Calcestruzzo: Più Debole è, Più Inquina e Meno Resiste! Una Scoperta Incredibile

Ciao a tutti! Oggi voglio parlarvi di una cosa che mi ha davvero aperto gli occhi, qualcosa che tocca le fondamenta delle nostre città e, udite udite, anche del nostro pianeta: il calcestruzzo. Sì, proprio quel materiale grigio che vediamo ovunque. Ma siamo sicuri di sapere quanto la sua qualità possa fare la differenza? Beh, io ho voluto vederci chiaro e i risultati sono stati, a dir poco, sorprendenti.

Immaginatevi questa scena: Teheran, due edifici residenziali, praticamente gemelli. Stesso sistema strutturale, stessa altezza, ma con una piccola, subdola differenza: la resistenza del calcestruzzo. Nel primo, un solido 25 Megapascal (MPa) – per capirci, una buona resistenza. Nel secondo, a causa di qualche “pasticcio” con l’acqua aggiunta all’impasto (il famoso rapporto acqua/cemento andato a farsi benedire), la resistenza è scesa a 20 MPa. “Solo” 5 MPa di differenza, direte voi. E invece no, amici miei, è qui che casca l’asino, o meglio, l’edificio… e l’ambiente!

L’Impatto Ambientale Nascosto dietro un Calcestruzzo di Serie B

Mi sono messo lì, armato di standard ISO e del software SimaPro, per fare quella che gli esperti chiamano Life Cycle Assessment (LCA), ovvero un’analisi del ciclo di vita. In pratica, ho esaminato tutto “dalla culla al cancello” (cradle-to-gate), cioè dall’estrazione delle materie prime fino alla produzione del calcestruzzo pronto per l’uso. E cosa ho scoperto? Tenetevi forte: per raggiungere lo stesso livello di performance strutturale (teorico, perché poi vedremo che non è così), il calcestruzzo da 20 MPa ha causato il 31,8% in più di danni ambientali e inquinamento rispetto a quello da 25 MPa. Non solo, ha anche consumato il 31,8% in più di energia per essere prodotto! Avete capito bene? Una qualità inferiore significa più inquinamento e più spreco di energia, a parità di “servizio” che dovrebbe offrire.

Pensateci un attimo: l’industria delle costruzioni è una delle più grandi consumatrici di materiali ed energia al mondo. E il calcestruzzo? È il re indiscusso, il materiale più usato dopo l’acqua. Parliamo di circa 25 gigatonnellate all’anno! Ogni tonnellata di cemento prodotta rilascia quasi una tonnellata di CO₂, e l’industria del calcestruzzo è responsabile di circa il 7% delle emissioni globali di CO₂. Capite bene che ottimizzare è d’obbligo.

Nel mio studio, ho analizzato vari “capi d’accusa” ambientali:

• Potenziale di riscaldamento globale
• Acidificazione
• Eutrofizzazione (l’eccessivo arricchimento di nutrienti nelle acque, che fa male agli ecosistemi acquatici)
• Danni alla salute umana
• Danni alla qualità dell’ecosistema
• Consumo di risorse

E indovinate un po’? Il calcestruzzo da 20 MPa ha fatto peggio su tutta la linea. Il componente più “colpevole”? Il cemento, responsabile di circa l’80% dell’impatto ambientale del calcestruzzo. Quindi, meno cemento (o un suo uso più efficiente grazie a una migliore qualità del calcestruzzo finale) è sempre una buona notizia.

E la Struttura? Resiste o Barcolla?

Ma non è finita qui. Perché un calcestruzzo più debole non è solo un problema per l’ambiente, ma anche per la sicurezza e la durabilità dell’edificio stesso. Ho usato un’analisi che si chiama pushover, che simula come si comporterebbe l’edificio sotto le spinte di un terremoto. I risultati? L’edificio con calcestruzzo da 25 MPa ha mostrato una resistenza elastica superiore del 20-29% e una resistenza inelastica (cioè dopo che ha iniziato a “deformarsi” seriamente) maggiore di quasi il 16% rispetto a quello con calcestruzzo da 20 MPa.

Ma il dato che fa più impressione è lo spostamento: sotto lo stesso carico di taglio, l’edificio con il calcestruzzo più scadente ha subito uno spostamento maggiore del 34,8%. Tradotto: è molto più vulnerabile. In una zona sismica come Teheran (ma pensiamo anche a molte aree del nostro Bel Paese), questa non è una bella notizia.

