Come i ricercatori stanno trasformando il calcestruzzo in un salvatore del clima
Il calcestruzzo è il materiale da costruzione più utilizzato al mondo e uno dei maggiori responsabili del clima. Un gruppo di ricerca europeo con l'Empa e il Politecnico di Zurigo vuole cambiare questa situazione. L'obiettivo non è meno cemento, ma un materiale da costruzione stampato, privo di cemento e addirittura con emissioni di CO₂ negative, che possa essere riparato e riutilizzato.
Photo: Empa
Il progetto europeo CARBCOMN, lanciato nel 2024 e finanziato da Horizon Europe con circa sei milioni di euro, sta adottando un approccio radicale. Invece di usare più materiale, i ricercatori ottimizzano la forma. Il principio si chiama “strutture dominanti a compressione”: i componenti in calcestruzzo sono progettati in modo da essere sottoposti quasi esclusivamente a compressione, come le arcate dei ponti storici in pietra. Il calcestruzzo resiste bene alla compressione, ma difficilmente alla trazione. Se si sfrutta questo aspetto in modo coerente, sono necessari meno materiali e meno armature.
Stampato, non colato
La produzione digitale rende possibili stampi impensabili con le casseforme tradizionali. Il robot stampa il calcestruzzo strato per strato e lascia delle cavità dove non è necessaria l’armatura, controllate direttamente dal modello digitale. In questo modo non solo si risparmia materiale, ma si riduce anche il carico sismico in proporzione alla perdita di peso. Un vantaggio decisivo nelle regioni a rischio sismico.
Nessun cemento, nessun problema
Il calcestruzzo utilizzato nel progetto CARBCOMN non contiene cemento. Le scorie d’acciaio, un sottoprodotto dell’industria siderurgica, sono utilizzate come legante. Dopo la stampa, i componenti vengono inseriti in una camera in cui viene iniettato CO₂. La reazione con la miscela di scorie indurisce il calcestruzzo e lega in modo permanente il gas serra. Il risultato è un materiale da costruzione con un’impronta di CO₂ negativa, realizzato esclusivamente con rifiuti industriali.
Metallo con memoria
Questo calcestruzzo non è completamente privo di armatura, ma di una specialità che l’Empa utilizza da circa 20 anni: le leghe a memoria di forma a base di ferro (Fe-SMA). Queste barre metalliche pre-tese si contraggono durante il riscaldamento invece di espandersi, precompattando così il componente. Vengono inserite solo dopo la stampa, non interferiscono con il processo automatizzato e possono essere separate dal calcestruzzo in un secondo momento. Lo spin-off Empa re-fer fornisce questa tecnologia direttamente al consorzio.
Costruito per essere smontato
Ciò che viene costruito deve anche poter essere smontato di nuovo. I singoli moduli in calcestruzzo sono progettati come blocchi discreti che possono essere smontati, trasportati e riassemblati altrove. Zaha Hadid Architects e Mario Cucinella Architects stanno collaborando con i team di ingegneri per sviluppare strutture a forma libera che esprimano architettonicamente questo principio circolare. Entro il 2028, un prototipo reale dimostrerà che la costruzione in calcestruzzo può avere anche questo aspetto.