La docente Loredana Contrafatto illustra le attività di ricerca del Dicar dell’ateneo catanese sul riutilizzo dei detriti e il nuovo decreto attuativo della Regione Siciliana
I fenomeni parossistici che hanno contraddistinto l’attività del vulcano Etna negli anni recenti hanno dato luogo a quantità enormi di detriti precipitati sulla superficie dei territori che si sviluppano sulle pendici del vulcano e della città di Catania. A causa della direzione dei venti dominanti sono soprattutto i comuni del versante orientale e sud-orientale ad essere maggiormente colpiti dalla ricaduta delle ceneri vulcaniche e a soffrirne i disagi logistici e le conseguenze economiche maggiori.
Il materiale piroclastico che ricopre il suolo pubblico è oggi, grazie alle recentissime disposizioni (dettate dal decreto legge del 31 maggio 2021, numero 77), un materiale che può essere avviato a processi di recupero.
L’art. 35 decreto legge 77/2021, al fine di consentire la corretta gestione dei rifiuti e la migliore attuazione degli interventi previsti dal Piano nazionale di ripresa e resilienza, anche al fine di promuovere l’attività di recupero nella gestione dei rifiuti in una visione di economia circolare come previsto dal nuovo piano d'azione europeo per l'economia circolare, contempla che le ceneri vulcaniche possano essere riutilizzate in sostituzione di materie prime all'interno di cicli produttivi, mediante processi o metodi che non danneggiano l'ambiente né mettono in pericolo la salute umana.
Tale disposizione risolve un annoso problema normativo, per il quale il materiale raccolto dal suolo pubblico era classificato come rifiuto urbano, con obbligo di conferimento in discarica e conseguenti ingentissimi costi per le amministrazioni locali.
Gli studi sul riutilizzo dei piroclasti di altri vulcani della Terra nella produzione di cementi miscelati, malte, calcestruzzi e altri materiali edili si collocano nella letteratura scientifica degli ultimi 30 anni. La reattività pozzolanica della maggior parte delle ceneri vulcaniche ha infatti stimolato la ricerca scientifica in tale direzione.
Etna, eruzione del 1° dicembre 2023 (foto Alfio Russo)
L’attenzione sul materiale etneo è stata sollevata nell’ultimo decennio dal problema contingente di smaltimento del rifiuto piroclastico legato alla nuova modalità eruttiva del vulcano, di tipo stromboliano, aggiuntasi a quella storicamente nota, caratterizzata da effusione di flussi magmatici.
I primi studi svolti al Dipartimento di ingegneria Civile e Architettura dell’Università di Catania sui possibili riutilizzi del rifiuto vulcanico nel campo dei materiali edili prendono inizio nel 2014 con il Progetto FiR 2014 Valutazione delle Alternative End‐of‐Waste, nei settori dell’Ingegneria Civile e Ambientale, delle Ceneri Vulcaniche dell’Etna ‐ Valica‐Etna, coordinato dal prof. Paolo Roccaro, e proseguono dal 2016 con il progetto Riciclo di Piroclasti dell’Etna nella produzione di materiali e manufatti edili ‐ RiPE, nell’ambito del Piano Triennale della ricerca dell’ Università di Catania, coordinato dalla prof.ssa Loredana Contrafatto.
L’attività di ricerca sull’argomento riceve un forte impulso nel triennio 2018-2020 con il finanziamento da parte del Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare del progetto Reucet - REcupero e Utilizzo delle Ceneri vulcaniche Etnee, coordinato dal prof. Paolo Roccaro.
Il progetto, di carattere interdisciplinare, ha coinvolto diversi gruppi di ricerca coordinati dai professori Salvatore Cafiso, Loredana Contrafatto, Ernesto Motta e Federico Vagliasindi del Dicar, Enrico Ciliberto del Dipartimento di Scienze Chimiche e Antonino Pezzino del Dipartimento di Scienze Biologiche Geologiche e Ambientali, ed ha fornito indicazioni sui possibili ambiti di riutilizzo e sullo sviluppo di un nuovo modello di filiera di gestione sostenibile delle ceneri vulcaniche etnee.
Alla conclusione del progetto Reucet l’attività di ricerca al Dicar prosegue, con la sperimentazione di ulteriori possibili riutilizzi, anche alla luce di nuove normative internazionali emanate negli ultimi anni sulla caratterizzazione dei materiali pozzolanici.
Provini dopo la prova per la determinazione della resistenza a compressione costituiti da un impasto innovativo di cenere vulcanica e polvere di vetro scarto della frantumazione del vetro riciclato
Nell’ambito del dottorato di ricerca in Valutazione e mitigazione dei rischi urbani e territoriali è finanziata sui fondi Pon Ricerca e Innovazione 2014-2020 la borsa dal titolo “Sperimentazione di nuovi leganti e prodotti sostenibili per l’edilizia basati sul riuso di ceneri e frammenti piroclastici del vulcano Etna”. La ricerca, coordinata dalla prof.ssa Contrafatto, è condotta in collaborazione con Buzzi Unicem e con l'École Nationale des Travaux Publics de l'État di Lione.
Ad oggi è noto che le ceneri etnee sono utilizzabili, in maniera tradizionale, per la realizzazione di cementi misti pozzolanici. Le frazioni fini possono essere utilizzate come materiale inerte per la realizzazione di malte e calcestruzzi comuni, le frazioni grossolane per il confezionamento di malte alleggerite con buone caratteristiche di isolamento termico. Sono, inoltre, possibili applicazioni nella produzione di materiali ceramici, quali il tradizionale cotto siciliano.
Altri studi ne suggeriscono il possibile impiego come legante, in maniera innovativa, anche in combinazione con altri materiali di scarto da processi produttivi di riciclo, quali le polveri fini risultanti dal processo di frantumazione del vetro riciclato.
Tali applicazioni conducono allo sviluppo di materiali sostenibili in quanto il loro utilizzo riduce lo sfruttamento di risorse naturali, ricavate da estrazione da cava, con conseguente riduzione delle emissioni di anidride carbonica associate nel processo.
Altre applicazioni promettenti riguardano gli asfalti, i sottofondi stradali, la stabilizzazione dei suoli, materiali adsorbenti per la rimozione di sostanze inquinanti.
I risultati scientifici raggiunti e la partecipazione del Dicar al tavolo tecnico Ceneri Vulcaniche da Rifiuto a Risorsa costituito in assessorato regionale dell'Energia e dei Servizi di Pubblica Utilità hanno contribuito in maniera determinante all’emanazione del decreto attuativo della Regione Siciliana 8/GAB del 22 febbraio 2024, contenente le Linee Guida per la raccolta, la detenzione e l’utilizzo delle ceneri vulcaniche, in attuazione del decreto legge 77 del 31 maggio 2021.
Il decreto costituisce lo strumento mancante per l’avvio di una filiera del recupero del tefra che ricopre gli spazi pubblici e privati in occasione dei frequenti eventi eruttivi dell’Etna, risolvendo il problema ambientale dello stoccaggio e smaltimento delle municipalità coinvolte.
Dalla produzione del materiale, dovuta a fenomeni naturali, alla raccolta, che prevede la sensibilizzazione della collettività affinché questa avvenga in maniera adeguata, al trasferimento verso processi produttivi, attraverso la trasformazione e l’utilizzo come materia prima seconda, è oggi possibile promuovere un’economia circolare che coinvolga le realtà imprenditoriali del territorio pronte ad affrontare la transizione verso nuovi processi e prodotti sostenibili.