Un team del MIT è arrivato a produrre un calcestruzzo ecologico capace di catturare la CO2 prima di solidificarsi, abbattendo le emissioni fino al 15%
La produzione di calcestruzzo a livello globale rappresenta l’8% delle emissioni di CO2
(Rinnovabili.it) – Dopo l’acqua, il cemento è il secondo materiale più consumato al mondo: il problema è che rappresenta anche una delle principali fonti di emissioni nocive. Arrivare a catturare la CO2 inserendola all’interno dello stesso calcestruzzo (cls) è uno degli obiettivi dell’industria delle costruzioni. Tuttavia il processo chimico per poterlo fare non è così semplice.
Si può dire che l’anidride carbonica sia uno degli ingredienti della miscela dei cls, essenziale per attivare il processo di carbonatazione. Tuttavia questa predisposizione naturale allo stoccaggio di CO2, se non controllata, può potare alla produzione di un materiale scarsamente resistente che oltretutto faciliterebbe la corrosione delle armature interne al materiale.
E’ a questo punto che un team di ricercatori del MIT ha provato ad intervenire, inserendo nel composto una sostanza estremamente semplice.
Come si produce il calcestruzzo
Facciamo un passo indietro. Durante la produzione di cemento vengono rilasciate in atmosfera grandi quantità di carbonio, sia come sottoprodotti chimici di lavorazione, sia in termini di energia fossile utilizzata per raggiungere le elevate temperature necessarie al processo. Se il primo problema può essere risolto ricorrendo all’energia rinnovabile, l’altra metà delle emissioni è estremamente difficile da eliminare, essendo legata al materiale stesso. Per produrre il calcestruzzo occorre il cemento Portland. Quest’ultimo si ottiene miscelando ad alte temperature (1.400°C) il carbonato di calcio (calcare e gesso) e l’argilla. Il risultato è una sostanza composta da silicati di calcio e anidride carbonica che si disperde in atmosfera. A questo punto si passa alla produzione del calcestruzzo unendo il cemento ad acqua, sabbia e ghiaia, una miscela altamente alcalina ideale perciò per catturare la CO2. Tuttavia, come già accennato, troppa anidride carbonica indebolirebbe il materiale rendendolo facilmente soggetto a cedimenti e favorendo la corrosione delle armature interne, azzerando le potenzialità di questo composto.
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Il segreto della catturare di Co2 nel calcestruzzo del MIT
Guidati dai professori di ingegneria civile e ambientale del MIT, Admir Masic e Franz-Josef Ulm, i ricercatori hanno sviluppato una nuova strategia per ottimizzare la cattura della Co2 inserendola prima della solidificazione del materiale. La chiave del nuovo percorso è il bicarbonato di sodio. I test di laboratorio hanno dimostrato che la soluzione sarebbe in grado abbattere fino al 15% delle emissioni di anidride carbonica associate alla produzione.
“È tutto molto eccitante“, afferma Masic, “perché la nostra ricerca fa avanzare il concetto di calcestruzzo multifunzionale incorporando i vantaggi aggiuntivi della mineralizzazione dell’anidride carbonica durante la produzione e la colata”.
Inoltre il cls risultante si indurisce più rapidamente senza influire sulle sue prestazioni meccaniche. Il composito, un mix di carbonato di calcio e idrato di silicio di calcio, “è un materiale completamente nuovo“, afferma Masic. “Inoltre, attraverso la sua formazione, possiamo raddoppiare le prestazioni meccaniche del calcestruzzo allo stadio iniziale”.
La ricerca però è ancora in corso non avendo un metro di paragone su lungo tempo. “Sebbene al momento non sia chiaro in che modo la formazione di queste nuove fasi influirà sulle prestazioni a lungo termine del calcestruzzo, queste nuove scoperte suggeriscono un futuro ottimista per lo sviluppo di materiali da costruzione a emissioni zero”.
La ricerca è stata supportata dal Concrete Sustainability Hub del MIT, che ha il patrocinio della Portland Cement Association e della Concrete Research and Education Foundation, e pubblicata sulla rivista PNAS Nexus.
