L'effetto dell'utilizzo di fibre di scarto di palma da dati in una miscela di calcestruzzo semplice confrontando tre pre

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 12032 (2023) Citare questo articolo

Gli alti tassi di rifiuti industriali e agricoli e di produzione di sottoprodotti hanno prodotto diverse preoccupazioni ambientali oltre ad aumentare i rischi di contaminazione delle risorse naturali. La quantità di rifiuti organici è aumentata negli ultimi decenni, ma è stata gestita male, soprattutto nei paesi più piccoli dove vengono bruciati, smaltiti in modo improprio o gettati nelle discariche. Inoltre, la produzione del calcestruzzo genera una grande quantità di rifiuti che hanno un impatto negativo sul nostro pianeta nonostante si tratti di un materiale da costruzione estremamente importante. Il potenziale di sviluppare un altro campione di miscela di calcestruzzo semplice con l'aggiunta di rete di palma da datteri per creare calcestruzzo più rispettoso dell'ambiente con qualità migliori. Oltre a utilizzare la ricerca quantitativa sperimentale per misurare l'efficacia di varie miscele di calcestruzzo dopo l'aggiunta di residui di palma sottoposti a trattamenti biologici, chimici e meccanici, in questo studio è stato utilizzato anche un metodo teorico qualitativo per valutare e identificare la progettazione ideale della miscela. Durante gli esperimenti sono stati misurati la resistenza, la densità, la conduttività termica, lo slump e il tasso di assorbimento dei prototipi. Secondo i risultati della ricerca, avendo una minore conduttività termica e una maggiore resistenza, le fibre trattate meccanicamente con un'aggiunta dello 0,6% hanno fornito il miglior prototipo.

L’aumento della popolazione umana, del tasso di consumo e delle azioni umane nei paesi di tutto il mondo hanno portato alla produzione di una media di 38 miliardi di tonnellate di rifiuti organici all’anno1. Diversi ricercatori hanno studiato vari metodi di utilizzo dei rifiuti agricoli per sviluppare miscele di calcestruzzo rispettose dell'ambiente con resistenza adeguata e migliori qualità meccaniche pur avendo un impatto ambientale minimo. I ricercatori hanno sperimentato metodi per sostituire parzialmente il contenuto di cemento con scarti di palma al fine di produrre calcestruzzo rispettoso dell'ambiente per ridurre i rifiuti generati dalla produzione di cemento. L'obiettivo di questo studio è ridurre l'impatto ambientale dei rifiuti di palma utilizzandoli come componente della miscela di calcestruzzo semplice, cercando anche di capire come smaltire e riciclare correttamente i rifiuti organici e i sottoprodotti e migliorando le qualità del calcestruzzo semplice. Al fine di creare il campione migliore, che ha maggiori resistenze e proprietà rispetto al calcestruzzo semplice standard ma con una conduttività termica ridotta, in questo studio verrà presentata una valutazione dettagliata dei rifiuti organici, del cemento e del calcestruzzo semplice, insieme alle raccomandazioni per combinandoli per ridurre il loro impatto ambientale. Le scoperte e i risultati contribuiranno a creare un campione prototipo che verrà esaminato e confrontato con la miscela di calcestruzzo di controllo2.

Nonostante esistano 66 impianti di compostaggio, meno del 25% dei rifiuti organici in Egitto viene riciclato3. Lo studio di proiezione della produzione di rifiuti solidi nella Figura 1 di seguito mostra che entro il 2025 i rifiuti organici supereranno i 30 milioni di tonnellate all'anno4. Lo smaltimento e la combustione impropri dei rifiuti organici hanno provocato vari problemi ambientali e sanitari5.

Composizione (a sinistra) e performance (a destra) dei rifiuti solidi urbani in Egitto come riportati nel 20105.

Esistono tre tipi di rifiuti organici che sono i rifiuti organici domestici, i rifiuti organici agricoli e i rifiuti organici industriali. Gli studi dimostrano che il 50% dei rifiuti organici è costituito da rifiuti agricoli6.

Le colture agricole più importanti prodotte in Egitto sono elencate nella Figura 2 di seguito insieme ai relativi quantitativi di produzione annuale. L’Egitto produce circa 0,66 milioni di tonnellate di residui di palma da datteri7.

Tipi di rifiuti agricoli e loro percentuale in Egitto8.

L'Egitto è il più grande produttore mondiale di frutti di palma da datteri. La produzione annuale di datteri dell'Egitto è aumentata del 70% nel 2019, per un totale di quasi 30.000 tonnellate9. Una singola palma da dattero adulta, se tagliata regolarmente, può produrre circa 25 kg di rifiuti all’anno9. Nel 2012 l'Egitto ha prodotto 1,47 milioni di tonnellate di datteri, il che lo rende il principale produttore di datteri al mondo poiché rappresenta un quinto della produzione mondiale. Il rachide della palma da datteri ha una lunga storia di utilizzo nell'artigianato, negli ornamenti, nei cestini, nelle casse e nei mobili10. I listelli di legno industrializzati ricavati dal rachide della palma da dattero vengono utilizzati per realizzare pavimentazioni alternative a quelle in legno, e nelle campagne le abitazioni utilizzano il rachide della palma come materiale di copertura dei tetti.