Valorificarea in constructii a subproduselor/deseurilor agroindustriale naturale. Abordari si cercetari stiintifice la nivelul Sucursalei INCERC Bucuresti

Cercetarea si inovarea sunt esentiale pentru o economie moderna si de succes si se afla in centrul politicilor Comisiei Europene de stimulare a locurilor de munca, a cresterii economice si a investitiilor. Propunerea Comisiei Europene pentru urmatorul program de cercetare si inovare HORIZON EUROPE (2021-2027) are ca punct de pornire nevoia unei agende de cercetare-inovare reinnoite, pentru asigurarea investitiilor esentiale si stimularea investitiilor private, cu realizarea unui regulament-cadru adecvat pentru inovare.

In sensul prevederilor cuprinse in Legea nr. 17 din 6 ianuarie 2023 pentru aprobarea Ordonantei de urgenta a Guvernului nr. 92/2021 privind regimul deseurilor, articolele 5 si 6, privind definirea subprodusului, respectiv incetarea statutului de deseu, rezulta ca, atat la nivelul Uniunii Europene cat si la nivel national, noile abordari ale celor doua notiuni pot aduce o serie de avantaje, ca de exemplu:

• sprijinirea sectorului economic prin utilizarea materiilor prime secundare de calitate superioara, aplicarea legislatiei privind materialele care au incetat a mai fi considerate deseuri putand conduce la o crestere a cererii, implicit a ponderii materialelor reciclabile;
• cresterea nivelului de incredere al utilizatorilor privind standardele de calitate ale deseurilor devenite materii prime, fiind astfel incurajata valorificarea superioara a produselor secundare.

 Considerand valorificarea subproduselor/deseurilor ca fiind procesul lor de transformare in noi materiale/ produse utile, se constata ca, desi in deceniile trecute a existat un concept de gestionare a acestui tip de materiale, in prezent, el a revenit in atentia societatii intr-o forma relativ noua. Urmare a unui cumul de factori, dintre care epuizarea rapida a resurselor naturale, cresterea cantitatilor de deseuri depozitate pe suprafete tot mai mari, extinderea influentelor negative asupra poluarii mediului inconjurator, cu impact asupra sanatatii oamenilor, s-a creat un context nou, care a impus necesitatea elaborarii de protocoale mai eficiente pentru gestionarea subproduselor/ deseurilor.

In spatiul international, in special in cel al Uniunii Europene, preocuparile pe aceasta directie au fost si sunt in continuare intense. In prezent, problematica gestionarii si a valorificarii superioare a subproduselor/ deseurilor a reintrat in actualitate si la nivel national prin conceptul de dezvoltare eco-durabila si sustenabila, forma de integrare a elementelor naturale, traditionale, ecologice si durabile in intreaga infrastructura materiala care sustine activitatea si viata umana. Intr-o anumita masura, Romania a neglijat in ultimul timp asemenea aspecte, desi detine un patrimoniu reprezentativ de experienta, practici si tehnici traditionale de construire durabila, precum si un fond construit „sanatos”, mostenit din perioada antebelica si chiar postbelica, in spatiul rural.

Este cunoscut faptul ca, urmare a fabricarii, transportului, utilizarii si a duratei lungi de exploatare a materialelor specifice, sectorul constructiilor este unul dintre factorii cu un impact deosebit fata de starea de sanatate a omului si a mediului. Pentru a diminua aceasta problema, au fost studiate si implementate diverse strategii, cum ar fi utilizarea materialelor ecologice, a materialelor locale, dezvoltarea de noi tehnologii de construire dar in special incurajarea practicilor de economie circulara. Comparativ cu economiile traditionale „liniare”, in care produsele sunt fabricate, folosite si apoi aruncate – chiar daca, punctual, unele materiale sunt reciclate, economia circulara implica, in scheme de diferite complexitati, reducerea deseurilor la minimum, reutilizarea, repararea, refacerea si reciclarea materialelor si a produselor la finalul utilizarii.

