Asfalto senza più buche grazie agli scarti della canna da zucchero

In Brasile una miscela sperimentale sostituisce il 5% del filler minerale e migliora stabilità, resilienza e resistenza alle deformazioni

Gli automobilisti italiani conoscono bene il problema delle buche stradali. In alcuni tratti, specialmente urbani, i cedimenti sono talmente numerosi da esser impossibile scansarli tutti. Ogni buca rappresenta un rischio per chi guida, soprattutto per chi viaggia in moto o in scooter, e un costo vivo che ricade sulle casse delle amministrazioni pubbliche e, indirettamente, sugli stessi cittadini. Una possibile risposta arriva dal Brasile, dove un gruppo di ricercatori della State University of Maringá, nello Stato del Paraná, ha sperimentato una miscela stradale in cui una parte del filler minerale, la frazione più fine degli aggregati dell’asfalto, viene sostituita con cenere di bagassa di canna da zucchero. Lo studio, pubblicato sulle pagine di Scientific Reports, ha testato questa soluzione anche su un tratto della BR-158, tra Campo Mourão e Maringá. L’obiettivo è rendere le pavimentazioni più resistenti e, allo stesso tempo, ridurre il ricorso a materiali estratti dalle cave, valorizzando uno scarto già disponibile nella filiera dello zucchero.

Che cos’è la bagassa di canna da zucchero?

La bagassa è uno dei grandi sottoprodotti della filiera saccarifera. Dopo l’estrazione del succo, il materiale fibroso resta disponibile in grandi quantità e in molti impianti viene bruciato per produrre calore ed energia. Questa pratica aiuta gli zuccherifici a coprire parte del proprio fabbisogno energetico, poi lascia un residuo ulteriore, la cenere. La ricerca brasiliana prova a spostarla dentro una filiera diversa, quella delle infrastrutture, dove ogni tonnellata di materiale alternativo può ridurre la pressione sui minerali estratti.

Lo studio ricorda che il Brasile ha lavorato 548 milioni di tonnellate di canna da zucchero nella raccolta 2022-2023. Usando una stima prudente di 6,2 chili di cenere per tonnellata di canna, il potenziale supera i 3 milioni di tonnellate in una sola stagione brasiliana. Sono numeri lontani dalla realtà agricola italiana, però utili per comprendere il valore industriale dell’idea nei Paesi dove la canna da zucchero muove filiere enormi, dal Brasile all’India.

Perché la cenere rafforza l’asfalto?

La cenere di bagassa, indicata nello studio con la sigla SCBA, ha caratteristiche fisiche diverse dal filler minerale convenzionale. Le sue particelle risultano più piccole, irregolari, più ruvide e con una morfologia capace di aumentare il contatto tra gli aggregati. In una miscela stradale questi dettagli contano molto. L’asfalto è formato da aggregati, legante bituminoso e frazioni fini che riempiono gli spazi, influenzano la compattezza e contribuiscono al comportamento sotto carico. Una particella più spigolosa può aumentare l’attrito interno. Una superficie più ruvida può migliorare l’interazione con il legante.

Gli autori hanno usato come riferimento una miscela gap graded con asfalto gommato, già orientata alle strade sottoposte a traffico intenso. Dentro questa ricetta hanno inserito la cenere al posto di una parte del filler. La scelta del 5% deriva dai limiti granulometrici della miscela e dal confronto con studi precedenti su residui simili. Il punto tecnico riguarda l’equilibrio. Una quota calibrata può migliorare la risposta meccanica e mantenere i parametri richiesti dalle norme di progetto.

Quanto resiste l’asfalto con scarti di canna?

I risultati del confronto con la miscela tradizionale sono molto chiari. La stabilità Marshall è aumentata del 40%, un dato importante perché misura la capacità della miscela di sostenere carichi prima della rottura. La resistenza alla trazione indiretta è cresciuta del 22%, segnale utile per valutare la risposta alla fessurazione. Il modulo di resilienza rilevato sui campioni di campo è salito del 18%, passando da 3.478 a 4.088 MPa. Il Flow Number, usato per stimare la resistenza alle deformazioni permanenti sotto carichi ripetuti, ha registrato un incremento del 73%, da 9.681 a 16.707.

Anche i test sulla deformazione confermano il miglioramento. Nel creep dinamico, entro 10.000 cicli, la miscela modificata ha mostrato un tasso di deformazione permanente più basso del 28%. Nel simulatore Hamburg Wheel Tracking Device, che riproduce il passaggio ripetuto di una ruota in condizioni severe, la deformazione dopo 20.000 cicli è scesa da 3,6 a 3,2 millimetri, con una riduzione dell’11%. Gli autori sintetizzano il risultato parlando di “technical feasibility both in laboratory and field settings”, cioè fattibilità tecnica sia in laboratorio sia in campo.

