Due pilastri delle costruzioni, mattoni e cemento, si rinnovano per contribuire alla transizione sostenibile dell’edilizia.
I mattoni e il cemento sono assoluti protagonisti dell’edilizia occidentale dell’ultimo secolo. Sulla strada della transizione energetica del settore, devono anch’essi rinnovarsi per rimanere al passo con i nuovi requisiti richiesti in chiave sostenibile. Ecco perché sono già all’opera in diverse città mattoni solari e cemento mangia-smog, che migliorano la qualità dell’aria e contribuiscono alla riduzione di emissioni di gas serra in ottica sostenibile.
Pavimentazioni fotovoltaiche a base di mattoni
Le pavimentazioni fotovoltaiche, chiamate anche “mattoni solari”, sono una tecnologia innovativa che unisce la funzione strutturale delle superfici calpestabili – come marciapiedi, strade o piazze – alla capacità di produrre energia elettrica grazie al sole. In pratica, si tratta di elementi da pavimentazione, esteticamente simili a normali piastrelle o blocchetti, ma al loro interno nascondono celle fotovoltaiche, cioè dispositivi in grado di convertire la luce solare in elettricità.
Il principio di funzionamento è simile a quello dei pannelli solari tradizionali: quando i raggi del sole colpiscono le celle fotovoltaiche contenute nei mattoni, l’energia luminosa viene trasformata in corrente elettrica continua. Questa corrente può poi essere utilizzata direttamente, accumulata in batterie o immessa nella rete elettrica, proprio come avviene con un impianto solare classico. La differenza sta nel fatto che, invece di essere montate sui tetti o su strutture dedicate, le celle sono integrate nel suolo calpestabile.
Per rendere questi elementi abbastanza robusti da sopportare il peso del passaggio pedonale o veicolare, vengono protetti da uno strato superiore in materiali trasparenti ma estremamente resistenti, come il vetro temperato o speciali polimeri. Questo strato lascia passare la luce solare, ma protegge le celle da urti, intemperie e usura.
Le pavimentazioni fotovoltaiche trovano applicazione soprattutto in contesti urbani o spazi pubblici dove è difficile installare pannelli tradizionali. Possono alimentare l’illuminazione stradale, semafori, punti di ricarica per bici o auto elettriche, o contribuire all’energia generale di un edificio vicino. Alcuni progetti più ambiziosi hanno anche sperimentato tratti di strade veicolari completamente solari, anche se con risultati ancora in fase di valutazione per via dei costi e della durata nel tempo.
Insomma, i mattoni solari rappresentano una soluzione creativa per sfruttare superfici normalmente passive e trasformarle in piccoli impianti di produzione energetica, con l’obiettivo di rendere le città più sostenibili e intelligenti.
Il cemento che mangia lo smog
Il cemento fotocatalitico, noto anche come cemento mangia-smog, è un materiale da costruzione innovativo e sostenibile che contiene biossido di titanio (TiO₂), una sostanza con proprietà fotocatalitiche. Questo cemento è progettato per abbattere gli inquinanti atmosferici (come gli ossidi di azoto – NOx, composti organici volatili – COV, e altre sostanze nocive) grazie a un processo simile alla fotosintesi attivata dalla luce solare.
Il principio di funzionamento si basa sulla fotocatalisi, un processo chimico attivato dalla luce, soprattutto quella ultravioletta (UV). Quando la luce UV colpisce il cemento contenente TiO₂, gli elettroni nella struttura del TiO₂ si eccitano, creando coppie elettrone-lacuna (e⁻/h⁺). Questi elettroni e lacune reagiscono con l’acqua e l’ossigeno presenti nell’aria, formando radicali ossidanti, che a loro volta reagiscono con gli inquinanti atmosferici (ossidi di azoto, COV, benzene, particolato, ecc.), trasformandoli in composti meno nocivi. Gli ossidi di azoto, ad esempio, diventano nitrati, che possono essere poi dilavati dalla pioggia.
Il cemento fotocatalitico può quindi essere utilizzato in marciapiedi e pavimentazioni stradali, facciate di edifici (intonaci, piastrelle, calcestruzzo), tunnel, gallerie urbane e barriere antirumore.
Questo tipo di cemento riduce l’NOx fino al 40-80% in condizioni ideali, migliorando così la qualità dell’aria urbana. Ha anche il vantaggio di autopulirsi, grazie alla capacità del TiO₂ di ridurre l’adesione dello sporco. L’effetto è però più significativo in zone con traffico elevato o inquinamento localizzato e l’efficacia dipende fortemente dalla luce solare (UV): in ambienti poco illuminati, l’effetto è minimo. Inoltre, il costo è più alto rispetto al cemento tradizionale. Infine, serve un adeguato drenaggio per smaltire i sottoprodotti (nitrati).