La nivel mondial, numeroase tipuri de subproduse agroindustriale sunt generate de agricultura si de industriile prelucratoare aferente, cum ar fi industria alimentara sau cea textila, iar integrarea acestor materiale in economia circulara necesita inca studii si cercetari experimentale (Yaashikaa et al., 2022; Cintura et al., 2021). Utilizarea subproduselor agroindustriale naturale in produsele de constructii poate genera avantaje importante, comparativ cu utilizarea materialelor traditionale, avantaje dintre care merita mentionate: un impact redus asupra mediului, cerere mai mica de energie, costuri reduse, disponibilitate pe scara larga si proprietati bune de izolare (Yaashikaa et al., 2022; Rojas et al., 2019; Sanjay et al., 2018). Cercetatorii acorda in prezent o atentie semnificativa studiului materialelor, in scopul minimizarii costului materiilor prime si imbunatatirii calitatii produsului, obiective care pot fi atinse prin valorificarea subproduselor din agricultura si industrie (DIRISU et al., 2022). Intr-un asemenea context, a devenit esential ca si industria constructiilor sa se orienteze catre o abordare mai ecologica a proiectarii si realizarii fondului construit.

Pe plan national, Strategia Nationala de Cercetare, Inovare si Specializare Inteligenta (SNCISI) 2022-2027 sustine excelenta in cercetare, astfel incat stiinta si inovarea sa reprezinte modele de succes pentru dezvoltarea sustenabila a Romaniei, precizandu-se ca cercetarea constituie baza dezvoltarii prin inovare, prin asigurarea transferului tehnologic. SNCISI, puternic corelata cu Strategia Nationala pentru Dezvoltare Durabila a Romaniei 2030, este in concordanta cu legislatia nationala in vigoare pentru cercetare stiintifica, dezvoltare tehnologica si inovare, raspunde prioritatilor generale ale Guvernului, conditiei favorizante Buna guvernanta a strategiei nationale sau regionale de specializare inteligenta si prevederilor din PNRR. Totodata, Strategia asigura complementaritate si sinergii cu obiectivele Spatiului European de Cercetare pentru crearea unei piete europene comune pentru cercetare, inovare si tehnologie (https://www.mcid.gov.ro).

Si la nivel national este necesara o crestere continua a gradului de cunoastere si utilizare a subproduselor agroindustriale naturale, de origine vegetala si/sau animala, in vederea valorificarii lor in domeniul constructiilor. Este de dorit sa devina un element de normalitate ca atat producatorii cat si potentialii utilizatori sa caute si sa analizeze repere privind caracteristicile produselor care pot fi/sunt obtinute prin utilizarea subproduselor agroindustriale naturale. Astfel, ei pot evalua, in deplina cunostinta de cauza, caracteristicile si beneficiile obtinerii si utilizarii in constructii a produselor rezultate prin integrarea acestor eco-materiale, prin comparatie cu materialele traditionale, obtinute prin tehnologii energofage si poluante.

In ultimele doua decenii, in cadrul INCD URBAN-INCERC – Sucursala INCERC Bucuresti au fost derulate activitati tot mai variate de cercetare teoretica si experimentala, precum si de diseminare in diferite manifestari stiintifice in domeniu a rezultatelor obtinute cu privire la valorificarea in constructii a deseurilor naturale de origine vegetala si animala si a subproduselor agroindustriale naturale.

Pe de o parte, sunt de subliniat rezultatele bune si foarte bune obtinute la incercarile de laborator efectuate la nivelul Sucursalei INCERC Bucuresti in cadrul activitatii de elaborare de Agremente Tehnice pentru diferite materiale de constructii cu adaos din deseuri naturale vegetale, contribuind pe aceasta cale in mod concret la integrarea produselor respective in circuitul pietei romanesti de materiale de constructii. Consultand si analizand rezultatele experimentale ale testelor de laborator aferente Agrementelor Tehnice elaborate, factorii interesati – producatori, titulari de agrement, utilizatori – pot avea acces la caracteristicile specifice ale noilor materiale de acest tip destinate utilizarii in constructii si pot decide in mod obiectiv aspectele tehnico-economice care sustin produsele respective in fata produselor traditionale cu utilizare similara.

