Enhancing the circular economy through discarded clothes: recycled textiles for low-carbon construction products

Several European directives and tools have been issued in the recent years, aimed at reducing the significant environmental impacts caused by the existing building stock, trying to decarbonise the existing built environment and achieving the climate neutrality in Europe in 2050. At the same time, many problems are connected to the production and management of wastes, whose quantity must necessarily be reduced in the next few years, promoting their recyclability and reuse (Waste Framework Directive). Among these, textile wastes belong to an almost linear production and consumption system, since only very few percentages of the collected quantities are recycled in a closed loop due to the difficulties associated with the recycling process itself. Therefore, currently, most of the collected textile waste ends up in landfills, is incinerated or exported to non-European countries: for this reason, from 2025, it is foreseen to start performing the separate textile collection although there are no established applications for their sustainable reuse. Recently, many researchers have been starting to investigate the use of recycled textiles within the construction sector, mainly for the manufacturing of structural and non-structural elements (concrete blocks, lightweight concretes, composite panels, etc.) or as thermal and acoustic insulation materials. Their results encourage the possible application of such waste materials as an alternative downcycling process. This research aims at evaluating the feasibility of manufacturing thermal insulating panels based on recycled textiles to respond to the existing built environment renovation needs of the coming decades. An application of the material as thermal and acoustic insulation for the building envelope is proposed, highlighting its benefits/disadvantages compared to traditional ones. In the first preliminary analysis, the investigation of several types of loose recycled fabrics is proposed, measuring with laboratory tests the material properties, understanding the effects of many parameters (e.g. material’s composition, density, mechanical treatments, etc.) on the overall performance. In the following research phase, a laboratory scale manufacturing machine will be assessed, trying to define a small-scale insulation panels production process’. By means of using thermofusible fibers, derived by mechanically treated pre-consumer face mask wastes, several panels will be manufactured, measuring and comparing their performance.

A causa del crescente bisogno di decarbonizzazione dell’ambiente costruito, un numero sempre maggiore di strumenti e direttive europee viene regolarmente emanato con l’obiettivo di ridurne i significativi impatti ambientali, e raggiungere la neutralità climatica in Europa nel 2050. Allo stesso tempo, si riscontrano quotidianamente una serie di problemi legati alla produzione e gestione dei rifiuti, la cui quantità deve necessariamente essere ridotta nei prossimi anni, promuovendone il grado di riciclabilità e riutilizzo (Waste Framework Directive). Tra questi, i rifiuti tessili sono caratterizzati ed inseriti all’interno di un sistema di produzione e consumo quasi del tutto lineare, poiché solo minime percentuali delle quantità raccolte sono riciclate all’interno della filiera tessile a causa delle difficoltà associate al processo di riciclo stesso. Attualmente, pertanto, il fine vita principale dei rifiuti tessili è caratterizzato dalla raccolta in discarica, dalla termovalorizzazione o esportazione in Paesi non europei: per far fronte al problema, alcune recenti direttive europee in materia prevedono, a partire dal 2025, l’introduzione della raccolta differenziata degli scarti tessili in parallelo alle frazioni normalmente riciclate, seppur, ad oggi, non esistano ancora delle applicazioni definitive e consolidate relative al riutilizzo sostenibile di tal materiale. Negli ultimi anni, ricercatori da diverse parti del mondo si sono occupati dello studio di possibili riutilizzi di scarti tessili riciclati all’interno del settore delle costruzioni, soprattutto per la produzione di componenti strutturali e non strutturali (blocchi di cemento, calcestruzzi leggeri, pannelli compositi, ecc.) o come materiali per l'isolamento termico e acustico. Dai risultati ottenuti si evince l’effettiva possibilità di riutilizzo di questi scarti all’interno di processi alternativi di riciclo, seppur di downcycling, ossia relativi alla produzione di materiali con qualità o funzionalità inferiori rispetto a quelle originarie. La presente tesi di ricerca pone come obiettivo la valutazione della fattibilità di produzione di materiali termoisolanti costituiti da tessuti riciclati in risposta alle esigenze di riqualificazione dell'ambiente costruito in probabile crescita nei prossimi decenni. Si propone un'applicazione del materiale come isolante termico e acustico per l'involucro edilizio, evidenziandone i vantaggi/svantaggi rispetto a quelli tradizionali. In una prima fase preliminare, si persegue lo studio di diversi tipi di scarti tessili sfusi, misurando con test di laboratorio le proprietà del materiale, valutando gli effetti di alcuni parametri (come la composizione del materiale, la densità, i trattamenti meccanici subiti, ecc.) sulle prestazioni complessive. La successiva fase di ricerca riguarderà la messa a punto di una macchina da laboratorio per la produzione in ridotta scala di pannelli isolanti: utilizzando fibre termofusibili, ricavate da scarti pre-consumo di mascherine facciali trattati meccanicamente, verranno prodotti diversi pannelli isolanti, le cui proprietà saranno misurate e analizzate.