Con il calcestruzzo, meno è meglio

May 08, 2023

Mentre i leader mondiali si riuniscono alla conferenza annuale del World Economic Forum a Davos per discutere di questioni globali, incluso il cambiamento climatico, trascorreranno la giornata circondati dal cemento. Case, grattacieli, strade, autostrade, ponti, marciapiedi, sistemi idrici, dighe e altro ancora si affidano al calcestruzzo per le sue impareggiabili proprietà di resistenza, durata, versatilità e basso costo. Non sorprende che si prevede che la domanda globale di cemento, che si indurisce diventando calcestruzzo quando mescolato con acqua e minerali, aumenterà del 48%, passando da 4,2 miliardi a 6,2 miliardi di tonnellate entro il 2050.

Nella recente massiccia urbanizzazione della Cina, la nazione ha utilizzato più cemento tra il 2011 e il 2013 rispetto agli Stati Uniti nell’intero XX secolo. Mentre l’uso del calcestruzzo da parte della Cina rallenta, il consumo in India, Africa e altri paesi in via di sviluppo salirà alle stelle nel contesto dello sviluppo economico, con usi suddivisi tra residenziale, commerciale e infrastrutturale. Sebbene sia essenziale per costruire strutture che migliorano la nostra vita quotidiana, il calcestruzzo è responsabile dell’8% delle emissioni globali di carbonio; e il 90% di queste emissioni proviene dalla produzione di clinker, il principale ingrediente che contribuisce alla resistenza del calcestruzzo.

In conformità con l’Accordo di Parigi sul clima, l’industria globale del calcestruzzo deve ridurre le emissioni del 16% entro il 2030 e del 100% entro il 2050 per rimanere entro il budget di carbonio che comporta un riscaldamento di 1,5°C. Questo sforzo richiederà cambiamenti significativi lungo tutta la catena del valore concreta, ma la misura più semplice ed economicamente vantaggiosa è utilizzare meno materiale rispettando i requisiti del progetto. Ridurre la domanda di clinker ad alta intensità di carbonio contribuirà a riportare l’industria del calcestruzzo sulla buona strada per raggiungere i suoi obiettivi climatici.

Il primo passo verso la mitigazione dell'impronta di carbonio del settore è utilizzare meno cemento in ogni applicazione, anche se le applicazioni crescono. Esistono diversi metodi esistenti e in via di sviluppo per garantire l’efficienza dei materiali concreti che possono portare a grandi risparmi di carbonio senza modificare il materiale stesso. La progettazione tradizionale di edifici e altri progetti mira a ridurre al minimo i costi piuttosto che le emissioni di carbonio e a sovrapporre margini di progettazione eccessivi. Tuttavia, i recenti e continui progressi negli strumenti di progettazione automatizzata consentono agli ingegneri e agli architetti strutturali di esplorare rapidamente più opzioni strutturali per un determinato progetto, prendendo in maggiore considerazione l’efficienza dei materiali.

La pubblicazione di RMI Profitably Decarbonizing Heavy Transport and Industrial Heat approfondisce i risparmi di calcestruzzo e acciaio che possono essere ottenuti con profitto attraverso una migliore progettazione strutturale. Ad esempio, tali metodi ingegneristici hanno consentito alla Freedom Tower di New York e alla Shanghai Tower in Cina di risparmiare rispettivamente il 40% e il 24% dell'uso di cemento. Con il miglioramento dei software di progettazione automatizzata, si prevede che la progettazione snella sarà competitiva in termini di costi (in termini di tempo di progettazione) rispetto ai metodi attuali e diventerà uno dei principali motori della riduzione della domanda.

Una seconda leva è quella di non utilizzare nuovo calcestruzzo. In alcuni casi, opzioni come il riutilizzo di elementi in calcestruzzo di vecchie strutture possono fornire riduzioni di CO2. Tuttavia, la risposta giusta varierà da regione a regione e dipenderà da una serie di altri fattori, tra cui il tipo di costruzione, i requisiti di progettazione, la disponibilità locale dei materiali e altro ancora.

Allo stesso tempo, i regolamenti edilizi e le preferenze del mercato devono essere adattati per consentire l’uso di calcestruzzo a basso contenuto di carbonio. Poiché il carbonio diventa un fattore chiave nella costruzione delle nostre infrastrutture, dobbiamo colmare il divario di innovazione tra le esigenze dei progettisti e la tecnologia esistente. Strumenti come lo strumento EC3 confrontano in modo efficiente il carbonio incorporato nelle opzioni di progettazione insieme a test rigorosi apriranno la strada alle strutture a basse emissioni di carbonio del futuro.

Oltre a ridurre la quantità totale di calcestruzzo utilizzato negli edifici, utilizzare meno cemento per unità di calcestruzzo è un altro modo efficace per ridurre il contenuto di clinker e l’intensità di carbonio del calcestruzzo. Per ridurre l’intensità del legante senza aumentare il rischio dovremmo passare all’uso di cemento sfuso come il calcestruzzo preconfezionato, in cui gli sprechi di cemento sono ridotti fino al 30%, le specifiche della miscela e la creazione della miscela sono più precise e si possono aggiungere sostanze chimiche chiamate additivi. migliorare le proprietà del calcestruzzo e ridurre il fabbisogno di cemento.