Pe de alta parte, la nivelul Sucursalei INCERC Bucuresti, valorificarea in constructii a subproduselor agroindustriale naturale reprezinta una dintre directiile abordate si dezvoltate cu predilectie in cadrul proiectelor de cercetare stiintifica.

Un exemplu in acest sens il constituie studiile experimentale complexe derulate in perioada 2017–2018 in cadrul proiectului Cercetari privind dezvoltarea capacitatii de transfer si comercializare a rezultatelor din cercetare privind valorificarea integrata a resursei naturale de lana. Strategie privind aplicabilitatea produselor eco-inovative pe baza de lana de oaie in domeniul constructiilor, parte integranta din Planul Sectorial de cercetare-dezvoltare al Ministerului Cercetarii si Inovarii, INCD URBAN-INCERC participand in calitate de coordonator de proiect, intr-un consortiu format din ICTCM – Institutul de Cercetare si Proiectare Tehnologica pentru Constructii Masini SA Romania, INCDTP – Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Textile si Pielarie Bucuresti, CIT-IRECSON – Centrul de Informare Tehnologica, MINET SA, ICDCOC Palas – Institutul de Cercetare-Dezvoltare pentru Cresterea Ovinelor si Caprinelor Palas si ICCF – Institutul National de Cercetare-Dezvoltare Chimico-Farmaceutica.

Considerand ca resursa naturala lana provenita de la rasele indigene de oi – doar fibre din sorturi grosiere, cu randamente si eficiente economice de prelucrare inferioare sorturilor de lana fina si semifina – s-a urmarit obtinerea de materiale/produse eco-inovatoare prin integrarea acestei categorii de lana, pentru valorificarea sa in diverse alte domenii, cu prioritate in constructii, cu efecte benefice asupra sanatatii populatiei, respectiv eliminarea acestui deseu cu impact asupra agriculturii si mediului. Este de precizat ca activitatile de cercetare experimentala efectuate in acest proiect de catre INCD URBAN-INCERC, prin sucursalele sale, au fost raportate si diseminate in conformitate cu cerintele fundamentale in constructii, prevazute prin Legea 10/1995 privind calitatea in constructii, republicata, cu modificarile si completarile ulterioare. In continuare sunt prezentate sintetic principalele categorii de studii experimentale realizate de catre cercetatorii Sucursalei INCERC Bucuresti in cadrul acestui proiect, tinand cont de urmatoarele cerinte fundamentale in constructii:

1) Rezistenta mecanica si stabilitate. Au fost selectate tipuri si dozaje necesare configurarii amestecurilor alcatuite din pamant, fibre de lana, lianti si aditivi ecologici cu rol de stabilizator, confectionarea si conditionarea compozitiilor, efectuarea tipurilor de incercari necesare pentru evaluarea caracteristicilor de performanta specifice in concordanta cu domeniile de aplicare ale ingineriei geotehnice. Rezultatele obtinute au indicat aspecte favorabile utilizarii in acest domeniu a adaosului din deseu din lana de oaie, ca de exemplu: reducerea considerabila a potentialului de umflare pentru pamanturile cu umflari si contractii mari, cresterea modulului de deformatie edometric, influenta in prevenirea aparitiei fisurilor sau crapaturilor de contractie, imbunatatirea performantelor mecanice pentru amestecurile pe baza de pamant argilos ranforsate cu fibre de lana prin cresterea rezistentei la compresiune monoaxiala si a capacitatii portante, s.a. (fig. 1).

