Sargassum-based particleboards for sustainable construction: Performance of pelagic and benthic biomass combined with agro-industrial residues

Ogni anno, enormi quantità di alghe brune si riversano sulle spiagge in tutto il Mar dei Caraibi, in Messico e in Brasile. Questa alga, nota come sargassum, è una parte naturale dell'oceano, ma il cambiamento climatico e l'inquinamento hanno causato il suo arrivo in quantità travolgenti. Mentre i cumuli marciscono sulla sabbia, rilasciano gas tossici che danneggiano gli ecosistemi locali, interrompono il turismo e minacciano la salute pubblica. Allo stesso tempo, le industrie mondiali del mobile e dell'edilizia dipendono pesantemente dall'abbattimento degli alberi per produrre pannelli di legno per armadietti, scaffali e pareti. Questi due problemi — troppa alghe in decomposizione e troppi alberi abbattuti — sembrano slegati, eppure entrambi riguardano un eccesso di materiale organico che necessita di un nuovo scopo. Gli scienziati stanno guardando sempre più spesso a modi per trasformare questi flussi di rifiuti in prodotti utili, un concetto noto come economia circolare, dove i materiali vengono riutilizzati invece di essere scartati. La sfida consiste nel trovare un modo per legare questi materiali umidi, fibrosi e spesso salini in qualcosa di abbastanza resistente da essere utilizzato in edifici o case.

Un team di ricercatori provenienti dal Brasile e dal Canada si è posto l'obiettivo di testare se questo sargassum in decomposizione potesse essere trasformato in un materiale edilizio. Si sono concentrati sulla creazione di pannelli truciolari, ovvero fogli piatti realizzati comprimendo piccoli pezzi di legno o fibre vegetali insieme a una colla. Il team ha raccolto due diversi tipi di sargassum: uno che galleggia nell'oceano aperto e arriva a riva in enormi tappeti, e un altro che cresce sul fondale marino vicino alla costa. Per aiutare a tenere insieme questi pezzi di alga, li hanno mescolati con due comuni scarti agricoli: la bagassa di canna da zucchero, la polpa fibrosa rimasta dopo la frangitura della canna, e fibre di cocco. Hanno utilizzato una speciale colla fatta di olio di ricino, un adesivo di origine vegetale meno tossico delle colle a base di petrolio solitamente usate nelle fabbriche. L'obiettivo era vedere se queste miscele potessero formare pannelli solidi che rispettassero gli standard di sicurezza e resistenza richiesti per mobili e pareti interne.

I ricercatori hanno creato quattro diversi tipi di pannelli per confrontare come gli ingredienti lavorassero insieme. Alcuni pannelli utilizzavano la bagassa di canna da zucchero per gli strati esterni e l'alga per il centro, mentre altri utilizzavano fibre di cocco all'esterno con l'alga all'interno. Hanno pressato queste miscele in tavole grandi circa quanto un tagliere e le hanno testate rigorosamente. I test misuravano quanto i pannelli si gonfiasero quando immersi in acqua, quanto peso potessero sostenere prima di rompersi e quanto bene gli strati si attaccassero tra loro. I risultati hanno mostrato una chiara differenza tra i due partner agricoli. I pannelli realizzati con bagassa di canna da zucchero hanno performato molto bene, soddisfacendo i severi requisiti per l'uso non strutturale in ambienti asciutti, come partizioni per uffici o mobili. Questi pannelli erano resistenti, mantenevano la forma e non assorbivano troppa acqua.

Al contrario, i pannelli realizzati con fibre di guscio di cocco non sono stati altrettanto efficaci. Sebbene avessero soddisfatto i minimi standard di sicurezza per l'adesione, assorbivano significativamente più acqua e si gonfiavano di più rispetto alle versioni con canna da zucchero. Quando i ricercatori hanno osservato i pannoli sotto un potente microscopio, hanno capito il perché. Le particelle di canna da zucchero si compattavano strettamente, creando una struttura densa e solida. Le fibre di cocco, invece, erano più lunghe e sottili, lasciando spazi vuoti e intercapedini all'interno del pannello che permettevano all'acqua di infiltrarsi facilmente. Questa differenza nel modo in cui le particelle si incastravano si è rivelata più importante del tipo di alga utilizzata. Che l'alga provenisse dall'oceano aperto o dal fondale marino faceva poca differenza alla resistenza finale del pannello, purché fosse mischiata con il giusto partner agricolo.

Lo studio ha anche misurato quanto bene questi nuovi pannelli potessero isolare il calore, una caratteristica chiave per l'isolamento. I pannelli realizzati con canna da zucchero e alga conducevano il calore a un ritmo simile ai prodotti in legno standard utilizzati nell'edilizia, suggerendo che potessero aiutare a mantenere gli edifici caldi o freschi. I ricercatori hanno concluso che, sebbene l'alga da sola sia troppo debole e assorba troppa acqua per essere usata come elemento costruttivo principale, funziona molto bene come materiale di riempimento quando combinata con la bagassa di canna da zucchero e una colla vegetale. Questo approccio offre un modo pratico per trasformare un crescente fastidio ambientale in una risorsa preziosa. Utilizzando l'alga che altrimenti marcirebbe sulla spiaggia, le comunità possono ridurre i gas tossici rilasciati durante la decomposizione, creando contemporaneamente un'alternativa sostenibile ai prodotti in legno, trasformando un problema costiero in una soluzione per l'industria delle costruzioni.