La sostenibilità e l’innovazione viaggia su strada, dagli asfalti green alle plastic roads

Come saranno le strade del futuro?

La progettazione e la costruzione, così come la manutenzione, delle infrastrutture stradali del domani non potrà non prescindere dall’essere unazione con caratteristiche di sostenibilità. L’impatto ambientale che una infrastruttura stradale genera sul territorio si ripercuote per decenni. Oggi, e forse più di ieri, la prospettiva di lasciare alle prossime generazioni una qualità della vita non inferiore a quella attuale in cui viviamo è un dikact a cui siamo tenuti a rispondere. Un impegno morale nei confronti del prossimo e dell'ambiente che ci fu insegnato dallo scautismo, da Hans Jonas (padre dell’ecologia moderna) e che oggi viene ricordato da Greta Thunberg. 

Strade meno rumorose e più durevoli grazie ad asfalti green realizzati con polverino di gomma da Pneumatici Fuori Uso

L’uso della gomma riciclata nelle pavimentazioni stradali è stato il tema al centro delseminario “Pavimentazioni a elevate prestazioni e ridotto impatto ambientale, organizzato il 18 aprile scorso dal corso di laurea in Ingegneria Civile dell’Università degli Studi della Repubblica di San Marino insieme all’Azienda Autonoma di Stato per i Lavori Pubblici (AASLP) ed Ecopneusla società senza scopo di lucro che gestisce la raccolta, il trasporto e il trattamento di circa 220.000 tonnellate di Pneumatici Fuori Uso ogni anno. 

Al centro del convegno, infatti, gli asfalti modificati con gomma SBR da Pneumatici Fuori Uso (PFU) per realizzare strade meno rumorose, più durevoli, con caratteristiche di aderenza e di drenaggio dell’acqua ottimali. Un asfalto modificato con caratteristiche prestazionali ottimali che permette altresì di ridurre notevolmente gli spessori della pavimentazione stradale con una conseguente riduzione dei costi di realizzazione.

Se i primi asfalti “gommati” furono impiegati in Arizona e in Svezia negli anni ’50 e ‘60, oggi continuano ad essere una tecnologia del settore delle pavimentazioni stradali in continua evoluzione. Gli asfalti modificati con gomma SBR da Pneumatici Fuori Uso (PFU) sono una soluzione in grado di coniugare prestazioni meccaniche di alto livello con ricadute positive per la collettività in termini di riduzione del rumore e di sostenibilità ambientale.

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Come naquero gli asfalti gommati e perchè?

Come già anticipato, i primi asfalti gommati risalgono agli anni ’50 e ’60 e vennero impiegati per la prima volta in Arizona e in Svezia. È sublime credere che l’idea fosse nata per motivi di natura prettamente ambientale ma non fu così. Negli anni del boom economico e del consumismo di massa, la sostenibilità non era un tema così fortemente sentito quanto lo è oggi. La scelta di impiegare la gomma per creare asfalti modificati fu dettata dalla volontà di trovare una soluzione al problema della fessurazione della superficie stradale causato dalle estreme temperature ambientali. Se in prossimità del Grand Canyon il problema della fessurazione del manto stradale è dovuto alle alte temperature, di contro nei paesi scandinavi la causa sono le basse temperature. Inserire del polverino di gomma all’interno della miscela bituminosa permette una maggiore elasticità della pavimentazione stradale offrendosi quindi come valida soluzione al problema della fessurazione del manto. 

Come viene introdotto il polverino di gomma nel processo produttivo degli asfalti modificati?

Le due principali tecnologie per la produzione di asfalti modificati con polverino di gomma sono:  

  • tecnologia wet (umida)prevede l’aggiunta del polverino di gomma (pezzatura tra 0-2 mm) direttamente all’interno del bitume (BITUME MODIFICATO); 

  • tecnologia dry, il poverino di gomma viene aggiunto direttamente all’interno del miscelatore insieme agli inerti e al bitume (CONGLOMERATO BITUMINOSO MODIFICATO). 

Recentemente sono stati sperimentati anche dei microtappeti a freddo, prodotti impastando aggregati basaltici, emulsione di bitume modificato SBS, cemento, polverino di gomma (1,0 - 2,0 %) e acqua. Tale integrazione consente di combinare ai benefici della tecnologia a freddo (riduzione di consumi energetici e di emissioni in atmosfera e velocità di cantierizzazione) anche la riduzione del rumore generato da rotolamento rispetto alla tecnica tradizionale. 

