Materiali biocompositi

Cosa significa biocomposito

Per definizione un materiale biocomposito, non è altro che un materiale formato da una matrice, generalmente resina e da un elemento di rinforzo, di solito si parla di fibre naturali derivanti per lo più da piante o cellulosa. Questi tipi di materiali hanno un largo uso che spazia dal campo della biomedica, fino ad arrivare all'edilizia.

Il principio fondamentale su cui si basa la formazione di questi materiali, è che ciascun componente di essi sia biocompatibile .Questi materiali biocompositi sono caratterizzati dal fatto che, la matrice di resina è essenzialmente naturale quindi biodegradabile, parliamo di sostanze come la fibra di vetro, fibra di carbonio o addirittura il talco. Per quanto riguarda invece la parte fibrosa, le fibre naturali più utilizzate sono le fibre di legno, la canapa, il lino, la juta ecc..

I biocompositi, quindi partono dal concetto di base degli FRP, Fiber Reinforced Plastics, cioè dalla combinazione di una resina polimerica ed una fibra di rinforzo, solo che si avvalgono dell'utilizzo di elementi di origine vegetale, anziché sfruttare materiali di partenza di origine sintetica, derivanti di solito da lavorazione del petrolio, quindi sicuramente non sicuri per l'ambiente.

Generalmente questi materiali biocompositi si classificano in tre gruppi: compositi articolato, compositi fibrosi, materiali porosi. Praticamente i biocompositi possono essere definiti per le loro caratteristiche innovative in termini di rispetto ambientale, come una versione più evoluta dei materiali compositi comuni, già ampiamente utilizzati in vari campi, dall'edilizia, alla meccanica, alle applicazioni mediche ed in altri settori.

Sappiamo che i materiali compositi nella loro struttura uniscono due o più materiali di partenza, mantenendoli comunque separati, generando in questo modo una terza tipologia di materiale creata dalla combinazione dei due, che presenta proprietà chimico-fisiche sicuramente migliori rispetto alle caratteristiche dei materiali di partenza presi singolarmente.

La matrice di resina impiegata, che nella maggior parte dei casi è poliestere, resina epossidica, resina vinilica o fenolica, ha la capacità di creare coesione tra i vari strati di fibre che vengono impiegate impiegate, quindi fibre di vetro, di carbonio, di boro, fibra aramidica o fibre di origine vegetale.

Uno dei materiali compositi più comunenemente utilizzati in edilizia è il cemento armato. Infatti nell'elemento di cemento armato l'acciaio e il calcestruzzo interagiscono tra loro senza perdere la propria identità materica iniziale. Nel campo edile, molteplici sono i materiali compositi che vengono utilizzati, generalmente con questi si realizzano tessuti, griglie, pannelli per isolamento-termoacustico, elementi strutturali, nonché tessuti, feltri, guaine per tubazioni, ma anche prodotti in carbonio, piuttosto che in fibra di vetro o lana di roccia.

Il biomateriale invece rappresenta la nuova generazione di questi materiali e pone una particolare attenzione sul loro essere sostenibili ed ecoefficienti, utilizzando prodotti che derivano da materie plastiche biodegradabili e polimeri naturali ricavati da coltivazioni rinnovabili di anno in anno, inoltre utilizzano biomasse come materie prime, formando un nuovo portfolio di prodotti sostenibili, eco-efficienti e competitivi sui mercati internazionali.

Vantaggi dei materiali biocompositi

Questi materiali vengono anche definiti biocompositi verdi perché la diffusione di fibre vegetali si fa sempre più sentire. pParliamo di fibre rinnovabili come le cellulose plastiche, polilattidi, fecola di materie plastiche/materie plastiche derivate da fecola, poliidrossialcanoati, plastiche a base di soia. Tutte sostanze che possiamo definire verdi.

Molti materiali biocompositi utilizzano anche materiali riciclati o fibre derivate da piante a rapida crescita. In questo modo si va a ridurre notevolmente il fabbisogno di prodotti derivati dall'industria petrolchimica o comunque da combustibili fossili. Inoltre si preferisocno prodotti di origine locale, riducendo quindi anche il costo dei trasporti.

Tutti questi accorgimenti, legati all'uso di questi nuovi materiali biocompositi, senza dubbio sono in grado di garantire un innalzamento del benessere abitativo, arrivando ad essere resistenti al fuoco, termicamente efficienti, ma sufficientemente permeabili per evitare l'insorgere di muffe all'interno del costruito ed al contempo garantire una migliore qualità dell'aria interna.

Quindi oltre ad un miglioramento in termini ambientali, si assiste anche ad un miglioramento del benessere della vita dell'uomo.

Ovviamente la scelta di realizzare una casa sostenibile con l'utilizzo di materiali biocompositi, contribuisce ad ottenere la LEED Certification, che, oltre ad accrescere il prestigio della costruzione, consente sgravi fiscali ed agevolazioni.

Dove troviamo utilizzati i materiali biocompositi

In campo edile i materiali biocompositi trovano diversi tipi di applicazione. Ad esempio li possiamo trovare in elementi di copertura come pannelli in fibra di bamboo, oppure come landscaping quindi come recinzioni e deck ricavati da derivati di grano e plastica riciclata.

Questi materiali vengono utilizzati anche per realizzare delle porte, infatti la tecnologia di lavorazione dei biocompositi può produrre porte tagliafuoco da derivati di grano o girasole. Oppure anche per la realizzazione di pareti e partizioni interne all'interno di un appartamento. Infatti la calce naturale combinata con canapa può formare un calcestruzzo biocomposito, il quale, diversamente dai materiali tradizionali, alla fine del suo ciclo vitale può essere poi riciclato come fertilizzante.