima seconda, da riutilizzare a breve distanza e con bassi costi economici ed ambientali.
Killer Application
L’applicazione della metodologia descritta consente di ottenere un pannello autoportante dalle caratteristiche estetiche simili al sughero. Il settore commerciale in cui viene inserito il prodotto è quello dell’architettura sostenibile e dei materiali naturali. Le buone proprietà termiche del materiale ne consentono l’utilizzo in edilizia, come pannello di isolamento termico delle pareti di tamponatura esterna degli edifici. L’ottima conducibilità termica e l’assorbimento acustico sono le caratteristiche che rendono in materiale paragonabile ai prodotti attualmente in commercio. Il prodotto può essere utilizzato come pannello di controsoffitto o rivestimento, può essere inserito dentro le murature come coibente o può essere utilizzato come pannello sospeso. Una prima applicazione potrebbe essere nel settore dell’arredamento e del design, in particolare nella realizzazione di oggetti o componenti dall’alto valore ambientale. La diffusione commerciale del materiale può essere garantita, oltre che dalle buone prestazioni termiche, dalle ottime qualità ambientali.
Tecnologia e nostra soluzione
La prima fase comprendente il reperimento di un volume di scarti o sottoprodotti derivanti dalla trasformazione degli agrumi; successivamente gli scarti vengono tritati e pressati per ottenere una compattazione. La fase di evaporazione avviene in maniera contemporanea alla fase di pressatura per garantire una planarità del pannello ottenuto. In particolare, la caratteristica di prevedere una pressatura del materiale triturato contemporanea ad una fase di evaporazione di una componente acquosa del materiale stesso, consente di ottenere una compattazione del pannello senza la necessità di utilizzo di leganti, colle e/o adesivi. Inoltre, prevedere una essiccazione del materiale durante la pressatura, consente di evitare la formazione di tensioni interne al pannello in formazione, in maniera tale da garantire una planarità del pannello ottenuto. Vantaggiosamente, il metodo secondo l’invenzione consente di recuperare scarti di agrumi e di lavorarli sia in forma umida che in forma essiccata, garantendo, tramite lo stoccaggio del materiale di scarto eventualmente in eccesso in forma essiccata, una produzione a ciclo continuo dei pannelli. Inoltre, la forma di realizzazione del metodo secondo l’invenzione prevede una fase di pressatura a caldo ad una temperatura inferiore a quella solitamente utilizzata per i processi di tipo noto, consentendo un risparmio energetico. Le prestazioni ottenute con il pannello secondo l’invenzione sono:
Vantaggi
Il processo secondo la presente invenzione comprendono numerosi vantaggi, ad esempio:
Roadmap
Il Technology Readiness Level si trova nello stadio in cui, tramite le indagini e test sui prototipi, si è convalidata l’applicazione in ambito di laboratorio. Sviluppi futuri vedono la convalida del materiale in ambito industriale, con l’ausilio di partener industriali che possano valutarne l’applicazione del settore commerciale più indicato. La validazione e la produzione del pannello per edilizia richiederanno ulteriori investimenti. In particolare, l’analisi del processo e della produzione industriale rappresenta un importante step per l’industrializzazione del prodotto. Inoltre, le certificazioni di prodotto ed etichettature ambientali saranno necessarie per la commercializzazione del nuovo materiale. Lo sviluppo del progetto mediante un partner industriale consentirebbe di adeguare la produzione del materiale alle tradizionali attrezzature in possesso e di ridurre gli investimenti necessari.
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Il team
