Il cemento realizzato con pannolini triturati è altrettanto resistente e consente di risparmiare spazio in discarica

I pannolini usati possono sostituire fino al 40% della sabbia normalmente utilizzata nella produzione del calcestruzzo, riducendo i costi e mantenendo una maggiore quantità di rifiuti fuori dalle discariche

Nel tentativo di risolvere due problemi ambientali contemporaneamente, i ricercatori dell'Università di Kitakyushu in Giappone hanno scoperto che i pannolini triturati possono essere utilizzati per sostituire tra il 9 e il 40% della sabbia utilizzata nella produzione del calcestruzzo senza ridurne la resistenza. I pannolini usa e getta sono una fonte crescente di rifiuti non riciclabili e la produzione di cemento è responsabile di quasi il 7% delle emissioni globali di gas serra e consuma circa 50 miliardi di tonnellate di sabbia ogni anno.

Il cemento infuso con i pannolini è stato utilizzato per costruire una piccola casa in Indonesia, per dimostrare come questo tipo di rifiuti potrebbe essere deviato dalle discariche per costruire alloggi più convenienti nelle comunità a basso e medio reddito.

Siswanti Zuraida, ingegnere civile dell'Università di Kitakyushu, ha avviato il progetto mentre insegnava al Bandung Science Technology Institute vicino a Giakarta. Sebbene il numero della popolazione nei paesi ricchi spesso si stabilizzi e poi diminuisca, quelli in Indonesia e in altri paesi a basso e medio reddito continueranno a crescere, portando a più bambini, più pannolini e una maggiore domanda di alloggi a basso costo.

"È tutta una questione di disponibilità delle risorse", afferma Zuraida. "Con la crescita della popolazione, aumenteranno anche i rifiuti dei pannolini. È una sfida, quindi abbiamo pensato che questo sarebbe stato parte del nostro contributo al riciclaggio di questi rifiuti."

I pannolini monouso sono generalmente realizzati con pasta di legno, cotone e polimeri superassorbenti, piccole quantità dei quali hanno dimostrato di migliorare le proprietà meccaniche del calcestruzzo. Con il finanziamento di una società di gestione dei rifiuti con sede a Giakarta chiamata Awina, Zuraida ha deciso di determinare quanta sabbia potesse essere scambiata con pannolini triturati per creare calcestruzzo e malta utili.

Inizialmente, i ricercatori hanno acquistato i pannolini localmente: Zuraida ha un bambino tutto suo. Dopo che i pannolini sono stati lavati, asciugati e triturati, il materiale risultante è stato combinato con cemento, sabbia, ghiaia e acqua. Il team ha testato diverse miscele, sostituendo fino al 40% della sabbia nel calcestruzzo.

Dopo un mese di stagionatura, i campioni sono stati sottoposti a test di pressione per determinare il punto di rottura del materiale composito. Da queste misurazioni, Zuraida e i suoi colleghi hanno calcolato la percentuale massima di rifiuti di pannolini che potrebbe soddisfare le esigenze dei componenti dell’edificio.

Maggiore è la quantità di rifiuti di pannolini nel calcestruzzo, minore è la resistenza alla compressione. Componenti strutturali come colonne e travi necessitavano quindi di una percentuale minore di pannolini triturati rispetto agli elementi architettonici, come muri e blocchi di cemento. Per il loro prototipo di casa a un piano, i ricercatori hanno calcolato che il 27% della sabbia potrebbe essere sostituita dai rifiuti dei pannolini. Ma se la casa fosse alta tre piani, la percentuale dovrebbe scendere al 10%.

Nei componenti architettonici, fino al 40% della sabbia potrebbe essere sostituita dai rifiuti dei pannolini, con la percentuale più alta nei pannelli per pareti in cemento. Nei pavimenti e nei giardini, che devono essere più resistenti dei muri per soddisfare gli standard edilizi, solo il 9% della sabbia potrebbe essere sostituita da pannolini.

I ricercatori hanno poi utilizzato il cemento infuso con i pannolini per costruire la loro casa sperimentale secondo gli standard edilizi indonesiani. La casa era piccola; la superficie totale era di soli 36 metri quadrati, pari a circa 2,5 posti auto. Per accelerare il processo di costruzione, i ricercatori hanno utilizzato cemento cellulare per i componenti architettonici e travi metalliche per i componenti strutturali.

In totale, la casa ha utilizzato circa 1,7 metri cubi di rifiuti di pannolini, che costituivano circa l’8% del volume totale del materiale composito.

Come modo per estrarre valore dai rifiuti non degradabili, "è un pezzo bello e davvero utile all'interno di un processo graduale", afferma Christof Schröfl, un chimico che ricerca materiali da costruzione sostenibili presso l'Università della Tecnologia di Dresda in Germania.

Ma avverte che il trasporto dei rifiuti dei pannolini agli impianti di lavorazione o ai cantieri potrebbe "generare percorsi di trasporto piuttosto lunghi" e che se il team volesse aumentare il rispetto ambientale della loro casa a basso costo, potrebbe optare per pareti in legno- materiali compositi a base invece del cemento.