Fig. 1: Variatia presiunii de umflare obtinute pentru probele de argila in amestecuri cu 0.5% fibre de lana

2) Securitate la incendiu. In urma incercarilor de reactie la foc, s-a constatat ca un rol hotarator in determinarea aprinzabilitatii produselor din lana pentru constructii il are densitatea acestora: cu cat densitatea este mai mare, cu atat aprinzabilitatea este mai mica iar flacara este intretinuta pe o perioada scurta de timp sau chiar deloc. Dupa inlaturarea actiunii flacarii standard, focul nu se autointretine si se stinge (fig. 2).

Fig. 2: Comportare a unui produs pe baza de lana de oaie in timpul testului de determinare a aprinzabilitatii

Incercarile de laborator in urma carora s-a determinat puterea calorifica a produselor din lana pentru constructii au evidentiat faptul ca potentialul lor caloric (cuprins intre 20-22 MJ/kg) este mai redus fata de cel al lanii brute (24 MJ/kg).Din aceste considerente, se impune ca produsele din lana care se utilizeaza in domeniul constructiilor sa fie ignifugate sau casetate in materiale incombustibile, astfel incat sa nu vina in contact direct cu sursele de aprindere.

3) Igiena, sanatate si mediu inconjurator. A fost testata capacitatea produselor pe baza de lana de oaie de a absorbi formaldehida. Pe baza determinarilor specifice, s-a constatat ca, pentru un acelasi interval de timp, prezenta in incinta de testare a esantioanelor studiate, esantioane cu diferite densitati si grosimi, a condus la o scadere de cca. 50 % a concentratiei de formaldehida in aerul din incinta, in conditii de temperatura si umiditate comparabile cu situatia initiala (fig. 3).

Fig. 3: Variatia concentratiei de formaldehida in incinta de testare, in prezenta esantioanelor cu continut de lana

Produsele pe baza de lana, atat sub forma de saltele cat si sub forma de materiale netesute, sunt capabile sa absoarba dintr-un volum de aer cantitati semnificative de formaldehida in faza de vapori, nivelul de absorbtie fiind conditionat de stabilirea unui raport optim intre densitatea si grosimea la care sunt realizate produsele respective.

4) Protectie impotriva zgomotului. In vederea valorificarii eficiente in constructii a deseurilor de lana grosiera, din punct de vedere acustic, in cadrul proiectului s-au identificat si studiat in standurile specifice pentru Acustica Constructiilor urmatoarele tipuri de produse, cu potential maxim de utilizare in domeniu: produse fonoabsorbante – 4 produse tip rola material textil netesut, pentru care s-au determinat coeficientii de absorbtie acustica in camp difuz, α_s, in camera de reverberatie (fig. 4) si produse cu rol de imbunatatire a izolarii acustice la zgomot de impact – 3 structuri realizate cu produse tip rola din material textil intretesut, cu grosime de 0,5 cm, pentru care s-au determinat indicii de evaluare a izolarii acustice la zgomot de impact, L_{n, w} (C1) (fig. 5).

Fig. 4: Proba pe baza de lana expusa pentru testare in camera de reverberatie | Fig. 5: Proba pe baza de lana montata in standul de izolare la zgomot de impact

Produsele testate in cadrul proiectului au demonstrat proprietati acustice-fonoabsorbante si izolatoare la zgomot de impact deosebit de bune, fiind recomandate din punct de vedere acustic spre utilizare, la nivel national, la realizarea elementelor de constructie ale cladirilor.

5) Economie de energie si izolare termica. Pentru aceasta cerinta s-au efectuat:

• Determinari de conductivitate termica – peste 150 de teste pentru caracterizarea materialelor pe baza de deseu din lana grosiera, in domeniul 10°C ÷ 50°C, teste care au indicat conductivitati termice cuprinse intre 0,0310 W/m.K si 0,0444 W/m.K, valori influentate de grosimea si densitatea produselor precum si de existenta sau nu a unei tasari induse.
• Determinari privind rezistenta la compresiune – valorile reduse obtinute in toate cazurile analizate, intre 0,31 – 1,00 kPa, au indicat faptul ca, urmare a densitatii produselor, aplicarea acestora la exterior este posibila doar cu o protectie mecanica, de exemplu un panou rigid care sa le acopere.
• Optimizarea tehnico-economica a produsului termoizolator netesut, tinand cont de coeficientul de conductivitate termica s.a.

