Tecnologie costruttive degli edifici in balle di paglia

L

a Paglia è un sotto prodotto agricolo che si ottiene dai culmi

(il fuso del cereale) dei cereali alla fine del processo di

maturazione e trebbiatura (processo che consiste nella

separazione della granella del frumento e degli altri cereali

dalla paglia e dalla pula). I principali cereali cosiddetti "a

paglia" sono: grano tenero, grano duro, orzo, avena, riso,

miglio, segale e farro. Di questi, particolari caratteristiche ha la

paglia di riso.

La paglia è un materiale di scarto che nasconde grandi

potenzialità in diversi campi di utilizzo, non solo nella

zootecnica, giardinaggio, farmaceutica etc., ma in modo

specifico al suo uso nel campo dell’edilizia. È totalmente

ecosostenibile, ha un costo molto basso e per lo più il suo riciclo

evita diversi processi di bruciatura che danneggiano

ulteriormente l’ambiente.

Guardando la pianta di cereali riusciamo ad identificare la

radice, lo stello, le foglie e la testa (fig.4). Ogni elemento ha

una funzione fondamentale nella crescita e riproduzione del

cereale. Le radici per prendere l'acqua e minerali necessari; lo

stelo, formato da diversi nodi e internodi, per il trasporto delle

sostanze nutritive; le foglie per il processo di fotosintesi. La

sezione del gambo ci dimostra che esso è tubolare e vuoto

(fig.4).

Fig. 4

Fonte: Wikipedia.com ~ 11 ~

Fig. 5 Listello di paglia al microscopio

Fonte: Wikipedia.com

Costituito da una cavità centrale più grande per poi

continuare nella periferia con dei porocanali fino al muro di

cellulosa. Questa quantità di pori presenti nel materiale

svolgono la funzione di gabbie che intrappolano l’aria

all’interno, simulando il comportamento di un isolante ad alta

prestazione termica e acustica. La lunghezza dello stelo di

paglia orzo 80-90 cm, avena più lunga del frumento, riso da 30

a 50 cm (Staniforth, 1979).

Chimicamente la paglia è formata da cellulosa, emi-cellulosa,

lignina e silicati per 10% di esso. Il rimanente 90% è costituito da

acqua che, per la maggior parte, durante la fase di

essiccazione evapora. Questi componenti conferiscono al Fig.6 Fonte: ENAMA (Ente Nazionale per la Meccanizzazione Agricola)

materiale la sua forma strutturale. Studio sulle biomasse e energia 2011

~ 12 ~ Produzione di paglia nel mondo e in Italia

Data la presenza di lignina, il grado di lignificazione della 2.1.

paglia aumenta al crescere dello stelo e la struttura cambia in

base alla tipologia di cereale. Invece, la grande quantità di L

silice in essa contenuta spiega il lento processo di a paglia si produce in grandi quantità in tutto il mondo grazie

decomposizione della paglia che la rende anche meno alla varietà di cereali e altri prodotti agri culturali che vengono

attraente per gli insetti. La superficie dello stelo possiede dei consumati in massa. I dati di FAO rivelano 728,966,755

“peli” microscopici che ne aumentano l’attrito con il resto della tonnellate in tutto il mondo di qui 24,913,467 tonnellate in

paglia, rendendo le balle molto più compatte. Come Europa e 7,141,926 in Italia. Sfortunatamente durante gli anni

menzionato in precedenza la silice presente nella paglia 2012-2013 c'è stata una diminuzione della produzione a causa

rallenta il processo di degrado. Essendo un materiale di base dei diversi fattori atmosferici (siccità, gelo, alluvioni etc.).

vegetale ha un comportamento igroscopico, quindi tende ad Questo ha attivato una forte campagna per la ripresa della

assorbire l'acqua e/o il vapore. Il suo degrado avviene soltanto produzione di cereali (S. Pellati e A. Villani, Terra e Vita, 2013).

quando abbiamo la saturazione delle fibre e l'attivazione dei Oggi dai dati statistici di FAO si può vedere una crescita, anche

microrganismi che risiedono in esso. se lenta della produzione dei cereali e del grano solitamente

tra giugno e luglio.

Quindi quello che lo rende un materiale cosi desiderabile è la

sua formazione chimica e microstrutturale che sono 2.1.1. Processo produttivo

responsabili delle prestazioni termiche, acustiche e strutturali

del elemento costruttivo. L

a raccolta dei cereali autunno-vernini avviene solitamente

tra giugno e luglio, momento in cui questo residuo diventa

disponibile al prelievo in campo. Se il cereale è una coltura

estivo - autunnale o intercalare (es. mais) il recupero deve

essere effettuato nel minor tempo possibile per procedere

celermente alle lavorazioni e alla semina. La raccolta della

paglia lasciata in campo dopo la mietitura/trebbiatura può

avvenire con tre tipologie di sistemi:

~ 13 ~

Fig 7. Fonte: FAO Dati sulla produzione dei cereali nel 2013

- con raccoglitore/imballatrici che producono balle sta sviluppando attrezzature appositamente progettate per

parallelepipedi di 15-18 kg; aumentare la densità delle balle, al fine di consentire un

- con rotoimballatrici che producono balle cilindriche maggior carico a parità di volume e diminuire in tal modo i

(rotoballe) di 250-400 kg; costi di trasporto. Attualmente la paglia trova utilizzo

- con imballatrici che producono balle parallelepipedi di nell’azienda stessa che la produce in caso in cui all’interno è

250-400 kg. presente un indirizzo zootecnico. Diversamente la vende nel

Per l’impiego energetico, l’industria delle macchine agricole mercato se è presente una zootecnica a distanza compatibile

~ 14 ~

con i costi di trasporto. - La fase di bruciatura contribuisce ai cambiamenti climatici,

Gli utilizzi più comuni sono: dovuti alle diverse sostanze rilasciate in atmosfera. Tra i gas

- lettiera per il ricovero di animali; ci sono quelli responsabili dell’effetto serra e anche i gas

- alimentazione animale; con una vita-corta che porta alla formazione del carbonio

- industria cartaria. nero.

