Un team di ingegneri guidato dalla Northwestern University ha scoperto un nuovo modo di immagazzinare la CO₂ all’interno del cemento e del calcestruzzo
Gli scienziati hanno scoperto che utilizzando una soluzione a base di acqua gassata, anziché naturale, durante il processo di produzione del calcestruzzo, si riuscirebbe a sequestrare la CO2 dall’atmosfera sempre più calda.
Le emissioni dell’industria del cemento
Innanzitutto occorre precisare che nel settore dell’edilizia il cemento è uno dei materiali più consumati al mondo, secondo solo all’acqua. Esso, infatti, è parte essenziale delle infrastrutture.
Sappiamo che per produrre il calcestruzzo nella sua forma più semplice, i lavoratori combinano acqua, aggregati fini (come la sabbia), aggregati grossolani (come la ghiaia) e cemento, che lega insieme tutti gli ingredienti.
Le industrie del cemento e del calcestruzzo risultano essere responsabili dell’8% delle emissioni globali di gas serra proprio in quanto il processo produttivo dei due materiali è causa di un enorme dispendio di energia oltre che a tantissime emissioni.
Per questo sin dagli anni ’70, i ricercatori hanno esplorato vari modi per immagazzinare la CO2 all’interno del calcestruzzo, facendo diventare il carbonio parte integrante degli edifici.
I processi tentati per immagazzinare la CO2
Fino ad oggi, per immagazzinare la CO2 all’interno del materiale sono stati utilizzati due sistemi: carbonatazione del calcestruzzo indurito o carbonatazione del calcestruzzo fresco. Nel primo approccio, i blocchi di calcestruzzo solido sono collocati in camere in cui il gas CO2 viene iniettato ad alta pressione. Nel secondo procedimento invece, il gas CO2 è iniettato direttamente nella miscela di acqua, cemento e aggregati durante la produzione del calcestruzzo.
I problemi che però i due approcci presentavano riguardavano il fatto che parte della CO2 iniettata reagiva con il cemento trasformandosi in cristalli solidi di carbonato di calcio.
Inoltre il calcestruzzo risultante era spesso indebolito e vi era un elevato consumo di energia e una bassa efficienza di cattura della CO2.
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Il nuovo approccio
L’acqua gassata è acqua a cui è stata aggiunta la CO₂, in modo da conferirle una gradevole effervescenza; da lì, l’intuizione del team. Dal momento che per produrre calcestruzzo è necessario l’apporto di acqua per miscelare le polveri, si è provato ad usare direttamente l’acqua gassata.
Nel nuovo approccio della Northwestern University, i ricercatori partendo dal processo di carbonatazione del calcestruzzo fresco, invece di iniettare la CO2 mescolandola insieme tutti gli ingredienti, hanno prima iniettato il gas CO2 in acqua mescolata con solo una piccola quantità di polvere di cemento.
Credits Image: Alessandro Rotta Loria/Northwestern University
Dopo aver mescolato questa soluzione gassata con il resto del cemento e degli aggregati, hanno ottenuto un calcestruzzo che effettivamente assorbiva CO2 durante la sua produzione.
Il risultato finale
Negli esperimenti di laboratorio, il nuovo processo ha raggiunto un’efficienza di stoccaggio della CO₂ del 45%, un risultato straordinario, perché renderebbe molto più semplice e sicuro imprigionare l’anidride carbonica. Il calcestruzzo risultante, inoltre, è resistente e durevole quanto il calcestruzzo normale.
Secondo Alessandro Rotta Loria della Northwestern il processo si sta dimostrando in grado di integrare senza alcun problema il biossido di carbonio al calcestruzzo e la sua semplicità potrebbe essere la chiave per rendere il calcestruzzo carbonato preferibile a quello tradizionale.