Secondo i dati rilevati da Ecopneus, in Italia sono oltre 470 i km di corsie stradali realizzate con bitumi o conglomerati bituminosi modificati con gomma riciclata SBR. Le regioni con più esperienze significative nell’applicazione di manti di usura con asfalto modificato con polverino di gomma da PFU sono l’Emilia-Romagna (variante di Canali in Provincia di Reggio Emilia, uno dei primi progetti a introdurre questa tecnologiancora scarsamente diffusa e conosciuta in Italia), il Piemonte (S.P. 82 in Provincia di Alessandria), il Trentino-Alto-Adige e la Toscana. 

Il Prof. Gaetano Licitra incaricato di acustica presso l'Università di Pisa e Coordinatore di ARPAT (Agenzia Regionale per la Protezione dell'Ambiente della Toscana) nel corso dell’evento organizzato a San Marino, ha aggiornato i presenti sugli ultimi sviluppi del progetto Nereide, cofinanziato dalla comunità europea con il programma LIFE, che intende dimostrare le elevate prestazioni acustiche possibili con l’uso di conglomerati bituminosi a bassa emissione sonora realizzati con gomma SBR riciclata da PFU e tecnologie di produzione a basse temperature, prevedendo anche l’impiego di conglomerato bituminoso di recupero. 

A Roma le prime sperimentazioni su strada dell’asfalto additivato al grafene 

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È proprio nella città eterna delle buche che sono stati condotti i primi test pilota su strada di una stesa di asfalto “additivato al grafene" lungo un tratto della Provinciale Ardeatina. Secondo i test il "supermodificante" al grafene (Gipave) è in grado di aumentare la resistenza del manto al passaggio delle autodi ridurre l’impronta lasciata dal passaggio del pneumatico. Nel complesso, il grafene ha la capacità di estendere la vita utile della pavimentazioneSi tratta di una tecnologia tutta Made in Italy, brevettata nel 2017, sviluppata attraverso il progetto di ricerca Ecopave da Iterchimica, azienda italiana dedita nella ricerca e sviluppo di tecnologie innovative per migliorare le prestazioni dell'asfalto, in collaborazione con Directa Plus, azienda produttrice e fornitrice di prodotti a base grafenica. 

Il grafene, il materiale più sottile creato dall’uomo, il più resistente, il più leggero e il più innovativo tra i materiali, è inoltre un ingrediente con caratteristiche antismog e antighiaccioIl fatto che gli asfalti additivati al grafene aumentano la vita utile delle pavimentazioni stradali può ben far sperare nella realizzazione di "strade perpetue", che richiedono quindi poca manutenzione (da effettuarsi mediamente ogni 12-14 anni). 

Dallo scorso novembre le performance del manto stradale sulla Ardeatina sono state costantemente monitorate. I tecnici hanno verificato alla prova dei fatti che le prestazioni rispetto un asfalto tradizionale sono superiori. 

Come riporta la notizia diffusa da Adnkronos, i test hanno dimostrato che in termini di Durata: il miglioramento di resistenza alla fatica è risultato superiore al 250%; Resistenza al passaggio di veicoli: i test meccanici hanno dimostrato un aumento della forza di resistenza al passaggio dei veicoli (trazione indiretta) del 35%; Resistenza alla deformazione a parità di sforzo applicato: il modulo di rigidezza è stato misurato a diverse temperature mostrando un miglioramento del 46% a 40°C; Deformazione plastica permanente: i valori di ormaiamento (traccia lasciata dagli pneumatici) sono risultati inferiori del 35% a 60°C. 
Le aziende coinvolte nel progetto stanno ora valutando di replicare l'esperimento sia in altre zone d'Italia sia all'estero, nello specifico in Regno Unito, Stati Uniti e Oman. 

Oltre l’asfalto, il futuro delle solar delle plastic roads 

Oltre all'asfalto, esistono altre soluzioni offerte dal mercato pro-sostenibilità” nel settore delle pavimentazioni stradali? 

Strade sostenibili che catturano l’energia solare

Nel 2014 in America è stato lanciato un progetto volto a proporre una alternativa all'uso dell'asfalto nelle pavimentazioni stradali.
La tecnologia è stata ideata e messa a punto da Solar Roadways. L'obiettivo alla base del progetto è quello di proporre strade solari realizzate con pannelli esagonali in robusto vetro temperato dotati di pannelli fotovoltaici. I pannelli fotovoltaici, oltre a catturare l’energia durante il giorno per alimentare un sistema di luci a Led controllabili a distanza che garantiscono una segnaletica illuminata e dinamica integrata nella pavimentazionecedono l’energia di accumolo alla rete elettrica pubblica. Ghiaccio e vetro non vanno a nozze! All'interno di ogni singolo pannello di vetro è previsto l’uso di un sistema riscaldato per prevenire la formazione di ghiaccio sulla superficie nella stagione invernale. Inoltre i pannelli sono dotati di microprocessori e questo permette agli stessi di comunicare tra loro, con una stazione di controllo centrale e di interagire con i veicoli di passaggio. Una vera e propria smart road!