6) Utilizare sustenabila a resurselor naturale. Cercetari experimentale s-au derulat si in directia valorificarii resurselor naturale autohtone din lana de oaie prin realizarea de produse peliculogene eco-inovatoare, in fig. 6 fiind prezentate cateva etape in obtinerea de acoperiri cu rol de finisare, prin integrarea acestui tip de deseu.

Fig. 6: Etape in obtinerea de acoperiri cu rol de finisare prin integrarea deseurilor din lana de oaie: a) deseu din lana grosiera, cardata; b) lana prelucrata in vederea inglobarii in liant; c) amestec liant-deseu lana de oaie; d) acoperire cu rol de finisaj cu lana de oaie aplicat pe suport de gips-carton

Pentru calculul conductivitatii termice a acoperirilor obtinute s-a efectuat determinarea rezistentelor termice, prin metoda placii calde gardate, tehnica de masurare care furnizeaza rezultate cu un grad ridicat de acuratete. Analizand valorile obtinute pentru conductivitatea termica a acoperirilor inovatoare testate a rezultat ca, la grosimi medii totale de pana la 0,5 cm, foarte mici comparativ cu cele ale materialelor termoizolatoare traditionale utilizate in constructii, produsele au avut conductivitati de 0,0129 W/m.K si 0,0376 W/m.K. Considerand ca valoarea maxima a conductivitatii termice a unui produs cu proprietati termoizolatoare este de 0,1 W/m.K (conform normativului C107/0), a reiesit ca valorile obtinute sunt specifice unor produse cu caracteristici de izolare termica, datorita continutului lor in lana de oaie, sustinand posibilitatea valorificarii acestui deseu in constructii, si intr-o asemenea forma.

Un alt exemplu ce ilustreaza preocuparile relativ recente la nivelul Sucursalei INCERC Bucuresti cu privire la valorificarea in constructii a subproduselor agroindustriale naturale il constituie cercetarile teoretice si experimentale desfasurate in cadrul Proiectului-Nucleu PN 19 33 04 02 – Solutii sustenabile pentru asigurarea sanatatii si securitatii populatiei in conceptul inovarii deschise si a prezervarii mediului inconjurator, proiect derulat prin Programul-Nucleu CERCETARI PENTRU SOLUTII SUSTENABILE SI INTEGRATE ECOLOGIC IN DEZVOLTAREA SPATIALA SI SIGURANTA MEDIULUI CONSTRUIT, CU POTENTIAL AVANSAT DE INOVARE DESCHISA – ECOSMARTCONS, in perioada 2019-2022.

Intrucat in cadrul studiilor experimentale interdisciplinare din proiectul sectorial prezentat anterior au fost efectuate, cu rezultate incurajatoare, cercetari de pionierat la nivel national privind posibilitatea valorificarii deseurilor de lana grosiera prin obtinerea de produse cu rol de finisaje in constructii, intr-una dintre directiile de cercetare ale proiectului-nucleu s-a urmarit si realizat dezvoltarea unor tehnici de valorificare a deseurilor agricole si a subproduselor industriale in domeniul constructiilor sustenabile, in acest sens. Astfel, au fost proiectate si realizate serii de produse cu rol de finisare prin integrarea, sub forma de adaosuri unice sau mixte,in diferite proportii, a doua tipuri de deseuri naturale: de origine animala – lana de oaie de calitate inferioara – si de origine vegetala – coji de seminte de floarea-soarelui. Deseul vegetal ne-a fost furnizat, in patru fractiuni dimensionale distincte, de catre unul dintre producatorii autohtoni de uleiuri comestibile de floarea-soarelui. Realizate din materiale de tip compozit, produsele de finisare inovatoare obtinute au fost studiate in vederea determinarii potentialului lor de utilizare ca: finisaj, produse cu potential termoizolator, de protectie la actiunea factorilor agresivi de mediu, interiori si exteriori, precum si ca produs cu emisii scazute de compusi organici volatili, din punct de vedere al calitatii aerului interior din mediul construit.

