Così i Big Data renderanno il nostro cemento molto più... green

Il cemento, spesso considerato la colonna portante (letteralmente!) delle nostre vite moderne, svolge un ruolo cruciale nella costruzione delle infrastrutture che definiscono il nostro mondo.

Le strade su cui viaggiamo, i ponti che attraversiamo, gli edifici in cui viviamo e lavoriamo, tutti dipendono in gran parte da questo materiale.

Ma se il cemento è stato il pilastro delle nostre società per decenni, l’urgenza di rendere più sostenibile la sua produzione è diventata un tema cruciale nel contesto delle sfide ambientali di oggi.

E così dalla Scozia arriva un progetto di ricerca ambizioso, pensato per ridurre drasticamente le emissioni di carbonio legate alla produzione di cemento, aprendo la strada a un futuro più ecologico per le nostre infrastrutture essenziali. Approfondiamo…

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Un materiale indispensabile quanto inquinante

Andiamo con ordine. Il cemento è un materiale da costruzione ampiamente utilizzato in tutto il mondo, ma ha un notevole impatto ambientale dovuto al suo ciclo di produzione e utilizzo.

Per produrre il cemento, è necessario estrarre grandi quantità di materie prime, come calcare, argilla e minerali, con conseguenti problemi ambientali, come deforestazione e la distruzione degli habitat naturali. 

Parliamo inoltre di un procedimento alquanto “energivoro”: la produzione di cemento richiede notevoli quantità di acqua e energia da fonti fossili per il funzionamento dei forni a temperature molto elevate.

Questo processo emette una quantità significativa di CO2 nell’atmosfera, contribuendo al cambiamento climatico e all’inquinamento da polveri sottili, ossidi di azoto e biossido di zolfo, che possono avere effetti negativi sulla salute umana e sull’ambiente circostante.

Come si produce il cemento? Per prima cosa le materie prime vengono triturate e asciugate, ottenendo una polvere estremamente fine.

Questa polvere viene poi sottoposta a un processo di cottura in forni che raggiungono temperature elevate, comprese tra 1300 e 1450 gradi centigradi.

Questo processo genera il clinker, un elemento cruciale nella produzione del cemento, in quanto legante principale che ne permette l’indurimento.

Il clinker si presenta sotto forma di piccole palline, che una volta raffreddatesi vengono macinate finemente e miscelate con gesso e altre sostanze per ottenere varie tipologie di cemento, a seconda delle proprietà desiderate.

La produzione di cemento genera una quantità significativa di rifiuti, come scorie di alto forno e ceneri volanti, che richiedono gestione e smaltimento appropriati.

La produzione annuale di 4,1 miliardi di tonnellate contribuisce in modo significativo alle emissioni di gas serra globali, circa l’8 per cento.

Una percentuale paragonabile a quella prodotta dai veicoli automobilistici e quasi tre volte superiore a quella generata dal settore dell’aviazione.

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L’innovativo progetto di ricerca sugli SCM

La sfida per ridurre le emissioni legate alla produzione di cemento ha ora raggiunto una svolta cruciale con il lancio dell’ambizioso progetto di ricerca guidato da FLSmidth, leader nella fornitura di attrezzature per l’industria del cemento, e dall’Università scozzese di Aberdeen.

Il partenariato di ricerca DETOCS (Digital Enhancement of the Use of Supplementary Cementitious Materials) punta a esplorare il vasto potenziale dei materiali di cemento sostitutivi, nella ricerca di una maggiore sostenibilità per il settore.

Attraverso una collaborazione tra diciotto università europee e istituti di ricerca, i ricercatori vogliono sfruttare le soluzioni digitali per ottimizzare l’utilizzo dei materiali cementizi supplementari (SCM), che rivestono un ruolo centrale per raggiungere le emissioni zero.

Gli SCM, come pozzolane (cenere vulcanica) di origine naturale e sottoprodotti industriali come ceneri volanti, scorie di altoforno e fumo di silice, offrono un’alternativa green al clinker.

Quando integrati con il cemento convenzionale, gli SCM riducono significativamente le emissioni di carbonio associate alla produzione.

L’ostacolo principale però consiste nel garantire un approvvigionamento costante di SCM di alta qualità su una scala sufficientemente ampia per renderli una scelta praticabile nella produzione di cemento. E la chiave per superare questa sfida risiede nella possibilità di passare agevolmente tra diversi SCM durante la produzione.

Il progetto punta a superare questo scoglio, sfruttando la ricchezza di dati accumulati dagli operatori dell’industria nel corso di diverse decadi.

Questi dati, quando accoppiati a una profonda comprensione dei processi di produzione, saranno la base di innovative soluzioni digitali volte a potenziare l’integrazione degli SCM nella produzione di cemento più green.

“I cementifici raccolgono già una grande quantità di dati operativi. La nostra ambizione è quella di combinare questi dati e la comprensione fondamentale della chimica del cemento per creare modelli predittivi avanzati, consentendo ai cementifici di adattare e ottimizzare rapidamente i loro processi ai nuovi SCM e di produrre cemento a bassissimo contenuto di carbonio su richiesta“, ha dichiarato il dottor Leal da Silva del Green Innovation Team della FLSmidth.

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Ecologici e smart, sono i materiali del futuro

Quello della FLSmidth non è l’unico progetto che mira a rendere più sostenibile il cemento, a immaginare un cemento green. La statunitense Brimstone.energy ad esempio, ha sviluppato un prodotto a partire dal calcio silicato (anziché dal calcare), una sostanza che se scaldata non produce CO2.

In generale, il settore edilizio, che contribuisce per il 40 per cento alle emissioni globali di gas serra, sta mettendo in campo numerosi strumenti per abbattere la propria impronta ecologica.

I principali riguardano proprio i materiali, con numerose iniziative volte a dare maggiore priorità ai materiali naturali e rinnovabili. Un’attenzione che sta crescendo anche nel settore di strade e pavimentazioni, come dimostra l’impegno di Terra Solida nell’utilizzo di materiali riciclabili ed ecologici. 

Dalle pavimentazioni agli SCM per rendere il cemento più green, il settore si rinnova e mette in cantiere un futuro più sostenibile, diventando un pilastro non solo delle nostre infrastrutture, ma anche della nostra responsabilità verso il pianeta.

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