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Ma quando è stata realizzata concretamente la prima strada solare? La prima solar road europea è stata costruita in Francia Tourouvre-au-Perche nel 2016. Qui, sono stati installati 2800 metri quadri di pannelli fotovoltaici sulla superficie stradale capaci di fornire energia a circa 5000 abitanti. Alltre soluzioni simili sono state installate in Germania e Olanda, ma solo per piste ciclabili. Quella francese quindi è la prima strada pensata per automobili e mezzi pesanti.

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Anche in Cina a Jinan, a inizio 2018, è stata inaugurata una strada solareZhang Hongchao, ingegnere della Tongjy University, ha dichiarato che la nuova tratta cinese riesce a sopportare un carico 10 volte maggiore rispetto all’asfalto normale.

E l’Italia? Noi arriviamo dopo, ma arriviamo. L’annuncio a fine 2018Villasimius sarà la prima città italiana a dotarsi di una pista ciclopedonale realizzata con pannelli fotovoltaici. Il comunicato apparso sul sito del Progetto STRATUS, riporta quanto segue: “Inizia così un progetto che coniuga la mobilità sostenibile con la produzione di energia pulita e la riduzione dei costi energetici. Si è deciso di realizzare un’innovativa pista ciclopedonale rivestita di pannelli fotovoltaici, sormontati da una lastra di vetro antiscivolo e perfettamente integrati in una struttura in acciaio sollevata e ancorata a terra, in grado di produrre energia che andrà a soddisfare il fabbisogno energetico dei soggetti situati in prossimità del tracciato. La produzione di energia da fonti energetiche rinnovabili attraverso le piste ciclabili contribuirà al raggiungimento degli obiettivi ambientali del Comune, alla riduzione delle emissioni di CO2 e all’incremento della mobilità sostenibile, e comporterà un risparmio in termini energetici per i soggetti beneficiari”. 

La plastica riciclata nelle strade prefabbricate del futuro 

Se per costruire una strada bastassero pochi giorni anziché mesi? Quano sarebbe bello dire addio ai cantieri stradali che mandano in tilt il traffico per mesi, alle lunghe attese in coda davanti ai semafori dei cantieri che fanno passare tre auto e lampeggiano di nuovo rosso. Un auspicio idilliaco ma che poi tanto lontano non lo è!

Una partnership tra KWS, Wawin e Total sta lavorando dal 2016 allo sviluppo di strade prefabbricate in plastica, pensate e progettate per rendere la loro produzione e applicazione fast  e completamente circolare, con l’obiettivo di utilizzare plastica riciclata, e di ridurre significativamente l’impronta di carbonio grazie a una maggiore durabilità del prodotto e alla riduzione dei movimenti di trasporto coinvolti nella sua costruzione.

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La prefabbricazione, la leggerezza e il design modulare di PlasticRoad rendono la costruzione e la manutenzione delle strade più veloce, semplice ed efficiente rispetto alle strutture stradali tradizionali. 

Il modulo prefabbricato di PlasticRoad è caratterizzato da una intercapedine vuota che può essere utilizzata (temporaneamente) per immagazzinare acqua, evitando così allagamenti durante precipitazioni estreme, ed essere di servizio per il passaggio di cavi e tubi, evitando così opere di escavazione per l'installazione delle sottostrutture stradali. Non manca la possibilità di installare all'interno dell’intercapedine sensori o dispositivi per la ricarica elettrica dei veicoli. 

La prima installazione pilota dPlasticRoad è avvenuta nel comune di Zwolle in Olanda. Si tratta di una pista ciclabile lunga 30 metripartner di PlasticRoad hanno lavorato a lungo sullo sviluppo ed eseguito test per convalidare e ottimizzare le prestazioni come la capacità portante degli elementi modulari, le appropriate miscele di plastica riciclata e il design tridimensionale della strada stessa. E' stata condotta anche una ricerca incentrata sul ridotto impatto ambientale. I risultati positivi ottenuti fino ad oggi supportano il progresso per rendere reali i primi progetti pilota. Queste installazioni pilota segnano un passo importante verso il processo di sviluppo e il successo di PlasticRoad. 

Se negli anni ’80 grazie alla sega cult di Ritorno al Futuro si prospettava di viaggiare nel 2020 con auto volanti stile Deloreanla realtà dei fatti dimostra tutt’altro. Abbiamo ancora bisogno delle strade e oggi il mercato offre molte soluzioni sostenibili.