Coroborand rezultatele experimentale obtinute, s-au constatat urmatoarele aspecte principale:

• Integrand diferite adaosuri din deseurile vegetale, animale sau mixte mentionate s-au obtinut acoperiri multistrat din materiale biocompozite cu caracteristici fizico-mecanice – grosime totala, aderenta la suprafata-suport, coeziune dintre straturi s.a.– specifice unui finisaj decorativ, aspectul acestuia fiind ilustrat exemplificativ in fig. 7;

Fig. 7: Aspectul acoperirilor inovatoare cu adaos vegetal din coji de seminte de floarea-soarelui (a) si b) – detaliu), respectiv cu adaos mixt din coji de seminte de floarea-soarelui si lana de oaie (c)

• Incercarile de laborator efectuate pentru determinarea proprietatilor termoizolatoare ale sistemelor obtinute au indicat faptul ca fiecare acoperire multistrat cu adaos vegetal a prezentat caracteristici specifice materialelor de protectie termica, desi grosimile de strat au fost mult mai mici (de ordinul milimetrilor) comparativ cu cele ale materialelor termoizolatoare traditionale (de ordinul centimetrilor);
• Studiul privind durabilitatea materialelor inovatoare de finisare/protectie cu adaosuri din deseuri agricole, prin expunere in situ, la actiunea agresivitatii ridicate a mediului atmosferic urban-industrial din Bucuresti, dar si in conditii accelerate de laborator, a concluzionat ca acoperirile inovatoare multistrat obtinute se incadreaza preponderent in grupa tencuielilor, continuand sa-si dezvolte gradual compactitatea structurii, astfel incat necesita un timp de intarire de cel putin 28 de zile, pana la atingerea nivelului maxim al aderentei la suprafata-suport;
• Finisajele multistrat cu deseuri vegetale si/sau animale obtinute in cadrul proiectului-nucleu mentionat ar putea fi recomandate spre a fi utilizate ca acoperire cu caracter multifunctional, avand rol de finisaj cu proprietati termoizolatoare si de protectie cu o buna durabilitate in medii interioare, iar la exterior ar putea fi utilizate in acele conditii de exploatare in care se regasesc solicitari de inghet dar fara contact direct cu precipitatiile naturale (de exemplu pe terase deschise acoperite, pasaje etc.);
• Deseurile naturale, de origine vegetala si animala, inglobate in produsele inovatoare obtinute si-au adus contributia pozitiva la modificarea parametrilor calitativi ai aerului interior, prin scaderea emisiilor de TVOC (Totalul de Compusi Organici Volatili), proprietate care a depins nu doar de cantitatile totale de deseuri adaugate ci si de tipul, cantitatea de liant, tipul deseului, dimensiunea si cantitatea fractiunilor vegetale din structura fiecarui produs realizat.

Cel mai recent exemplu privind preocuparile cercetatorilor Sucursalei INCERC Bucuresti pentru valorificarea in constructii a subproduselor agroindustriale naturale il constituie actualul Proiect-Nucleu PN 23 35 02 01 – Sinergii de inovare si digitalizare in conceperea de eco-materiale si produse multifunctionale pentru constructii sustenabile, cu impact asupra mediului si a economiei circulare, proiect aflat in derulare in cadrul Programului-Nucleu CERCETARI AVANSATE PRIVIND DEZVOLTAREA DE SOLUTII, MATERIALE COMPOZITE, TEHNOLOGII SI SERVICII ECO-INOVATIVE, IN CONCEPTUL ECONOMIEI CIRCULARE SI CRESTERII CALITATII VIETII, PENTRU O INFRASTRUCTURA DIGITALIZATA SUSTENABILA, INTR-UN MEDIU CONSTRUIT SI URBAN REZILIENT LA SCHIMBARI CLIMATICE SI DEZASTRE – ECODIGICONS.

