Cemento verde. it’s “Concrete?”

“It takes a lot of energy to make it, and the world is using billions of tons of it. Makers are finding better ways to do it”

Innanzitutto (per i non addetti ai lavori) ci pare doveroso fare una precisazione  tra cemento e conglomerato cementizio. Lungi da voler fare i professori, soprattutto affrontando un tema così delicato come la tecnologia del conglomerato cementizio, tuttavia ci pare doveroso dare almeno qualche riferimento tecnico.

Il cemento è il risultato della “cottura” di una miscela grezza “generalmente” composta da minerali contenenti: ossido di calcio CaO (44%), ossido di silicio SiO₂ (14,5%), ossido di alluminio Al₂O₃ (3,5%), ossido di ferro Fe₂O₃ (3%) e ossido di magnesio (1,6%); in alcuni casi è necessario aggiungere argilla o calcare, oppure minerale di ferro, bauxite o altri materiali residui di fonderia.

Ulteriori informazioni sulla produzione del cemento (dall’ottimo e divulgativo wikipedia)

Esso è “l’ingrediente” fondamentale del conglomerato cementizio, che è una miscela costituita da acqua sabbia cemento ed inerti (pietrisco di varia granulometria) . Il conglomerato cementizio viene adoperato solitamente “armato”, ossia impiegando anche barre di acciaio annegate nella miscela. Gli impieghi del conglomerato cementizio armato sono tantissimi; esso ha segnato una svolta importantissima per l’ingegneria civile. 

Tuttavia l’aspetto che si intende mettere in evidenza di questo “spettacolare materiale da costruzione” è l’impatto che ha sull’ambiente in termini di emissioni in atmosfera la produzione del suo ingrediente fondamentale: il cemento.

Si stima che nel mondo una quota compresa tra il 5 ed il 10% di emissioni di CO2 siano dovute alla produzione del cemento ed alle operazioni connesse al trasporto sino alla posa in opera del conglomerato cementizio.

La spiegazione è semplice se si pensa che durante la produzione del cemento occorre raggiungere temperature elevate  necessarie per incenerire il calcare, al fine di modificarne la sua struttura chimica. E se si pensa che tali temperature sono raggiunte nela maggior parte dei casi bruciando carbone o comunque combustibile il gioco è fatto.

Negli ultimi tempi diversi scenziati stanno studiando la struttura delle molecole di cemento al fine di trovare il modo di creare la stessa struttura molecolare senza necessariamente raggiungere temperature così elevate.

“Ci vuole un sacco di energia per produrlo, e il mondo ne sta utilizzando miliardi di tonnellate. Sono responsabili di trovare modi migliori per farlo”
Da Tony Azios | corrispondente del Christian Science Monitor
del12 marzo 2008

La produzione di cemento prevista in crescita esponenziale nei prossimi decenni, vede le industrie produttrici seriamente impegnate per affrontare questa difficile sfida ambientale.

“Non c’è una sola società di cemento su questo pianeta che non ha il pensiero su come ridurre le emissioni“, dice Franz-Josef Ulm, un professore di ingegneria civile al Massachusetts Institute of Technology di Cambridge.

La produzione di cemento è relativamente efficiente rispetto ad altri materiali da costruzione, come l’acciaio e legno. Il problema è proprio la scala su cui è prodotto. Un ordine di grandezza della produzione mondiale di cemento? ebbene circa 2,4 miliardi di tonnellate nel solo 2006, ed il trend è in vertiginosa crescita, stando a quanto dichiarato dal professor Ulm.

“Ma vi è anche un grande vantaggio dovuto proprio alla produzione di massa,” dice Ulm. “Ogni piccolo cambiamento di apportare ad esso ha un grande impatto sulle emissioni di CO2.”

In tutto il mondo, i produttori stanno sperimentando di sostitutuire il cemento con altre sostanze, come (per esempio)i rifiuti organici. Questi materiali possono sostituire fino al 25 per cento del cemento nel mix. Meno cemento significa meno immissioni in atmosfera.

Alcuni esempi di sostanze da “mixare” al cemento?

– i residui derivanti dalla combustione del carbone;

– (Brasile) il residuo secco polposo della canna da zucchero dopo l’estrazione;

– ( Asia)  scarti della coltivazione del riso  (cenere di riso) chimicamente simile al cemento.

Nonostante questi successi regionali, alcuni ricercatori del settore dubitano seriamente sulla risposta del materiale da costruzione prodotto.

Un caso che merita di essere citato in questo panorama è certamente quello di Italcemento, il quinto produttore di cemento del globo (Azienda Italiana). Ha guardato oltre, al di là di riduzione delle emissioni di CO2, creando un cemento in grado di assorbire lo smog.

Contiene biossido di titanio, che, in presenza di luce solare, agisce come un photocatalyer, accelera la decomposizione di  sostanze inquinanti come gli ossidi di azoto, ossidi di zolfo e ozono. Inoltre ha il grande vantaggio di mantenere l’effetto bianco lucido sulla superfice dell’edificio a vista, trovando così il consenso di tanti architetti. La strada da percorrere è ancora lunga ma l’intuizione ci pare ottima, e merita di essere divulgata.

“Tuttavia al cemento devono anche essere resi i meriti”, dice Rick Bohan della Portland Cement Association (APC), un gruppo no-profit con sede in commercio Skokie, una località vicino Chicago. Per esempio, la condizione di isolamento delle strutture realizzate in conglomerato cementizio riducono le emissioni di gas in atmosfera in termini di energia necessaria per il riscaldamento e il raffreddamento di un edificio fino al 40 per cento rispetto al legno e alle strutture intelaiate in acciaio e curtain wall.

Non è facile pensare di sostituire il cemento, soprattutto per il fatto che nessun altro materiale conosciuto è così abbondante, accessibile, efficace come la pietra calcarea, il principale ingrediente del cemento.

Ulm rileva che la struttura delle ossa umane, a livello molecolare, è simile a quella del calcestruzzo. Mentre il cemento deve essere riscaldato a 1200 gradi C (2200 gradi F.), prima che raggiunga la sua capacità di conferire al conglomerato cementizio le caratteristiche di resistenza necessarie, alla struttura del tessuto osseo bastano 37 gradi C (98,6 gradi F.).

“Ciò fa pensare che la natura può creare a 37 gradi Celsius un materiale che ha proprietà simili al cemento”, dice Ulm.

“Riusciremo ad imitare la natura invece di combatterla?”