I rifiuti di plastica possono essere trasformati in mattoni per le nuove case?

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In tutto il mondo ci sono circa 6,3 miliardi di tonnellate di rifiuti di plastica. È nella nostra acqua, nella nostra aria, nel pesce che mangiamo e nel terreno in cui crescono le nostre verdure.

Infatti solo il 21% di tutta la plastica mai prodotta è stata riciclata o incenerita. Quindi trovare nuovi modi per riutilizzarlo è fondamentale. Con la costante domanda globale di nuovi edifici, utilizzarlo per realizzare materiali da costruzione è una delle grandi idee.

In un edificio, lo scopo principale di un muro è sostenere il tetto e il pavimento e fornire protezione dalle intemperie. Per costruire un muro, devi sovrapporre diversi elementi, proprio come faresti per un panino o un hamburger, solo ribaltato su un lato.

Il muro esterno è spesso realizzato in mattoni (per proteggere dall'umidità) e il muro interno, di malta cementizia rifinita con cartongesso, pronta per la pittura o la carta da parati. Nel mezzo, negli edifici moderni, di solito c'è una fessura (in modo che l'umidità possa fuoriuscire o impedirne l'entrata) riempita di isolamento: un materiale spugnoso che trattiene il calore. Soprattutto nei paesi più freddi, le pareti devono conservare il calore il più possibile per l'efficienza energetica.

Mattoni Birdnest

Nel 2019, ho co-sviluppato un mattone realizzato con rifiuti di plastica domestici utilizzando la stampa 3D. L'idea del mattone è nata da un luogo inaspettato: il nido dell'uccello tessitore Baya del sud-est asiatico.

L'uccello tessitore Baya costruisce nidi sospesi elaborati con le erbe.
Dinodia Foto / Alamy Foto Stock

Questo grazioso abitante di praterie gialle è famoso per le sue case riccamente intrecciate. L'uccello maschio costruisce il nido usando gli artigli e il becco per intrecciare steli d'erba flessibili e strisce di foglie di palma in una forma simile a un cappello.

C'è una parte superiore più grande dove verranno posizionate le uova, con una sorta di entrata allungata simile a un tunnel sotto di essa. La struttura intrecciata del nido protegge le uova dal vento, dalla pioggia e dal sole caldo durante l'incubazione.

Abbiamo deciso di provare a costruire un mattone in modo simile. Invece di utilizzare fibre vegetali, volevamo tessere con filati o fili di plastica. Per prima cosa abbiamo sminuzzato i fiocchi di plastica usando bottiglie d'acqua di plastica scartate per fare il filo.

Quindi abbiamo caricato quel filo in una stampante 3D. La stampante fonde il filo e, utilizzando un ugello a forma di cono, deposita la plastica fusa esattamente dove vogliamo.

Pensa a come glassare una torta usando le tue migliori abilità di piping. Abbiamo programmato la stampante per incrociare linee di plastica fusa in un reticolo oa rete. Quindi abbiamo rivestito il reticolo con uno strato esterno solido per intrappolare l'aria all'interno della cavità per un migliore isolamento.

I nostri mattoni sono molto resistenti. La ricerca ha dimostrato che possono eguagliare la resistenza dei normali mattoni di malta cementizia nelle pareti di edifici a cinque piani. Sono anche dieci volte migliori nell'isolare un muro rispetto ai tradizionali mattoni di argilla della stessa dimensione.

Il mattone di plastica stampato in 3D è più resistente e più efficiente dal punto di vista energetico rispetto ai tradizionali mattoni di argilla.
De Montford University, autore fornito

Lego a grandezza naturale

Si ritiene che il nostro mattone ispirato all'uccello tessitore sia il primo del suo genere. Ma non è l'unico mattone realizzato con i rifiuti di plastica domestici là fuori. Un altro modello utilizza plastica sminuzzata e poi ridotta in polvere.

La plastica a grana fine può essere facilmente versata in uno stampo (proprio come si riempiono i vassoi dei cubetti di ghiaccio con acqua) a forma di mattone. Lo stampo viene quindi trasferito in un forno per fondere la polvere di plastica prima di essere infine compresso in un solido mattone di plastica.

Il vantaggio di creare mattoni di plastica in questo modo è che possiamo combinare diversi tipi di plastica – dalle bottiglie dell'acqua e cartoni del latte agli imballaggi alimentari e ai tappi delle bottiglie – perché si fondono tutti a una temperatura compresa tra 200 ° C e 250 ° C.

Inoltre, possono essere facilmente assemblati e interbloccati per produrre un muro: un progetto Lego a grandezza naturale! Una volta che il muro è costruito, puoi aggiungere argilla o cemento coprirlo su entrambi i lati – dentro e fuori – per una finitura più liscia.

Pareti della bottiglia

Il metodo più economico ma più ingegnoso consiste nell'utilizzare i rifiuti di plastica così come sono, in combinazione con i materiali da costruzione tradizionali e i rifiuti agricoli.

I ricercatori della De Montfort University hanno lavorato con imprenditori locali in Nigeria per sviluppare un prototipo di bottiglia. Le bottiglie d'acqua scartate sono state riempite con sabbia o acqua per creare un mattone per bottiglia appesantito, abbastanza forte per essere costruito, quindi incollato insieme con argilla.

L'unico svantaggio di questo metodo è che non trattiene il calore. Invece, raffredda un edificio assorbendo la luce solare e impedendo l'innalzamento delle temperature all'interno. Anche se è esattamente ciò di cui hai bisogno nei paesi con climi tropicali, il clima del Regno Unito richiede più calore.

A parte la necessità di adattare i materiali alla posizione specifica – e alle condizioni meteorologiche – in cui stai costruendo, devi anche fare attenzione alla plastica utilizzata, poiché alcune possono provocare emissioni tossiche se esposte alla luce UV e alle alte temperature. Il che significa che c'è ancora molta ricerca e lavoro da fare in questo campo.