Lievito di birra e acqua ossigenata alla base del cemento innovativo brevettato da ENEA che lo rendono più sostenibile, sicuro ed energetico

Brevetto depositato l'8 settembre 2017 con numero 102017000101039

ENEA ha depositato il brevetto di un nuovo tipo di cemento cellulare, denominato cemento bioareato autoclavato (BAAC). I cementi cellulari, autoclavati e non, sono materiali cementizi preconfezionati caratterizzati da basso peso specifico, buona resistenza meccanica, elevati isolamento termico e assorbimento acustico; tali “proprietà” sono principalmente legate alla struttura alveolare dovuta alla presenza di grandi quantità di bolle di aria formatesi durante la fase di miscelazione dei diversi componenti con un agente aerante che nel prodotto commerciale è la polvere di alluminio.

L’idea innovativa seguita dai ricercatori e dai tecnici ENEA della divisione Bioenergia, Bioraffineria e Chimica Verde (Centro Trisaia), e al laboratorio Biosicurezza e stima del rischio (Centro Casaccia), è stata quella di sfruttare la catalasi, un enzima della classe delle ossido reduttasi, come biocatalizzatori delle reazioni di dismutazione del perossido di idrogeno; la polvere di alluminio convenzionale è stata così completamente sostituita con un agente aerante green, il comune lievito di birra, miscelato con acqua ossigenata in dosi opportune.

Provini di BAAC prima (a sx) e dopo ( a dx) la lievitazione

Il risultato è stato un prodotto più sostenibile dal punto di vista ambientale e della sicurezza del processo industriale che ha riproposto, e in alcuni casi rese ancora più evidenti, le peculiari caratteristiche tecniche del cemento aerato autoclavato commerciale (CAA).  Tra gli altri vantaggi, il ricorso a questo nuovo sistema aerante della miscela cementizia ha comportato una riduzione del numero dei componenti il mix design e una semplificazione, anche in termini energetici, del processo produttivo. Infatti, il processo di aereazione sperimentato nei laboratori ENEA del C. R. Trisaia sfrutta un processo biochimico a rilascio di energia, utilizzato dalle cellule per contrastare la presenza di molecole ossidanti altamente reattive (come l’H2O2) prodotte dal metabolismo cellulare. Le reazioni avvengono quindi a temperatura ambiente a differenza dal processo industriale di produzione del CAA che necessita invece di un apporto di energia termica dall’esterno per favorire la reazione tra alluminio e idrossido di calcio.

Provino di BAAC (sx) Vs provino di CAA (dx)

Il cemento aerato autoclavato rappresenta un vero e proprio sistema costruttivo costituito principalmente da blocchi di grandi dimensioni, con differenti spessori e densità, di facile applicazione in termini di processi costruttivi, le cui proprietà, sopra richiamate, lo rendono particolarmente performante in chiave di efficienza energetica. I blocchi di CAA sono però prodotti con materiali costosi (cemento, gesso, polvere di alluminio necessaria alla lievitazione della massa) e in impianti tecnologicamente avanzati per cui presentano generalmente prezzi più elevati rispetto agli altri elementi per murature.

L’utilizzo del sistema brevettato da ENEA, che impiega come agente aerante lievito di birra e acqua ossigenata, presenta diversi vantaggi tra cui: non utilizza il gesso nel mix design (cioè nella progettazione di un calcestruzzo), non necessita di elevati apporti energetici nella fase di aereazione, può consentire una diminuzione dei costi di impianto relativi alla sicurezza connessi all’utilizzo di polvere di alluminio, oltre a un potenziale abbattimento dei costi totali di produzione, legati sia alle materie prime che all’impianto produttivo.

Un maggiore impiego del cemento cellulare autoclavato potrebbe pertanto rivelarsi complessivamente ancor più economico rispetto ai materiali tradizionali a fronte dei risparmi conseguibili dalla sua applicazione e, con l’abbattimento delle spese energetiche, dei successivi costi di gestione dell’immobile in cui viene impiegato.

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