Si può stimare un riutilizzo del 40-60% della produzione totale, - La visibilità nelle aree vicine e nelle autostrade è

con forte variabilità regionale e temporale, in relazione compromessa.

all’andamento dei prezzi di mercato. Questa percentuale di - In più i processi di combustione incomplete producono

riutilizzo crescerebbe in modo sensibile nel caso in cui si iniziasse dioxine, le quali sono altamente tossiche, inquinanti e

a usare la paglia come materiale costruttivo di massa. cancerogeni.

L’altra parte rimanente viene sottoposta a un processo di

bruciatura nei campi o come materiale di produzione di

energia.

Anche se la bruciatura dei rifiuti agricoli non è accettabile a

livello di inquinamento dell’ambiente come pratica di

management agricolo è molto frequente ed è molto

preoccupante dal punto di vista della salute pubblica per un

svariato numero di ragioni:

- Il fumo dalla bruciatura delle agricolture è rilasciata vicino

al livello di terra che sono in generale popolate,

producendo direttamente un’intensa esposizione

all’inquinamento per la popolazione nelle vicinanze

- Questo tipo di bruciatura è generalmente realizzata in

diversi passi, durante periodi precisi dell’anno, e possono

portare a un’alta concentrazione di inquinamento.

- La bruciatura dei rifiuti agricoli crea una risorsa di inquinanti

non quantificabili nell’atmosfera che viene sparsa in grandi

aree. È perciò difficile misurare la quantità esatta e regolare

la quantità di emissioni.

- Le condizioni dei combustibili e della combustione

cambiano se sono stati utilizzati dei pesticidi sulla paglia. ~ 15 ~

Un veloce sguardo sulla paglia di riso La raccolta del riso avviene verso la fine di ottobre e i primi di

2.1.2. novembre. I sistemi di raccolta sono gli stessi dei cereali

autunno-vernini ma, per le condizioni pesanti del terreno, è

H necessario impiegare macchine di potenza più elevata. Come

o deciso di trattare la paglia di riso a parte rispetto alle per gli altri cereali, i costruttori di macchine stanno sviluppando

paglie dei cereali autunno-vernini, in quanto presenta modelli di raccoglitori-imballatrici che consentono di

caratteristiche legate alla raccolta, alla distribuzione e alle densificare le balle o le rotoballe, assicurando un maggior

proprietà chimico-fisiche che la rendono sostanzialmente peso a parità di volume. Sono state intrapresi diversi progetti e

differente. Fig 8. Fonte: FAO Dati sulla produzione dei cereali nel

2013

~ 16 ~

iniziative sul trattamento della paglia di riso e i suoi diversi usi. A Per quanto riguarda l’impiego energetico devono essere

livello internazionale la Cina rappresenta il più grande apportati alcuni cambiamenti negli impianti per evitare la

produttore e allo stesso tempo il più grande paese che elabora formazione di ceneri basso fondenti. Dall’altro canto la

la paglia di riso in tutte le sue possibili utilizzi, anche quello presenza in grande quantità di questo elemento aumenta la

energetico dove hanno sviluppato dei forni specifici resistenza al fuoco del materiale e la decomposizione.

producendo una considerata quantità di energia grazie alla

lenta combustione. La paglia di riso trova utilizzo nell’azienda stessa come lettiera

Il 95% della produzione nazionale del riso in Italia è concentrato se è ad indirizzo zootecnico. L’attuale utilizzo si aggira intorno

nelle province di Novara, Vercelli e Pavia. al 15-30% della produzione.

Questo forte interesse verso la paglia di riso viene come Grazie alla sua composizione chimica la paglia di riso presenta

conseguenza dal fatto che è un grande scarto agricolo che delle prestazioni a livello strutturale, fisico-termico e di sicurezza

molte volte danneggia a diversi livelli l’ambiente, sia che essa al fuoco e decomposizione più alto degli altri frumenti che

sia raccolta che bruciata con i metodi tradizionali. Allo stesso vengono in generale utilizzati per la formazione delle balle e

tempo la sua composizione chimica ci porta a rivolgere come elemento costruttivo per questo viene considerato

l’interesse verso questo “scarto”. pregiato tra le paglie.

La cellulosa (40% del volume) composta da microfibre molto In edilizia sono stati fatti vari test strutturali che confermano

lunghe di cellulosina che consistono in regioni cristalline che questi dati chimici. Dalle analisi si è potuto individuare una

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donano la forza tensile e rafforzano la struttura della pianta. densità ideale di pressatura delle balle di circa 123kg/m e

L’emicellulosa (25% del volume) è composta da cellule più un’umidità media non superiore al 20%; dati che non

corte e meno cristalline che agiscono come un legante cambiano molto da quelli della paglia degli altri frumenti.

strutturale delle microfibre. Esistono pochi dati riguardanti il valore termico e strutturale

La lignina (15% del volume) invece, è la “colla” che mantiene delle b