> FocusUnimore > numero 15 – maggio 2021
Una miscela innovativa ed eco-compatibile di terra per costruzioni dalle elevate capacità isolanti è l’oggetto di studio del gruppo di ricerca guidato dal prof. Angelo Marcello Tarantino (ordinario di Scienza delle costruzioni presso il Dipartimento di Ingegneria “Enzo Ferrari”) che punta a nuova frontiera per l’industria delle costruzioni civili.
Il progetto “Terre proiettate per una industria delle costruzioni eco-sostenibile e a misura d’uomo”, coordinato da Unimore con la partecipazione dell’Università di Parma e dell’Università di Perugia, può essere qualificato come un’evoluzione della terra battuta, utilizzata originariamente anche per la Grande Muraglia Cinese.
Il nuovo materiale realizzato con l’ottimizzazione della miscela e della tecnica di posa in opera della terra battuta, è stato nominato terra proiettata (shot-earth) e può essere ampiamente impiegato dalla moderna industria delle costruzioni civili.
Nello specifico la miscela di una terra proiettata è innovativa ed eco-compatibile (7 parti di terreno, 7 parti di sabbia, e 2 parti di cemento) rispetto ad una malta tradizionale perché permette di impiegare direttamente il terreno di scavo, di utilizzare la sabbia proveniente da scarti industriali e di ridurre notevolmente il contenuto di acqua e di cemento utilizzati (rispettivamente per un massimo del 3% e del 12% del peso).
La posa in opera, che consiste nell’applicazione a spruzzo della miscela, risulta di rapida esecuzione, in quanto non richiede l’usuale operazione di compattazione della massa.
La malta impiegata nella tecnologia ha, inoltre, un costo inferiore rispetto alla malta ordinaria di circa il 30%, oltre al fatto che, impiegando terreno di scavo, si produce un ulteriore risparmio in termini di smaltimento delle terre stesse di scavo, che altrimenti andrebbero portate in discarica.
Le costruzioni realizzate con la tecnologia delle terre proiettate sono caratterizzate da un elevato confort abitativo dovuto all’ottimo comportamento termo-igrometrico di questo nuovo materiale.
Nello specifico l’elevata resistenza termica del materiale, unita alla realizzazione di getti di spessore significativo, consente di ottenere pareti o pannelli con notevoli capacità isolanti.
“La tecnologia necessita di essere ottimizzata sia in termini di miscela sia in termini di tecnica di posa in opera – commenta il prof. Angelo Marcello Tarantino di Unimore -. Infatti, pur offrendo il prodotto finito elevate prestazioni, in termini di inerzia termica, isolamento acustico, traspirabilità e permeabilità al vapore, e notevoli proprietà chimico-fisiche, elevata microporosità, densità, inerzia chimica, stabilità e dilatazione termica ridotta, le proprietà di resistenza a trazione, tenacità a frattura, duttilità, resistenza alle azioni impulsive, con particolare riferimento all’azione sismica, resistenza a fatica e le caratteristiche prestazionali di aderenza al supporto, in termini di adesione chimica, coesione e comportamento all’interfaccia, necessitano di essere ulteriormente indagate e migliorate”.
Saranno impiegate tecniche di monitoraggio molto innovative che sfruttano la funzionalizzazione/integrazione della terra proiettata con sistemi smart. In pratica, la terra proiettata sarà additivata con nano-micro fillers elettricamente conduttivi (nanotecnologie) per misurare, con continuità e in modo completamente non invasivo, le variazioni delle proprietà meccaniche e fisiche, quali deformazioni, temperatura e umidità.
I risultati delle varie analisi convergeranno nella redazione di linee guida sulla tecnologia e il monitoraggio delle terre proiettate.
“Il gruppo di ricerca – conclude il prof. Angelo Marcello Tarantino – è convinto che proprio la redazione di tali linee guida siano in grado di conferire al progetto una grande potenzialità in termini di ricaduta economica ed industriale. Le imprese di costruzioni, nuove o già operanti nel mercato, avranno l’opportunità di specializzarsi in una tecnologia emergente, dalle grandi potenzialità nell’ambito delle costruzioni sostenibili, e di ottenere brevetti e marchi delle proprie miscele e tecniche di messa in opera per una molteplicità di applicazioni tecniche e di prodotti per le costruzioni civili”.
Il progetto “Terre proiettate per una industria delle costruzioni eco-sostenibile e a misura d’uomo” ha ricevuto un finanziamento di oltre 1,5 milioni di euro del Fondo Integrativo Speciale per la Ricerca – FISR del Ministero dell’Università e della Ricerca che finanzia specifici interventi di particolare rilevanza strategica, indicati nel Programma Nazionale delle Ricerche (PNR).
Terra Cruda > Terra Proiettata
La terra cruda è il più antico materiale da costruzione. Si tratta di un composto di argilla e inerti naturali, lasciato semplicemente ad essiccare all’aria, senza bisogno di cottura, che richiede poco consumo di energia e regala forme e superfici con qualità cromatiche, tattili e funzionali uniche, che ne fanno un materiale naturale per eccellenza. La terra cruda è presente da tempo immemorabile nella storia dell’umanità. I reperti archeologici più antichi sono dei mattoni di fango trovati a Gerico, risalenti al Neolitico pre-ceramico (8000 a.C.) e delle case di mattoni crudi scoperte nel Turkestan russo (8000-6000 a.C.). Anche la Grande Muraglia Cinese, molto più recente, è stata originariamente costruita in terra battuta e solo in seguito rivestita per sembrare di pietra. La terra del luogo, impastata con acqua, ha dato forma nel tempo a interi insediamenti e a molteplici tecniche di costruzione.
La tecnica pisé, nota anche come “terra battuta”, prevede l’uso di una miscela di terra umida che viene compressa in casseforme di legno, utilizzate come stampo per la realizzazione di pareti, fondazioni, cordoli, etc. Queste costruzioni risultano resistenti, atossiche, ignifughe e biodegradabili.
La tecnica adobe, nome derivato dalla lingua spagnola che significa “mattoni di fango”, prevede l’impiego di un materiale a base di sabbia, argilla, acqua e fibre vegetali, sagomato mediante stampi ed essiccato al sole. Altre tecniche di costruzione fanno poi ricorso a strutture miste in terra e legno o a blocchi di terra compressi. Il progetto “Terra proiettata” può essere qualificato come l’evoluzione della terra battuta, con l’ottimizzazione della miscela e la tecnica di posa in opera.