La biomassa di bambù: caratteristiche tecniche, prestazioni e limiti normativi
- Corte Del Gallo
- 4 giorni fa
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La crescente necessità di materiali da costruzione a basso impatto ambientale ha portato all’esplorazione di biomasse ligno-cellulosiche alternative. Il bambù gigante, appartenente alla famiglia delle Poaceae, è una risorsa rinnovabile a rapido accrescimento che presenta una struttura fibrosa complessa e prestazioni fisico-meccaniche comparabili a quelle di diverse essenze legnose. La biomassa derivante dal bambù si rivela di particolare interesse per applicazioni in rivestimenti e isolamenti termo-acustici, ma la sua adozione è ancora ostacolata da vincoli normativi e dalla mancanza di standard tecnici condivisi.
Composizione chimica e struttura del bambù
Il bambù presenta la seguente composizione chimica:
Cellulosa: è il componente principale, rappresentando generalmente dal 65% al 75% della massa secca del bambù. La cellulosa è un polisaccaride che forma le fibre strutturali del bambù, conferendogli resistenza e rigidità.
Lignina: costituisce dal 22% al 32% della massa secca. La lignina è un polimero complesso che agisce come una matrice legante, cementando le fibre di cellulosa e emicellulosa e conferendo al bambù la sua rigidità e resistenza alla compressione.
Emicellulose: si trova in quantità variabili, tipicamente intorno al 5%. A differenza della cellulosa, l'emicellulosa è un polimero più eterogeneo e meno resistente.
La disposizione anisotropa delle fibre lunghe nel culmo (pari al 40–50% in volume nei nodi e internodi) conferisce al bambù eccellenti proprietà meccaniche in direzione longitudinale ma maggiore fragilità trasversale. Questo comporta un’attenzione progettuale specifica nelle applicazioni a pannello.
Nell'immagine seguente si vede la sezione trasversale di un palo di bambù.
La composizione chimica esatta del bambù gigante può variare leggermente a seconda di diversi fattori, tra cui:
Specie di bambù: esistono molte specie di bambù gigante, e ognuna può avere leggere differenze nella composizione.
Età della pianta: la quantità di cellulosa e lignina tende ad aumentare con l'età della pianta.
Parte della pianta: la composizione può variare tra le diverse sezioni del culmo (canna), ad esempio tra la base, la parte centrale e la cima, e tra la parte più interna e quella più esterna.
Condizioni di crescita: fattori ambientali come il suolo e il clima possono influenzare la composizione.
Di seguito è possibile vedere l'immagine derivata dal microscopio elettronico a scansione della fibra di bambù non trattata e asciugata all'aria.
Proprietà termiche e acustiche del bambù
Dalle ricerche riportate in questa tesi, emergono i seguenti parametri:
Conduttività termica λ: 0,17–0,24 W/m·K (variazione in base a umidità e trattamento)
Capacità termica specifica: ~1.600 J/kg·K
Densità apparente dei pannelli: 250–650 kg/m³ a seconda del grado di compattazione e della matrice legante
Per quanto riguarda l'isolamento acustico, il bambù è interessante in configurazioni a sandwich o a celle aperte. I pannelli in fibre sminuzzate e agglomerate con resine bio-based mostrano un coefficiente di assorbimento compreso tra 0,35 e 0,60 nel range di 500–2000 Hz, comparabile con quello di lane minerali di bassa densità.
Tecnologie di trasformazione della biomassa di bambù
Come riporta questo articolo, i sottoprodotti del trattamento della biomassa (scarti di lavorazione, cippato di bambù) possono essere trasformati in:
Nanocristalli di cellulosa (CNC) mediante idrolisi acida
Nanofibre (CNF) per rinforzo in materiali termoplastici biodegradabili
Pannelli termoformati attraverso processi di pressatura a caldo con leganti naturali (es. lignina modificata)
Inoltre, tramite pirolisi, processo che consiste nel riscaldare la biomassa in assenza di ossigeno. si ottiene il biochar (o carbone vegetale). Questo è un residuo solido ricco di carbonio, che può essere utilizzato come combustibile solido, ammendante del suolo per migliorare la fertilità e la ritenzione idrica, o per la produzione di carbone attivo.
Di seguito è riportato un esempio di cippato di bambù, ottenuto dopo passaggio degli scarti di lavorazione attraverso un biotrituratore
Un altra opzione di trasformazione è la conversione biochimica, ovvero processi che utilizzano microrganismi o enzimi per convertire la biomassa in prodotti energetici.
Fermentazione (produzione di bioetanolo): il bambù, ricco di cellulosa ed emicellulosa, può essere pre-trattato per rompere la sua struttura lignocellulosica e rilasciare zuccheri. Questi zuccheri vengono poi fermentati da lieviti o batteri per produrre bioetanolo, un biocarburante liquido che può essere utilizzato come additivo per la benzina o come carburante puro.
Digestione anaerobica (produzione di biogas): la biomassa di bambù può essere sottoposta a digestione anaerobica, un processo in cui i microrganismi scompongono la materia organica in assenza di ossigeno, producendo biogas. Questo a sua volta può essere utilizzato per generare calore ed elettricità oppure ulteriormente purificato per ottenere biometano,.
Limiti normativi e prospettive di standardizzazione
Uno dei principali ostacoli alla diffusione del bambù in edilizia è l’assenza di una classificazione europea come materiale strutturale. Attualmente, il Regolamento UE 305/2011 (CPR) non include il bambù tra i materiali da costruzione armonizzati.
Le principali criticità riscontrate includono:
Variabilità naturale elevata tra le specie e nei metodi di coltivazione
Assenza di standard tecnici armonizzati per prove meccaniche, durabilità, reazione al fuoco
Diffidenza progettuale verso materiali non “codificati” nei software FEM
Conclusioni
La biomassa derivata dal bambù rappresenta un’alternativa concreta e performante per applicazioni di isolamento e rivestimento in edilizia sostenibile. Le proprietà termiche, acustiche e meccaniche, unite a un’impronta ambientale favorevole, ne fanno un candidato promettente per l’architettura a basso impatto. Tuttavia, per consentire un reale upscaling industriale, sarà necessario:
Consolidare il quadro normativo a livello europeo
Investire in ricerca su trattamenti ignifughi e resistenza all'umidità
Diffondere corrette pratiche progettuali e strumenti di calcolo specifici per le diverse applicazioni
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