"Ce­mento a basse emis­sioni di car­bo­nio per una pro­get­ta­zione strut­tu­rale senza com­pro­messi

Sviluppato al Laboratory of Construction Materials dell’EPFL sotto la guida di Karen Scrivener, LC^₃  (Limestone Calcined Clay Cement) si sta affermando come una delle alternative più credibili al cemento Portland ordinario. La sua forza risiede nella capacità di ridurre sensibilmente l’impronta carbonica del cemento senza penalizzare prestazioni meccaniche, durabilità, disponibilità delle materie prime o costi. Già normato e impiegato in progetti reali, LC^₃   ha ormai superato la fase sperimentale.

L’impatto ambientale del calcestruzzo non è tanto un’impronta di carbonio intrinsecamente elevata quanto la scala del suo impiego: i materiali cementizi rappresentano circa tre quarti dei materiali utilizzati nel mondo e sono responsabili di circa l’8% delle emissioni antropiche globali di CO₂. Poiché nessun altro materiale da costruzione combina con la stessa efficacia disponibilità, economicità e facilità d’uso, la sfida consiste nel decarbonizzare il cemento, e in particolare il clinker, responsabile della maggior parte dell’impatto ambientale del calcestruzzo.

LC_³  sostituisce una quota significativa di clinker con argilla calcinata e calcare, riducendo fino al 40% l’impronta carbonica del cemento. Il vantaggio è duplice: diminuiscono le emissioni di processo legate alla decarbonatazione del calcare e si riduce il fabbisogno energetico, poiché l’argilla viene calcinata a circa 700–800 °C, contro i circa 1450 °C necessari per produrre clinker. Grazie alla reattività pozzolanica dell’argilla calcinata e alla sua interazione con il calcare, è possibile sostituire fino al 50% del clinker mantenendo resistenza e durabilità comparabili a quelle dei sistemi convenzionali.

Un aspetto decisivo è la disponibilità delle risorse. A differenza della loppa d’altoforno e ceneri volanti, sottoprodotti industriali limitati e distribuiti in modo disomogeneo, le argille idonee e il calcare sono abbondanti e diffusi a scala globale. Se un terzo della produzione mondiale di cemento fosse convertito a LC^₃  -50, il settore potrebbe evitare circa 250–300 milioni di tonnellate di CO2 all’anno. La tecnologia è già prodotta in circa 35 impianti e commercializzata in diversi Paesi, tra cui la Svizzera.

Le applicazioni recenti mostrano inoltre che LC^₃   non richiede una rivoluzione nelle pratiche costruttive. Impianti di betonaggio, pompaggio, posa e stagionatura possono essere utilizzati senza modifiche sostanziali. In Svizzera, il materiale è stato impiegato nella Tilia Tower di Malley e nel progetto Double Deck dell’EPFL. In quest’ultimo caso sono state realizzate travi precompresse in calcestruzzo LC^₃   C40/50 con luci di circa 20 m: le prove sperimentali hanno mostrato un comportamento al post-tensionamento equivalente a quello del calcestruzzo Portland. Anche modulo elastico, ritiro e aderenza alle armature seguono relazioni coerenti con quelle note, permettendo di applicare gli attuali criteri di dimensionamento.

Sul piano della durabilità, LC^₃  offre prestazioni particolarmente promettenti: migliora la resistenza alla penetrazione dei cloruri e alla reazione alcali-silice e presenta un comportamento al gelo-disgelo comparabile a quello dei calcestruzzi convenzionali. La carbonatazione avanza più rapidamente, ma non coincide automaticamente con la corrosione delle armature: il rischio reale dipende dalle condizioni di esposizione, dall’umidità e dall’ambiente di servizio.

LC^₃   non rappresenta tuttavia una soluzione isolata. La decarbonizzazione del settore richiede tre azioni complementari: ridurre il clinker nel cemento, ridurre il cemento nel calcestruzzo e ridurre la quantità complessiva di calcestruzzo attraverso una progettazione strutturale più efficiente. Insieme, queste strategie potrebbero evitare una parte molto consistente delle emissioni del settore. La sfida, oggi, non è più inventare la tecnologia, ma diffonderla su larga scala.