Cresterea cererii globale de produse agroalimentare a condus la o intensificare a generarii de subproduse agroindustriale naturale. Totodata, a fost tot mai studiat si recunoscut potentialul acestor subproduse de a fi valorificate prin integrare in noi produse cu valoare adaugata, solutii durabile pentru gestionarea deseurilor si dezvoltarea economiei circulare. Specificitatea regionala a acestui tip de materiale naturale permite dezvoltarea de solutii pentru constructii durabile adaptate local, valorificand proprietatile unice si abundenta subproduselor aferente fiecarei zone. Utilizand astfel de materiale generate pe plan local, proiectele de constructii pot beneficia de un lant de aprovizionare mai scurt si mai rentabil, sprijinind economia regionala si reducand impactul de mediu asociat cu extragerea si transportul materiilor prime. In plus, la nivel local, contribuie la cultivarea unui sentiment de identitate culturala in cadrul comunitatii respective, intrucat tehnici si materiale traditionale pot fi integrate in practicile moderne de construire.

Obiectivul proiectului consta in dezvoltarea de produse inovatoare cu aplicabilitate in domeniul constructiilor sustenabile, pentru integrarea in obiectivele dezvoltarii durabile si economiei circulare romanesti. In cadrul acestui proiect urmeaza a fi elaborate recepturi pentru produse inovatoare de acoperire, pornind de la doua subproduse agroindustriale naturale: paleea (pleava) de orez, subprodus din industria alimentara, generat la obtinerea orezului, respectiv canepa, sub forma de fire si tulpini ramase nevalorificate din industria textila, tecile lemnoase de canepa fiind subproduse rezultate dupa utilizarea semintelor in sectorul medicinal, al produselor cosmetice, in sectorul alimentar sau ca furaje pentru animale. Fig. 8 prezinta aspectul subproduselor agroindustriale naturale enumerate.

Fig. 8: Aspect general al subproduselor agroindustriale naturale utilizate in cadrul cercetarilor actuale: a) palee de orez; b) fire de canepa; c) tulpini de canepa tocate

Selectarea celor doua categorii de subproduse s-a realizat tinand cont in principal de:

• Contextul international dar si de cel national, care incurajeaza studiul materialelor in scopul minimizarii costului materiilor prime si imbunatatirii calitatii produsului, obiective ce pot fi obtinute prin valorificarea subproduselor si deseurilor din agricultura si industrie;
• Posibilitatea de a contribui la o mai buna integrare a acestor materiale naturale in economia circulara romaneasca, in conditiile in care productia de canepa la nivel national a inregistrat un reviriment in ultimii ani, iar productia de orez a avut de asemenea un trend ascendent, dupa o scadere in anii 1990;
• Proprietatile specifice ale celor doua subproduse agroindustriale naturale – duritate si rezistenta mecanica pentru palee, comportare buna la foc, proprietati termo- si fonoizolatoare pentru firele de canepa si tulpina de canepa tocata – care constituie caracteristici notabile ce pot fi transferate materialelor de constructie in care subprodusele respective sunt integrate, aspecte sustinute prin studiile de cercetare experimentala realizate la nivel international;
• Beneficiile socio-economice ale integrarii si valorificarii subproduselor agroindustriale naturale/deseurilor vegetale, fiind de retinut, de exemplu: reducerea consumului de materii prime traditionale si conservarea resurselor naturale necesare proceselor de productie; eliminarea necesitatii de extragere a materiilor prime, economisind energie, conducand la reducerea poluarii mediului inconjurator prin diminuarea utilizarii materiilor prime traditionale; promovarea de noi procese industriale ce implica la randul lor oportunitati de dezvoltare de produse ecologice pentru constructii, fapt ce conduce la necesitatea dezvoltarii de companii noi si generarea de noi locuri de munca.

