Come il cemento tenta di diventare verde

Scuola elementare a Buechen, nel Cantone di San Gallo. L'edificio ha vinto il premio per l'architettura 2017 della società BetonSuisse. Giuseppe Micciché /Architekturpreis Beton 17

La produzione di cemento genera più emissioni del traffico aereo. Alcune soluzioni sviluppate in Svizzera - tra i Paesi con il maggior consumo di cemento - potrebbero contribuire a rendere il settore edilizio più ecologico.

Ci sono la Cina, gli Stati Uniti e poi… il cemento. Se fosse una nazione, l’industria mondiale del cemento figurerebbe al terzo posto dei Paesi più inquinanti. Gli oltre 4 miliardi di tonnellate di materiale grezzo prodotti ogni anno sono all’origine di circa l’8% delle emissioni globali di CO₂. Il cemento inquina più degli aerei e delle navi mercantili.

Kai Reusser / swissinfo.ch

Come i trasporti, anche il settore delle costruzioni è chiamato a ridurre il suo impatto sull’ambiente. L’Associazione mondiale del cemento e del calcestruzzo intende raggiungere la neutralità climatica entro il 2050Collegamento esterno. Una transizione tutt’altro che semplice, anche perché la produzione di cemento – spinta dal boom edilizio nei Paesi emergenti e in via di sviluppo, soprattutto in Asia – è destinata ad aumentare.

Perché il cemento genera emissioni?

Il cemento è una polvere grigia che insieme all’acqua e agli inerti (ad esempio sabbia o ghiaia) funge da legante e forma il calcestruzzo. Il componente principale del cemento è il clinker, un materiale ricavato dalla cottura di roccia ricca di calcare e argilla.

Due terzi delle emissioni del cemento sono generati durante la reazione chimica alla base della fabbricazione del clinker. Un terzo delle emissioni proviene invece dai combustibili fossili utilizzati per riscaldare la roccia nei forni. Il clinker si forma infatti a una temperatura di circa 1’450 °C.

Uscire dalla povertà col calcestruzzo

Cina e India, con una quota di mercato rispettivamente del 53% e dell’8% (dati del 2018), sono i principali produttori di cemento al mondo. Tra il 2011 e il 2013, la Cina ha usato più cemento che gli Stati Uniti in tutto il XX secoloCollegamento esterno.

Il calcestruzzo è a buon mercato, lo si può produrre ovunque e con facilità ed è estremamente versatile, osserva Karen Scrivener, professoressa e direttrice del Laboratorio dei materiali da costruzione del Politecnico federale di Losanna (EPFL).

“È un materiale indispensabile che svolge un ruolo centrale nella modernizzazione del pianeta e contribuisce a fare uscire la gente dalla povertà”, afferma in un’intervista alla rivista specializzata HochparterreCollegamento esterno.

Uno svizzero usa 584 kg di cemento all’anno

Le immagini degli opuscoli turistici non devono ingannare: la Svizzera non è solo natura e prati verdi. Sede della multinazionale LafargeHolcim, il terzo produttore di cemento al mondoCollegamento esterno, la Svizzera è anche tra i Paesi che proporzionalmente utilizzano più cemento, rileva David Plüss, portavoce dell’associazione nazionale di categoria cemsuisse.

“Il consumo relativamente elevato di cemento è legato alle infrastrutture ben sviluppate e mantenute della Svizzera. L’uso del calcestruzzo è essenziale per la distribuzione di acqua, gas ed elettricità, per esempio l’energia idroelettrica e le sue dighe, e per lo smaltimento dei rifiuti”, spiega a swissinfo.ch

Con 584 kg all’anno, l’utilizzo di cemento pro capite in Svizzera è oltre il doppio di quello negli Stati Uniti, in Brasile o in Francia.

Kai Reusser / swissinfo.ch

Come ridurre le emissioni del cemento?

I sei cementifici in Svizzera sono responsabili di circa il 5% delle emissioni nazionali. La soluzione più semplici per ridurre l’impatto climatico è la sostituzione dei combustibili fossili che alimentano i forni. Ad esempio, con rifiuti domestici o industriali quali biomasse, vecchi pneumatici, plastica o fanghi di depurazione. Rispetto al 1990, l’industria svizzera del cemento ha ridotto le emissioni provenienti da combustibili fossili di due terzi, indica cemsuisseCollegamento esterno.

Più difficile è il taglio delle emissioni generate dalla reazione chimica necessaria alla fabbricazione del clinker, osserva David Plüss. “Non rimane che ridurre la percentuale di clinker nel cemento, la quantità di cemento nel calcestruzzo oppure l’uso del calcestruzzo in generale”. Il calcestruzzo, aggiunge, può essere riciclato all’infinito. Una volta frantumato, può essere utilizzato come sostituto della ghiaia nel calcestruzzo nuovo. Riciclare il cemento è invece impossibile.

Agendo a ogni livello, è possibile una riduzione delle emissioni dell’80%, stima David Plüss. Per raggiungere la neutralità climatica del settore, sarà quindi necessario ricorrere alle tecnologie di cattura e stoccaggio del CO₂ prodotto dai cementifici, sostiene.