Dove è stata provata la nuova miscela stradale?

Il passaggio decisivo riguarda la prova su strada. Molti materiali alternativi sembrano promettenti su campioni controllati, poi devono misurarsi con pioggia, caldo, carichi pesanti, usura e traffico. In questo caso la miscela è stata applicata su un tratto sperimentale della BR-158, tra Campo Mourão e Maringá, nello Stato del Paraná. Il segmento pilota misurava 120 metri nella corsia dei veicoli pesanti. I primi 60 metri hanno ricevuto la miscela con cenere di bagassa, gli altri 60 metri la miscela standard usata dal concessionario. Questa impostazione consente un confronto nello stesso contesto operativo.

Il traffico del tratto rende la prova significativa. Lo studio indica circa 3.000 veicoli leggeri e 850 mezzi pesanti per direzione ogni giorno. La corsia scelta, quella dei camion, sottopone il materiale allo stress più interessante per valutare i solchi provocati dal traffico pesante, le deformazioni permanenti e la risposta del manto nel tempo. I ricercatori hanno prelevato campioni direttamente dalla pavimentazione e hanno eseguito prove su modulo di resilienza, Flow Number e deformazione permanente con simulatore di traffico. Il confronto ha mostrato prestazioni migliori per la miscela modificata, dentro una fase ancora sperimentale.

Quali benefici può avere per l’ambiente?

Il vantaggio ambientale potenziale nasce da una logica semplice. Un residuo già prodotto da una filiera agricolo-industriale entra in un impiego ad alto volume, mentre una parte del filler minerale tradizionale viene risparmiata. La pavimentazione stradale usa quantità enormi di aggregati, polveri minerali e leganti. Anche una sostituzione limitata può diventare significativa quando viene applicata su scala ampia. Il beneficio riguarda due fronti, la valorizzazione dello scarto e la minore pressione su cave, trasporti e depositi minerali.

Per i Comuni e gli enti stradali la questione economica non è secondaria. Una strada che si deforma meno richiede interventi più distanziati, riduce le chiusure, abbassa il costo del ciclo di vita e migliora la sicurezza. La ricerca indica che l’uso della cenere può contribuire anche a ridurre il costo di produzione delle miscele, perché limita il ricorso a materiale estratto. La prospettiva andrà naturalmente verificata, nel tempo, con bilanci industriali completi.

Gli elementi più utili:

• Materiale: cenere di bagassa, residuo della lavorazione della canna da zucchero.
• Quota: 5% del totale degli aggregati minerali.
• Prova reale: BR-158, in Brasile, su una corsia per mezzi pesanti.
• Prestazioni: più stabilità, più resilienza, minore deformazione.
• Beneficio ambientale: riuso di uno scarto e minore prelievo da cave.
• Fase attuale: sperimentazione da seguire con monitoraggi più lunghi.

Può funzionare anche sulle strade italiane?

In Italia la filiera della canna da zucchero ha un peso marginale rispetto a Brasile e India, quindi l’idea del riutilizzo dello scarto non rappresenta una soluzione applicabile. Il nostro Paese difficilmente potrebbe basare una strategia stradale su questo specifico residuo. Il valore della ricerca riguarda soprattutto il metodo. Gli scarti agricoli e industriali possono diventare componenti tecnici per infrastrutture più circolari, a patto che abbiano caratteristiche misurabili, disponibilità stabile, sicurezza ambientale e compatibilità con le norme.

È pronta per essere usata su larga scala?

L’asfalto con cenere di bagassa presenta risultati incoraggianti, però una strada si giudica su anni di servizio. La vita reale di una pavimentazione include piogge intense, irraggiamento solare, sbalzi termici, traffico pesante, carichi fuori limite, drenaggio, qualità del sottofondo e manutenzione. Ogni materiale alternativo deve dimostrare durata, sicurezza, stabilità, compatibilità ambientale e convenienza lungo l’intero ciclo di vita. Il test brasiliano apre una strada credibile perché parte da un residuo abbondante, lo usa in una quota contenuta e misura parametri concreti.

Per ora, quindi, l’“asfalto di zucchero” resta una definizione efficace per raccontare una sperimentazione seria. Dietro l’immagine curiosa c’è un tema molto concreto. Le strade del futuro dovranno durare di più, pesare meno sull’ambiente e costare meno nel tempo.

A cura di Roberto Zonca

Fonte:
Scientific Reports

Roberto Zonca

Roberto Zonca è giornalista professionista, attivo nell’informazione digitale dal 2000. Ha lavorato per oltre venticinque anni nella redazione di Tiscali News, testata considerata tra le esperienze storiche del giornalismo online italiano, nata nella stagione pionieristica del web e cresciuta insieme alla trasformazione digitale del Paese. Oggi dirige GiornaleTecnologico.net.