Previsione della resistenza alla compressione di eco

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 12149 (2023) Citare questo articolo

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I blocchi di plastica per finitrici in sabbia forniscono un'alternativa sostenibile utilizzando rifiuti di plastica e riducendo la necessità di cemento. Questo approccio innovativo porta a un settore dell’edilizia più sostenibile promuovendo la preservazione dell’ambiente. Non è stato ideato alcun modello o equazione in grado di prevedere la resistenza alla compressione di questi blocchi. Questo studio ha utilizzato la programmazione dell'espressione genica (GEP) e la programmazione multi-espressione (MEP) per sviluppare modelli empirici per prevedere la resistenza alla compressione dei blocchi di plastica per finitrici in sabbia (PSPB) costituiti da plastica, sabbia e fibra, nel tentativo di far avanzare il campo. Il database contiene 135 risultati per la resistenza alla compressione con sette parametri di input. I valori R2 di 0,87 per GEP e 0,91 per MEP per la resistenza alla compressione rivelano una relazione relativamente significativa tra i valori previsti e quelli effettivi. Il MEP ha sovraperformato il GEP mostrando un R2 più alto e valori più bassi per le valutazioni statistiche. Inoltre, è stata condotta un'analisi di sensibilità, che ha rivelato che la dimensione dei grani di sabbia e la percentuale di fibre svolgono un ruolo essenziale nella resistenza alla compressione. Si stima che abbiano contribuito per quasi il 50% del totale. I risultati di questa ricerca hanno il potenziale per promuovere il riutilizzo del PSPB nella costruzione di ambienti verdi, aumentando così la protezione ambientale e il vantaggio economico.

La plastica è un tipo di materiale sintetico artificiale che viene spesso utilizzato in molte applicazioni. Grazie alla loro adattabilità, la plastica ha registrato una crescita esponenziale della domanda negli ultimi decenni. Ogni anno nel mondo vengono creati circa 300 milioni di tonnellate di rifiuti di plastica, di cui 8 milioni finiscono nei mari1,2. Nel 2018 in Malesia sono state prodotte circa 2,03 milioni di tonnellate di rifiuti di plastica, come riportato dalla Malaysian Plastic Manufacturers Association (MPMA)3, la maggior parte destinata alle esigenze di imballaggio e la parte restante all’industria elettrica ed elettronica. A causa della sua limitata biodegradabilità, l’aumento della produzione di rifiuti plastici ha causato diversi problemi ambientali4. Poiché sempre più rifiuti di plastica vengono gettati negligentemente nell’ambiente, contribuiscono all’inquinamento della terra e del mare e lasciano dietro di sé sostanze chimiche dannose5,6. È ormai generalmente accettato che i rifiuti di plastica contribuiscono in modo significativo alla contaminazione ambientale, in particolare negli ambienti marini e acquatici, con conseguenze negative per gli animali7,8. A causa della loro inerzia e della capacità di inquinare i fiumi, i rifiuti di plastica hanno attirato molta attenzione negli ultimi anni9,10. Secondo la ricerca di Alabi et al.6 e Pinto Da Costa et al.11, la diffusione dei rifiuti di plastica è correlata alla crescita della popolazione umana, con numeri più elevati che si traducono in una maggiore domanda di beni di plastica e, quindi, in un maggiore inquinamento.

Sono state intraprese numerose azioni, tra cui il riciclaggio e il divieto della plastica monouso, per ridurre l’accumulo di rifiuti di plastica. Inefficiente a causa del tempo e dello sforzo richiesti, meno del 10% dei rifiuti di plastica è stato riciclato nella composizione complessiva12. Grazie alla loro durabilità, i rifiuti di plastica sono stati studiati come possibile sostituto dei materiali da costruzione più tradizionali13. Inoltre, i rifiuti di plastica possono migliorare la resistenza alla compressione, il tasso di assorbimento dell’acqua e la longevità dei materiali da costruzione. I rifiuti di plastica sono stati utilizzati in una varietà di applicazioni nel settore edile14,15,16,17. Negli ultimi dieci anni la ricerca sul riutilizzo dei rifiuti di plastica come materiale alternativo nel settore edile è aumentata. Molti ricercatori hanno recentemente esaminato il riutilizzo dei rifiuti di plastica come componente di materiali da costruzione18,19,20. Sebbene la ricerca abbia dimostrato che i rifiuti di plastica possono essere utilizzati al posto dei materiali tradizionali, il loro utilizzo pratico è limitato. Poiché il riutilizzo dei rifiuti di plastica nei materiali da costruzione potrebbe ridurre la resistenza alla compressione, c’è stato poco consenso sull’argomento. In precedenza, i ricercatori avevano scoperto che i rifiuti di plastica aumentano la resistenza alla compressione del prodotto21,22,23. Pertanto, è importante esaminare gli effetti dell’incorporazione dei rifiuti di plastica nel materiale da costruzione dal punto di vista delle caratteristiche fisiche e della resistenza alla compressione.