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Il cemento fotocatalitico: cos'è e come funziona.

Il cemento fotocatalitico nasce dalla necessità di mantenere il cemento pulito. Scopriamone le caratteristiche ed i vantaggi.

Il cemento fotocatalitico, spesso chiamato “asfalto mangia smog”, potrebbe permettere alla strada stessa, sulla quale viene impiegato, di mangiare letteralmente lo smog, riducendo le emissioni di inquinanti dovute ai veicoli che vi transitano.
Il cemento fotocatalitico fu inventato e brevettato da Luigi Cassar, direttore centrale del settore ricerca e sviluppo di Italcementi, nel 1996 dopo anni di studio. Un chilometro quadro di questo particolare cemento fotocatalitico riuscirebbe ad assorbire ogni anno ben 30 mila tonnellate di ossido di azoto equivalenti ai gas di scarico prodotti da almeno 7000 auto medie.
Palazzo Italia Expo 2015
(Fonte: incredibilia.it/)

Dove è stato utilizzato il cemento fotocatalitico?

La strada più verde d’America, così è stata ribattezzata la strada che mangia l’inquinamento e consiste in un primo esperimento condotto direttamente in America, su un tratto di due miglia che collega Cermak Road e Blue Avenue, una delle più trafficate e con il numero maggiore di industrie, quindi con un’aria molto inquinata.
Anche l’Europa non è stata a guardare e, per esempio anche una porzione di un tunnel di Bruxelles è stato trattato con il cemento fotocatalitico capace di trattenere l’inquinamento.
In Italia sono stati fatti test sulle strade di Segrate, con risultati sorprendenti: Ivo Allegrini, direttore dell’Istituto Inquinamento Atmosferic del Cnr di Roma, dichiarando come la malta fotocatalitizzatrice, stesa su mezzo km di strada a Segrate, abbia ridotto del 60% gli ossidi di azoto presenti nell’atmosfera.
Per adesso sono solo dei test e delle prove, ma presto potrebbe divenire una soluzione molto pratica per arginare il problema dello smog dovuto alle emissioni delle auto.
resina fotocatalitica
Resina fotocatalitico  su superfici in conglomerato bituminoso e cementizio
(Fonte: cebic.it)

Applicazioni in architettura del cemento fotocatalitico

In Italia abbiamo avuto altri edifici realizzati utilizzando il cemento fotocatalitico. Per l’Expo 2015 lo studio Nemesi & Partners ha progettato “Palazzo Italia”, una struttura complessa che richiamava nel suo aspetto esteriore e in alcuni spazi interni le forme di una foresta ramificata. La facciata è stata realizzata con il cemento fotocatalitico in cui il principio attivo presente nel materiale consente di “catturare” alcuni inquinanti presenti nell’aria, trasformandoli in sali inerti e contribuendo così a liberare l’atmosfera dallo smog.
Un altro progetto realizzato ma probabilmente meno riuscito è quello della chiesa Dives in Misericordia, la cattedrale del Giubileo con le tre grandi vele bianche, costruita a Roma da Richard Meier. Il cemento bianco che ricopre l’intera opera è il TX Millennium al titanio, anch’esso dotato di cellule dall’azione fotocatalitica.
Chiesa Dives in Misericordia – Roma – arch. Richard Meier
(Fonte: turismoroma.it/)

Come funziona il cemento fotocatalitico? Il processo di fotocatalisi

Il cemento fotocatalitico è in grado di svolgere il suo lavoro da spazzino dell’inquinamento, utilizzando un processo simile alla classica fotosintesi (fotocatalisi), per la presenza di piccolissime particelle di diossido di titanio capaci di rimuovere l’ossido di azoto dall’aria con cui vengono a contatto, fungendo inoltre, per le sue proprietà intrinseche, da patina impermeabile in caso di pioggia. Il biossido di titanio, infatti, ha la capacità, in presenza di luce sia naturale che artificiale, di ossidare sostanze organiche e inorganiche scomponendole per poi trasformarle in nitrati e carbonati.
La fotocatalisi è un processo naturale per cui, grazie all'azione della luce, una sostanza fotocatalizzatrice accelera i processi di ossidazione già esistenti in natura e favorisce una più rapida decomposizione degli inquinanti, evitandone l'accumulo e l'adesione in superficie. Il biossido di titanio, infatti, ha la capacità, in presenza di luce, di ossidare sostanze organiche e inorganiche scomponendole per poi trasformarle in nitrati e carbonati.
Degna di nota è anche la notizia che questo innovativo composto è efficace non solo con l’ossido di azoto, ma anche con altri composti potenzialmente nocivi per la salute dei nostri polmoni come l’anidride solforosa, l’ossido di carbonio e la formaldeide (e molte altre pur sempre importanti), il tutto grazie al suo contenuto di biossido di titano, che grazie alle sue proprietà scinde le molecole trasformandole in composti innocui per la salute dell’uomo e dell’ambiente.
Naturalmente parliamo di progetti pilota, per testare le effettive potenzialità di questo meraviglioso materiale: non a caso sono state scelte zone con una alta percentuale di smog, molto trafficate da camion e ricche di industrie. 
Se l’esperimento dovesse portare a buoni risultati, potremmo riuscire in breve tempo a tamponare concretamente parte di un problema molto serio che ogni giorno sempre più continua ad assillarci come quello dell’inquinamento dovuto al traffico, capace di influire pesantemente sull’ambiente, sulla Terra e di conseguenza sull’aria che respiriamo e sulla nostra salute.
Arco monumentale in cemento fotocatalitico biglietteria Triennale – arch. Italo Rota
(Fonte: infobuild.it/)

Altri utilizzi e costi del cemento fotocatalitico

Arrivare a questo tipo di materiale è stata una conseguenza di numerosi studi basati sulla necessità di mantenere il cemento pulito, senza le macchie causate negli anni dall’inquinamento dell’aria. Inizialmente si tentava di proteggere le superfici di cemento con strati di silicone idrorepellente, ma anch’essi col tempo si usuravano. Così Cassar ha studiato le proprietà autopulenti del cemento, concentrandosi sul processo secondo il quale l’energia del sole riesce a scomporre le sostanze nocive prima ancora di attaccare la superficie dell’oggetto.
Il fatto che l’ossidazione delle superfici riduca anche gli inquinanti dell’aria circostante, è stata una scoperta successiva, così nel 1996 il team è arrivato alla giusta miscela di cemento e biossido di titanio. Dunque l'azione combinata della luce e del principio attivo decompone gli agenti inquinanti prodotti dall'attività umana (fabbriche, traffico, riscaldamento domestico) restituendo una qualità dell'aria migliore. Studi di laboratorio hanno dimostrato che le superfici fotocatalitiche sono in grado di decomporre i microrganismi che intaccherebbero le stesse, inibire il deposito e la proliferazione di alghe e prevenire il conseguente deterioramento del materiale.
Oltre che per le strade in cemento fotocatalitico, tale tecnica può essere utilizzata anche nella realizzazione e rivestimento di facciate. Questo vuol dire che, se una città come Milano lo usasse per rifare il 15% delle sue facciate, ridurrebbe l’inquinamento nell’aria della metà. Purtroppo, però, i costi di tale materiale sono ancora molto elevati, circa 1.100 euro alla tonnellata.
Il suo costo è di circa 25 euro a metro quadrato per strade e marciapiedi, e scende tra i 15 e i 20 per la verniciatura di appartamenti.
superficie fotocatalitica
(Fonte: iobenessere.it/)

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