• aggregati
• agroindustriali
• argilla
• fertilizzanti
• rifiuti

Questa ricerca è focalizzata sulla valorizzazione di rifiuti / sottoprodotti con il concetto di chilometro zero (Km 0) in sostituzione di materie prime vergini al fine di ottenere aggregati leggeri a base di argilla (LWAS) per uso agronomico e come strato di drenaggio per/in coperture verdi.
L'indagine è stata condotta e coordinata in due diverse località: Università di Jaen, Scuola Superiore di Politecnico di Linares, coordinata dalla Prof.ssa Carmen Martinez Garcia e Prof.ssa Teresa Cotes Palomino (Dipartimento di Ingegneria Chimica, Ambientale e Ingegneria dei Materiali); e Università di Modena e Reggio Emilia, coordinata dalla Prof.ssa Luisa Barbieri (Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari" (DIEF)).
I rifiuti / sottoprodotti sono stati studiati/caratterizzati per determinare le loro abilità come agenti porizzanti all'interno dei LWAS per ridurre i consumi energetici nel processo di sinterizzazione e migliorare la capacità di isolamento del materiale. Inoltre è stata studiata la capacità dei LWAS come potenziali fertilizzanti per scopi agronomici. Per l’impiego come agente puro, sono state valorizzate bagasse (BB), terra diatomea (DE), fanghi provenienti da impianti di trattamento delle acque reflue (BS), farina di carne (MBM) e pannocchie di mais (CC). La cenere di ossa (CBA) tal quale e vetrificata con l'aggiunta di altri composti (vetro fertilizzante (FG)) è stata utilizzata in LWAS per conferire una capacità fertilizzante dovuta al contenuto di fosforo (P) e potassio (K).
Le materie prime sono state caratterizzate per determinarne le caratteristiche fisiche e chimiche mediante le seguenti analisi: contenuto totale di C, H, N e S, composizione chimica (XRF), analisi mineralogica (XRD), comportamento termico (TG-DTA, LOI), valore di riscaldamento superiore (HHV).
Le argille bianche, nere, gialle e rosse ES sono state fornite da una cava di argilla di Bailen, in provincia di Jaen, in Spagna, e l'argilla rossa IT è stata fornita da una cava di Roncobotto, in provincia di Modena, Italia.
Per la produzione dei LWAS da usarsi come strato di drenaggio in tetti verdi, sono stati mescolati tre tipi di argille in parti uguali (rosso ES, nero e giallo) con diverse percentuali (0, 2, 4, 6, 8, 10, 12.5 e 15 %) di fanghi provenienti da impianti di trattamento delle acque reflue (BS), bagasse (BB) e diatomo (DE). Il processo di sinterizzazione è stato eseguito a tre diverse temperature (900, 950 o 1000°C) per 1 ora.
I parametri tecnologici dei LWAS sono stati determinati seguendo su ciascun materiale analisi secondo le norme esistenti: massa e densità assoluta, porosità, assorbimento d'acqua, pH, conduttività elettrica, emissioni di particolato, proprietà isolanti, test di rilascio per valutare il potenziale utilizzo come supporto crescente. Inoltre, le tecniche di diffrazione a raggi X e microscopia elettronica a scansione (SEM) hanno permesso di investigare la mineralogia e la microstruttura dei campioni. Il Software Simapro® è stato utilizzato per calcolare l’impronta di carbonio e/per valutare la sostenibilità del processo produttivo utilizzato.
I risultati indicano la possibilità di produrre aggregati leggeri di alta qualità, utilizzando una lavorazione relativamente semplice e a bassa temperatura di sinterizzazione, e contribuendo cosi’ alla riduzione dell’emissione di gas serra in atmosfera.

This research is focused on the valorization of wastes/by-products with the kilometer zero (Km 0) concept, as a replacement of virgin raw materials to obtain sustainable clay based lightweight aggregates (LWAS) for agronomic use and drainage layer for green roofing. This investigation was conducted and coordinated in two different locations: University of Jaen, High Polytechnic School of Linares, coordinated by Prof. Carmen Martinez Garcia and Teresa Cotes Palomino (Department of Chemical, Environmental and Material Engineering); and University of Modena and Reggio Emilia, coordinated by Prof. Luisa Barbieri (Department of Engineering "Enzo Ferrari” (DIEF)). The wastes/by-products have been studied to determine their aptitudes as pore-forming agents within LWAS in order to reduce energy consumption in the sintering process and improved their isolation capacity. In addition it has been studied LWAS capability as potential fertilizers for agronomic purposes. As pore-forming agent, were valorized bagasse (BB), diatomaceous earth (DE) and sludge from wastewater treatment plant from brewery industry (BS), meat-bone meal (MBM) and corn cob (CC). Cattle-bone ash (CBA) as received and mixed with oder compounds and vitrified (fertilizer glass (FG)) were added to LWAS batch in order to confer them a fertilizer capacity due to phosphorus (P) and potassium (K) content. Raw materials were characterized to determine their physical and chemical characteristics, as follows: total content of C, H, N and S, chemical composition (XRF), mineralogical analysis (XRD), thermal behavior (TG-DTA), loss of ignition (LOI), higher heating value (HHV). White, black, yellow and red ES clays were provided from a clay-pit in Bailen, Jaen Province, Spain, and red IT clay was supplied by a clay-pit from Roncobotto, Modena province, Italy. For the production of LWAS for drainage layer in green roofs, three types of clays in equal parts, (red ES, black and yellow) were mixed with different percentage (0, 2, 4, 6, 8, 10, 12.5 and 15%) of sludge from wastewater treatment plant from brewery industry (BS), bagasse (BB) and diatomaceous earth (DE). Sintering process was performed at three different temperatures (900, 950 or 1000oC) for 1 h. For the production of LWAS for agronomic purpose, two different clay based mixtures Spanish WBC (30% white and 70% black clay) and Italian RC (100% red IT clay) were used. In the first step, WBC and RC clay-based mixture were mixed with 0, 5, 10, 15% of BS, MBM and CC, sintered at 900 and 1000°C for 1 hour. In the second step, 15% SB and 10% of CBA or FG were added and sintered at 1000oC for one hour. LWAS technological parameters were determined following standards for each material, as it follows: bulk and absolute density, porosity, water absorption, pH, electrical conductivity, particular matter emissions, insulation properties, leaching test to evaluate the potential use as a growing media. Besides, X-Ray Diffraction and Scanning Electron Microscopy (SEM) techniques were used to study the mineralogy and the microstructure of the samples. Software Simapro® was used to calculate a carbon footprint, to evaluate the sustainability of the production process used. The results indicate the potential for manufacturing high-quality lightweight aggregates, using relatively simple processing and low sintering temperature that contribute to reduce greenhouse gases to the atmosphere.