La strada per la sostenibilità: il grafene e la plastica

The following work concerns the most disruptive innovations about materials used in paving and the benefits related to them. The two innovations discussed are the non-recyclable plastic and the graphene additives for asphalt. The road construction sector is known to be traditionally resource intensive, so it is time for it to adapt to technological innovation in order to achieve better environmental and economic performances, and to achieve the ambitious aims of the European Green New Deal and the Sustainable Development Goals. The road construction must follow the concept of green economy, which aims to achieve economic growth, social equity and well-being at the same time, reducing environmental risks and ecological scarcity. New materials, such as non-recyclable plastic wastes and graphene, can replace part of the bitumen used according to circular economy. The benefits obtained take into account environmental sustainability, but always remembering that first of all a road must be safe and performant, since the risk of a sub-performance level can be dangerous for human life. Innovative relevance is attributed to the use of non-recyclable plastic wastes, since a threefold of advantages is obtained: the reduction of waste destined to landfill or the incinerator, the construction of a better performing and green pavement and the reduced exploitation of natural resources as oil. Graphene is considered a disruptive innovation too, because it is a material which has recently been studied a lot, and which allows to construct resistant and infinitely recyclable roads, that is the main point of circular economy. These kinds of innovations, which are protected by patents because of their great potential for change and innovation and the for the competition in research activity worldwide, originate because of the need to entrust a second life to plastic waste and to build more resistant and environmentally sustainable roads. In fact, paved road constitutes the most used mean of transport all over the world, both for goods and passengers, and heavier transport requires better performances in order not to need maintenance too often, which is really expensive environmentally and economically. Since these innovations are protected by patents, their use leads to an increase in short term costs, an increase which is also due to the adaptation of the production plants. However, technologies capable of improving the characteristics of the asphalt, and therefore of reducing the maintenance need, allow in the long term to cover short term costs as well as to earn environmental benefits.

L'elaborato si sviluppa analizzando le innovazioni più dirompenti riguardanti i materiali utilizzati nel settore del conglomerato bituminoso (asfalto) ed i benefici che queste possono apportare sia a livello economico che ambientale. Le due innovazioni a cui si fa riferimento sono l'utilizzo di rifiuti in plastica non riciclabile e del grafene come additivi per l'asfalto. Si ritiene che il settore dell'edilizia stradale, tradizionalmente resource intensive, debba adattarsi all'innovazione tecnologica e raggiungere livelli di performance ambientale ed economica migliori, al fine di adattarsi all'ambizioso obiettivo voluto dal Green New Deal europeo e dai Sustainable Development Goals a livello universale. L'innovazione nel settore dei conglomerati bituminosi deve adattarsi al concetto di green economy, che mira ad ottenere nello stesso tempo crescita economica e miglioramento del benessere e dell'equità sociale, attraverso una riduzione significativa dei rischi ambientali e delle scarsità ecologiche. Il ricorso a nuovi materiali, come la plastica non riciclabile ed il grafene, consente di sostituire parte del bitume utilizzato, rientrando nella sfera della circular economy. Il beneficio che viene ricercato non tiene conto unicamente della sostenibilità ambientale, ma anche e soprattutto delle performance e della sicurezza. La strada infatti non può mai escludere un livello di sicurezza minimo nelle prestazioni, poiché il rischio di una sub-performance diventa pericoloso per la vita umana. Particolare rilevanza innovativa è ricoperta dalla plastica non riciclabile, poiché si ottiene un triplice vantaggio: si riduce il quantitativo di rifiuto destinato alla discarica o al termovalorizzatore, si crea un manto stradale più performante e green grazie al ricorso alla circular economy, e si ricorre ad un minore sfruttamento di risorse naturali come il petrolio. Grande innovazione deriva anche dall'utilizzo del grafene, un materiale che ultimamente ha attirato molta attenzione per le sue ottime proprietà, e che permette la costruzione di strade resistenti e riciclabili all'infinito, permettendo di interpretare al massimo il concetto di circular economy. Le innovazioni nel settore, protette da brevetti proprio per il loro grande potenziale di cambiamento, di modernizzazione e per la elevata competizione mondiale nella ricerca, derivano da esigenze quali la necessità di affidare una seconda vita ai rifiuti e agli scarti, che sono prodotti in quantità incontrollata, e dalla necessità di costruire strade più resistenti e sostenibili dal punto di vista ambientale. Infatti, la strada asfaltata continua ad essere il mezzo di trasporto maggiormente utilizzato in ogni parte del mondo, sia per le merci sia per gli spostamenti umani, ed una maggiore utenza richiede una migliore performance per non dover ricorrere troppo sovente a manutenzioni costose dal punto di vista ambientale e economico. Il fatto che queste innovazioni siano protette da brevetto determina un aumento di costi nel breve periodo, anche per eventuali adattamenti degli impianti produttivi. Tuttavia, tecnologie capaci di migliorare le caratteristiche del conglomerato bituminoso, e quindi di ridurne la necessità di manutenzioni, permettono nel lungo periodo di rientrare dei costi economici oltre che di guadagnare in quanto a benefici ambientali.