Il problema, come accennavo, nasce spesso durante il trasporto del calcestruzzo preconfezionato. A Teheran, le centrali di betonaggio sono fuori città e il traffico è un incubo. Così, per evitare che il calcestruzzo inizi a indurire nel camion, gli autisti a volte aggiungono acqua. Un gesto apparentemente innocuo, che però altera il rapporto acqua/cemento, abbassando la resistenza da quella progettata (25 MPa) a quella effettiva in cantiere (20 MPa). Nel caso specifico, il rapporto a/c è passato da 0.45 a 0.66! Un disastro silenzioso.

Questa pratica non solo compromette la resistenza strutturale, ma accorcia anche la vita utile dell’edificio, aumentando la probabilità di dover intervenire con costose riparazioni o, nel peggiore dei casi, con una ricostruzione anticipata. E cosa significa ricostruire? Più consumo di risorse, più energia, più inquinamento. Un circolo vizioso.

Cosa ci insegna questa storia?

Beh, la prima lezione è che la qualità del calcestruzzo non è un optional. È fondamentale. Un calcestruzzo di buona qualità, conforme alle specifiche di progetto, non solo garantisce edifici più sicuri e durevoli, ma ha anche un impatto ambientale significativamente inferiore. Quel 31,8% in meno di danni e consumo energetico non è affatto trascurabile!

Certo, uno dei limiti del mio studio, e di molti altri in paesi come l’Iran, è la mancanza di un database ambientale locale specifico. Ho dovuto usare un database europeo, che è il più simile, ma avere dati “nostrani” renderebbe le analisi LCA ancora più precise. È una sfida per il futuro.

Le implicazioni sono enormi. Pensate a:

• La necessità di controlli più stringenti sull’aggiunta di acqua nel calcestruzzo preconfezionato durante il trasporto.
• L’importanza della formazione per gli addetti ai lavori, inclusi gli autisti delle betoniere.
• Lo sviluppo e l’uso di additivi che possano mantenere la lavorabilità del calcestruzzo più a lungo senza comprometterne la resistenza.
• L’ottimizzazione della logistica dei trasporti per ridurre i tempi di consegna.

Inoltre, questo studio sottolinea un legame cruciale: edifici costruiti con calcestruzzo di resistenza inferiore sono meno durevoli. Questo significa una maggiore probabilità di doverli ricostruire prima del previsto, il che si traduce in un consumo di risorse ancora maggiore e un impatto ambientale a lungo termine più pesante. È un po’ come comprare un prodotto scadente che si rompe subito: alla fine spendi di più e inquini di più per sostituirlo.

Guardando al Futuro: Sfide e Prospettive

Il mio lavoro, per quanto ne so, è uno dei primi a quantificare in modo così specifico l’impatto combinato, strutturale ed ambientale, di questa riduzione di qualità del calcestruzzo dovuta all’aggiunta di acqua durante il trasporto, un problema comune ma spesso sottovalutato nelle grandi aree urbane. E i risultati parlano chiaro.

Cosa si potrebbe fare in futuro? Sicuramente, come dicevo, sviluppare database LCA localizzati è cruciale. Poi, si potrebbe espandere l’analisi a una valutazione tecnico-economica del ciclo di vita, magari usando software specifici, per avere anche un quadro dei costi e benefici. Dal punto di vista strutturale, analisi sismiche ancora più avanzate, come quelle non lineari dinamiche (time history), potrebbero svelare ulteriori dettagli sugli effetti della resistenza del calcestruzzo.

Ma la cosa più importante, secondo me, è un cambio di mentalità e di pratiche nell’industria. Le imprese di costruzione dovrebbero implementare un monitoraggio rigoroso delle aggiunte d’acqua nelle betoniere. Sembra una piccola cosa, ma abbiamo visto che le conseguenze sono tutt’altro che piccole.

Insomma, la prossima volta che vedrete un cantiere, pensate a quel calcestruzzo. La sua qualità silenziosa sta determinando non solo la solidità di ciò che verrà costruito, ma anche un pezzetto della salute del nostro pianeta. E come ho scoperto, fare le cose per bene, con un calcestruzzo all’altezza, conviene a tutti: all’ambiente, alla sicurezza e, a lungo termine, anche al portafoglio!

Fonte: Springer