140 Capitolo 5 – Conclusioni

140 Capitolo 5 – Conclusioni

5. CONCLUSIONI

Lo studio sperimentale di questa tesi è incentrato sull’identificazione dei parametri fondamentali che governano il processo di modifica dei leganti bituminosi ossidati del (RAP) nella produzione di WMA, utilizzando oli vegetali esausti (WCO) come

“ringiovanenti.

Dai risultati delle misure reologiche, effettuate durante la fase di miscelazione del bitume ossidato con gli oli vegetali esausti, si è riscontrato una riduzione di viscosità fino al 38%

della miscela rispetto al solo bitume ossidato; tuttavia, ulteriori misure reologiche post- miscelazione hanno indicato che l’olio vegetale esausto non si distribuisce in modo omogeneo all’interno del bitume ossidato. Inoltre, i risultati delle analisi chimico-analitiche, realizzate con spettrometria ad infrarossi, hanno evidenziato che gli oli vegetali esausti non sono adatti ad essere utilizzati direttamente come “ringiovanenti” del RAP a causa della loro struttura chimica che ne impedisce la diffusione all’interno della matrice bituminosa. A tal proposito, l’olio vegetale esausto, prima di essere utilizzato come modificante del legante ossidato del RAP, dovrebbe essere sottoposto ad un processo di transesterificazione, attraverso cui è possibile ottenere un prodotto avente una struttura chimica formata prevalentemente da acidi grassi liberi (FAME) e con minore viscosità complessiva, favorendo quindi la miscelazione con il bitume ossidato.

In particolare gli acidi grassi, che compongono gli oli vegetali esausti, sono prevalentemente

gli acidi oleico e linoleico (acidi grassi insaturi) e gli acidi palmitico e stearico (acidi grassi

saturi). I risultati delle prove reologiche, ottenuti durante la fase di miscelazione del bitume

ossidato con gli acidi grassi, hanno mostrato una riduzione di viscosità delle varie miscele,

composte dai singoli acidi, di circa il 70% rispetto al solo bitume ossidato. Inoltre, le misure

reologiche post-miscelazione hanno indicato una distribuzione omogenea degli acidi insaturi

(oleico-linoleico) all’interno del bitume ossidato, mentre è stato valutato che gli acidi saturi

(palmitico-stearico) si separano dal bitume ossidato a seguito della miscelazione (miscela

disomogenea). In base ai risultati delle misure reologiche sulle miscele con gli acidi grassi,

è stato considerato il processo di diffusione dei soli acidi insaturi all’interno del bitume

ossidato; in particolare è stata analizzato quello dell’acido oleico. Dai risultati delle analisi

chimico-analitiche, realizzate con spettrometria ad infrarossi, è emerso che il fenomeno di

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diffusione si attiva già a basse temperature (60°C-80°C) e la velocità con cui avviene la diffusione è stata valutata attraverso il coefficiente di diffusione il cui valore, stimato a 80°C è di 1,70·10

mm

/s, il quale indica una rapida diffusione dell’acido oleico all’interno del legante ossidato rispetto alla diffusione del bitume vergine utilizzato come ringiovanente. I risultati delle analisi chimico-analitiche, riguardanti il fenomeno di diffusione valutato a temperature maggiori (100°C-120°C), mostrano una rapida diminuzione della concentrazione di acido oleico dovuto alla temperatura che, oltre ad accelerare il processo di diffusione, genera un processo di evaporazione dell’acido oleico presente nella miscela.

In conclusione, grazie ai risultati emersi nel corso della ricerca, si può affermare che gli oli vegetali esausti, sottoposti a transesterificazione, possono essere utilizzati come ringiovanenti del legante ossidato del RAP. Dai risultati ottenuti, si evince che gli oli vegetali esausti composti da elevate percentuali di acidi insaturi, come oleico e linoleico, favorirebbero la diffusione dell’olio vegetale all’interno del bitume ossidato; mentre il glicerolo e gli acidi saturi, incrementando la viscosità dell’olio, ostacolerebbero il processo di diffusione. Quindi, la modifica della struttura chimica degli oli vegetali esausti, attraverso la transesterificazione, riguarderebbe la riduzione percentuale di glicerolo e degli acidi insaturi. Inoltre, grazie alla miscelazione degli oli vegetali esausti transesterificati con i leganti ossidati del RAP si può ridurre la temperatura di lavorabilità delle miscele fino a 100°C -120°C. Il processo di miscelazione deve durare il meno tempo possibile a causa del processo di evaporazione dell’acido oleico all’interno della miscela che, alla temperatura di 120°C, può determinare una riduzione percentuale del 30% rispetto alla quantità iniziale miscelata; una riduzione di temperatura post miscelazione può arrestare il processo di evaporazione dell’acido oleico, tuttavia il processo di diffusione, come valutato dalle prove realizzate, si mantiene anche a basse temperature (60°C).

Uno sviluppo futuro della ricerca è la valutazione del processo di diffusione relativo all’acido linoleico e il calcolo del corrispondente coefficiente di diffusione. Inoltre, sono necessarie ulteriori indagini reologiche sulle miscele di legante ossidato con acido oleico e linoleico.

Infine, un ulteriore studio finalizzato alla realizzazione di un olio vegetale esausto

transesterificato, avente una determinata composizione chimica, la quale permetta la

diffusione all’interno del legante ossidato del RAP.