Cemento svizzero in Colombia e Costa d’Avorio

In Svizzera, il cemento Portland – il più utilizzato nel mondo, con una percentuale di clinker del 95% – è sempre più spesso sostituito con altri tipi di cementoCollegamento esterno, che emettono meno emissioni di CO₂, spiega il portavoce di cemsuisse. “La percentuale media di clinker sul mercato elvetico è del 74%. L’obiettivo è di scendere al 60% entro il 2050. La sfida è di ridurre il clinker, mantenendo però le caratteristiche del prodotto, ovvero la stabilità e la resistenza del cemento”.

All’EPFL, Karen Scrivener e il suo gruppo di ricerca hanno messo a punto un cemento in cui la percentuale di clinker è limitata al 50% grazie all’utilizzo di argilla e calcare, due materiali presenti in abbondanza. Denominato LC3Collegamento esterno (Limestone Calcined Clay Cement), consente di ridurre le emissioni del 40%, conservando le caratteristiche del Portland.

“La sfida è di ridurre il clinker, mantenendo però le caratteristiche del prodotto, ovvero la stabilità e la resistenza del cemento.”

David Plüss, cemsuisse

Attualmente, l’LC3 è prodotto commercialmente in due stabilimenti in Colombia e Costa d’Avorio. “Lavoriamo con molte aziende in diversi Paesi. C’è un forte interesse in Egitto, Malawi e in altri Paesi africani. Diverse grandi società intendono lanciare delle sperimentazioni in Europa”, afferma Karen Scrivener a swissinfo.ch.

Grazie al cemento sviluppato in collaborazione con università a Cuba e in India, si potrebbe evitare di rilasciare nell’atmosfera una quantità di CO₂ pari a dieci volte le emissioni annuali della Svizzera, stima la ricercatrice.

Il Laboratorio svizzero di prova dei materiali e di ricerca (Empa) sta da parte sua lavorando sullo sviluppo di un  cemento alternativoCollegamento esterno a base di magnesio. La particolarità è che non solo comporta meno emissioni, ma può persino legare l’anidride carbonica dell’atmosfera.

Un calcestruzzo senza cemento

Oxara, spin-off del Politecnico federale di Zurigo (ETHZ), intende rivoluzionare il settore edilizio con un calcestruzzo privo di cemento (Cleancrete), fatto con materiale di scavo argilloso e uno speciale additivo chimico.

L’obiettivo è di proporre un materiale per costruzioni sostenibili e finanziariamente accessibili in tutto il mondo, anche nei Paesi del Sud, afferma Gnanli Landrou, fondatore di Oxara. Cleancrete è del 20% più a buon mercato del calcestruzzo tradizionale e le emissioni sono ridotte di circa 25 volte.

Nel video seguente, Landrou mostra come produce calcestruzzo senza cemento:

Lo svantaggio di Cleancrete è che resiste meno alla compressione e quindi non consente di costruire in altezza, osserva il fondatore di Oxara. Attualmente, la sfida principale è convincere il settore edile e trovare finanziatori.

“In linea di principio siamo sempre interessati a una collaborazione con le startup e finanziamo una cattedra di edilizia sostenibile all’ETHZ”, afferma Christian Wengi, responsabile marketing di Holcim, intervistato dalla Televisione svizzera di lingua tedesca SRFCollegamento esterno.

Il primo calcestruzzo “climaticamente neutro”

A inizio 2020, Holcim ha lanciato Evopactzero, il calcestruzzo “più sostenibile della Svizzera”. Realizzato in parte con materiali riciclati, quello che l’azienda definisce “il primo calcestruzzo climaticamente neutro” può in realtà essere considerato ecologico solo perché le emissioni generate dalla sua produzione vengono compensate tramite progetti in Svizzera e all’estero.

Una foresta grande una volta e mezza l’India

Costruire con altri materiali è certamente possibile. ‘Architetti per il futuro’, un gruppo affiliato allo Sciopero per il clima in Svizzera, rammenta che ci sono soluzioni più ecologiche al cemento quali il legno, la paglia o la terra.

Nel quadro del “Progetto Pi” si sta studiando la costruzione, a Zugo, del primo palazzo di legno della Svizzera, di un’altezza di 80 metri. Architektur: Duplex Architekten, Visualisierung: Filippo Bolognese

Per Karen Scrivener, il calcestruzzo rimane tuttavia un materiale da costruzione irrinunciabile. Gli altri materiali comportano costi più elevati e anche più emissioni, sostiene.

“Non ho nulla contro il legno, anzi. È però irrealistico pensare che possa sostituire il calcestruzzo a livello mondiale. Solo per rimpiazzare il 25% del calcestruzzo occorrerebbe una foresta grande una volta e mezza l’India”, rileva.

È però possibile utilizzare meno calcestruzzo e risparmiare fino alla metà del materiale in alcune costruzioni, puntualizza. “L’attitudine è cambiata molto negli ultimi anni e l’industria si è impegnata a raggiungere la neutralità climatica. Spesso, gli ostacoli non sono tecnologici, ma logistici: gli attori della catena di produzione sono talmente numerosi e interconnessi che è difficile comunicare le novità a tutti i livelli. Ad esempio, un architetto non sempre sa che può realizzare la stessa opera con meno materiale”.

Non è una questione di una mancanza di volontà, sottolinea l’esperta. “Semplicemente, la gente è abituata a fare le cose in un certo modo e ci vorrà del tempo prima che cambi”.