Si in cadrul acestui proiect, stabilirea recepturilor pentru produsele inovatoare de acoperire, prin integrarea celor doua categorii de subproduse agroindustriale naturale, va fi urmata de un program experimental multidisciplinar. Utilizand ampla infrastructura de cercetare-dezvoltare-inovare a Sucursalei INCERC Bucuresti, materialele inovatoare vor fi obtinute, testate si ulterior validate, in functie de domeniul specific de utilizare determinat si de cerintele fundamentale in constructii, in una sau mai multe categorii din urmatoarele materiale/produse: eco-materiale/produse de acoperire cu proprietati fizico-mecanice, cu potential de material de finisare si/sau de protectie la actiunea factorilor agresivi de mediu, de izolare termica, izolare acustica, de imbunatatire a calitatii aerului interior din mediul construit, precum si de imbunatatire a comportarii la actiunea focului.

Avand in vedere ponderea importanta pe care sectorul agricol o are in economia romaneasca actuala, preocuparile de valorificare a subproduselor agroindustriale naturale au un potential ridicat in a contribui la dezvoltarea economiei circulare nationale, cu toate avantajele aferente. Acest gen de activitati va contribui in timp la manifestarea unui principiu de responsabilizare a generatiilor actuale fata de cele viitoare, cu efecte benefice asupra mediului inconjurator, sanatatii populatiei prin imbunatatirea calitatii aerului din mediul construit si societatii in ansamblu.

Cu privire la valorificarea in constructii a subproduselor agroindustriale naturale, la nivelul Sucursalei INCERC Bucuresti vor continua preocuparile prin aprofundarea si diversificarea activitatilor de cercetare experimentala, atat cu privire la studierea potentialului utilizarii in constructii a diferitelor subproduse agroindustriale naturale, cat si sub aspectul testarii multi- si interdisciplinare a potentialului de utilizare a materialelor si produselor inovatoare in domeniul constructiilor, Sucursala INCERC Bucuresti fiind in continuare un colaborator activ al partenerilor interesati de dezvoltare prin cercetare si inovare. 

BIBLIOGRAFIE

Cintura E., Nunes L., Esteves B., Faria P. (2021), Agro-industrial wastes as building insulation materials: A review and challenges for Euro-Mediterranean countries, Industrial Crops & Products 171, 113833;

Dirisu J.O. et al. (2022), Thermal-emission assessment of building ceilings from agro-industrial wastes, Fuel Communications, 10, 100042;

https://www.mcid.gov.ro/transparenta-decizionala/strategia-nationala-de-cercetare-inovare-si-specializare-inteligenta-2022-2027/;

Legea 10/1995 privind calitatea in constructii, republicata, cu modificarile si completarile ulterioare;

Normativ C107/0-2002, Normativ pentru proiectarea şi execuţia lucrarilor de izolaţii termice de cladiri;

Rojas C., Cea M., Iriarte A., Valdes G., Navia R., Cardenas-R J.P. (2019), Thermal insulation materials based on agricultural residual wheat straw and corn husk biomass, for application in sustainable buildings, Sustain. Mater. Technol. 20, e00102;

Sanjay M.R., Madhu P., Jawaid M., Senthamaraikannan P., Senthil S., Pradeep S. (2018), Characterization and properties of natural fiber polymer composites: a comprehensive re-view, J. Clean. Prod. 172, 566–581;

Yaashikaa P.R., Senthil Kumar P., Varjani S. (2022), Valorization of agro-industrial wastes for biorefinery process and circular bioeconomy: A critical review, Bioresource Technology 343, 126126.

 Autor:

ing. Irina POPA – CSIII, INCD URBAN-INCERC, director Sucursala INCERC Bucuresti

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 206 – septembrie 2023, pag. 60-64