Recycled construction and demolition waste as remineralizers: a sustainable use in the regeneration of degraded soils

Ogni anno, il mondo genera oltre dieci miliardi di tonnellate di rifiuti derivanti dalla costruzione e dalla demolizione di strutture. Solo in Brasile, questi detriti ammontano a circa cento milioni di tonnellate l'anno, un enorme cumulo di mattoni rotti, cemento e malta che spesso finisce nelle discariche. Sebbene gran parte di questo materiale venga frantumato e riutilizzato per basi stradali o nuove costruzioni, è emersa una possibilità diversa: queste macerie potrebbero essere utilizzate per guarire la terra stessa? L'idea si basa su un'osservazione semplice. Molti suoli, specialmente nelle regioni tropicali, sono stati logorati dalla pioggia e dall'agricoltura, perdendo i minerali essenziali di cui le piante hanno bisogno per crescere. Per rimediare a ciò, gli agricoltori aggiungono talvolta dei "rimineralizzatori": rocce in polvere che rilasciano lentamente nutrienti come calcio, potassio e ferro nel terreno. Questi materiali agiscono come una fonte di nutrimento a rilascio lento per le colture, aiutando a ripristinare la fertilità naturale del suolo senza l'elevato costo e l'impronta ambientale dei fertilizzanti sintetici. La domanda che i ricercatori si sono posti è se i resti frantumati delle nostre città potessero servire proprio a questo scopo, trasformando un problema di rifiuti in una soluzione per l'agricoltura.

Per scoprirlo, un team di scienziati dell'Università di San Paolo e dell'Università Federale di Catalão ha raccolto campioni di rifiuti da costruzione e demolizione riciclati da quattro diverse città del Brasile: Araraquara, Piracicaba, Ribeirão Preto e Catalão. Non si sono limitati a indovinare cosa ci fosse all'interno dei cumuli di macerie; hanno sottoposto il materiale a un esame chimico preciso utilizzando una tecnica chiamata analisi per attivazione neutronica. In questo processo, i campioni vengono bombardati con neutroni in un reattore di ricerca nucleare, facendo sì che gli atomi all'interno del materiale diventino temporaneamente radioattivi. Misurando l'energia specifica della radiazione emessa mentre questi atomi si assestano, gli scienziati sono riusciti a identificare esattamente quali elementi fossero presenti e in quali quantità. Questo metodo ha permesso loro di rilevare ventidue diversi elementi chimici, che vanno dai nutrienti comuni ai metalli delle terre rare, fornendo un'impronta chimica completa del rifiuto di ogni località.

I risultati hanno rivelato che la composizione dei rifiuti era tutt'altro che uniforme. Sebbene tutti i campioni contenessero elementi essenziali per la vita vegetale, come ferro, calcio e potassio, la miscela specifica variava significativamente a seconda della provenienza del materiale. Ad esempio, i campioni della città di Catalão si distinguevano per livelli notevolmente più elevati di calcio e potassio, nonché di diversi elementi delle terre rare, rispetto ai campioni delle altre tre città. Persino all'interno di una singola città, i rifiuti provenienti da diversi cumuli mostravano differenze distinte. Questa variabilità suggerisce che la composizione chimica dei rifiuti da costruzione riciclati è profondamente legata alla geologia locale e ai tipi specifici di edifici e materiali utilizzati in quella regione. I ricercatori hanno scoperto che il calcio e il ferro erano gli elementi più abbondanti nei campioni, con il calcio che raggiungeva quasi il cinque per cento in peso in alcune località e il ferro che raggiungeva quasi il sei per cento, mentre i livelli di potassio fluttuavano ampiamente tra i diversi siti.

La sicurezza era una preoccupazione primaria, poiché l'applicazione di rifiuti ai terreni agricoli richiede la garanzia che le sostanze tossiche non contaminino la catena alimentare. Lo studio ha controllato la presenza di metalli pesanti e altri elementi nocivi regolamentati dalla legge brasiliana, come arsenico e cadmio. L'analisi ha mostrato che i livelli di questi elementi tossici erano ben al di sotto dei limiti legali, indicando che il materiale è sicuro dal punto di vista della tossicità. Tuttavia, lo studio ha anche evidenziato un ostacolo significativo per l'uso diffuso. Per essere ufficialmente classificato come rimineralizzatore del suolo, il materiale deve soddisfare specifiche soglie minime per la quantità totale di nutrienti vegetali che fornisce. Mentre i rifiuti di Catalão soddisfacevano questi requisiti, i campioni delle altre tre città non vi riuscivano, in particolare per quanto riguarda il loro contenuto combinato di ossidi di calcio e potassio. Ciò significa che, sebbene il materiale sia sicuro, non è automaticamente un fertilizzante; la sua efficacia dipende interamente dalla sua specifica ricetta chimica.

I ricercatori hanno concluso che i rifiuti da costruzione riciclati rappresentano una vera promessa come strumento per rigenerare i suoli degradati, ma non possono essere trattati come un prodotto unico e uniforme. La diversità chimica riscontrata nelle quattro città dimostra che un lotto di macerie da una località potrebbe essere un eccellente ammendante per il suolo, mentre un lotto proveniente da poche miglia di distanza potrebbe non contenere abbastanza nutrienti per essere utile. Questa scoperta sottolinea la necessità di test accurati e di una selezione attenta prima che tali materiali vengano applicati ai terreni agricoli. Piuttosto che una soluzione universale, lo studio suggerisce che il futuro dell'uso dei rifiuti da costruzione in agricoltura risieda nella comprensione della firma chimica unica di ogni fornitura locale. Accoppiando il giusto tipo di materiale riciclato al giusto suolo, potrebbe essere possibile chiudere il ciclo dei rifiuti urbani e, contemporaneamente, guarire la terra che ci nutre.