Nel caso degli edifici, il calcestruzzo ha un ruolo importante anche nella fase di utilizzo, prevalentemente legata al consumo di energia termica ed elettrica per il riscaldamento, raffrescamento e illuminazione.
È questa, infatti, che mediamente genera un consumo di CO2 superiore all’80% dell’intero fabbisogno dello stabile, nel corso della sua vita utile.
Grazie alla elevata capacità termica, alla tenuta all’aria a lungo termine e ad altre caratteristiche, il calcestruzzo può essere progettato per ridurre i consumi degli edifici a 50 kWh/m2/anno o meno, quando il consumo medio è stimato in 150-200 kWh/m2/anno di energia.
A questo si aggiunge il vantaggio legato alla riduzione delle oscillazioni di temperatura interna, altro effetto della elevata capacità termica del calcestruzzo.
Uno studio della Concrete Initiative ha mostrato che si possono ottenere significativi risparmi sia a livello della rete elettrica (ad esempio riducendo il bisogno di eccesso di capacità per coprire i picchi di domanda fino al 50%), che a livello di singoli edifici, con una conseguente maggiore penetrazione di fonti energetiche rinnovabili e riduzione delle emissioni di CO2 (fino al 25% di risparmio di CO2 per struttura).
Il settore del calcestruzzo, inoltre, nella consapevolezza del ruolo chiave del materiale per la sostenibilità delle costruzioni, è fortemente impegnato nella ricerca e nello sviluppo di soluzioni ambientalmente sempre più performanti.
Le normative nazionali sugli acquisti verdi (CAM Edilizia), i rating di sostenibilità degli edifici e delle infrastrutture, sono solo alcuni esempi.
In questo contesto il settore è stato capace di andare oltre le caratteristiche più note del materiale, sviluppando soluzioni ad alto contenuto innovativo.
Ne sono un esempio il calcestruzzo drenante che consente all’acqua di filtrare, riducendo l’impermeabilizzazione e la temperatura al suolo oppure il calcestruzzo fotoluminescente cioè capace di assorbire energia solare e riemetterla come fonte luminosa di notte.
Un vantaggio ambientale interessante è offerto dal calcestruzzo fotocatalitico che, grazie a un processo naturale – la fotocatalisi – è in grado di accelerare i processi di ossidazione già esistenti in natura, favorendo una più rapida decomposizione degli inquinanti.
Anche nell’evoluzione tecnologica dei calcestruzzi ad uso strutturale, l’aspetto ambientale ha avuto un ruolo fondamentale.
Il calcestruzzo a basso calore di idratazione, studiato per getti massivi al fine di contrastare il rischio di fessurazioni e aumentare la durabilità della struttura coniuga efficienza nella realizzazione, qualità e sicurezza del risultato con un ridotto impatto ambientale, grazie al basso contenuto di clinker.
ello stesso modo, il calcestruzzo ultra-performante (UHPC), scelto per le eccezionali prestazioni meccaniche (resistenza a compressione e resistenza a flessione decisamente superiori a quelle di un calcestruzzo ordinario), contribuisce a ridurre le quantità di materia prima impiegata poiché permette di ridurre il volume di calcestruzzo necessario a sostenere un carico.
Il calcestruzzo drenante.
Il calcestruzzo drenante ha la capacità di replicare le modalità con le quali l’acqua filtra naturalmente nel suolo.
In questo modo, consente il naturale flusso delle acque, riduce il rischio di impermeabilizzazione dei terreni e assicura una maggiore resilienza rispetto a inondazioni o altri eventi metereologici importanti.
Altri vantaggi sono la riduzione dell’effetto di risalita delle radici delle piante, il rispetto dell’ecosistema nei substrati sottostanti il suolo e la possibilità di riciclare in maniera più incisiva i materiali a fine vita.
Si tratta di una soluzione che risponde alla sempre crescente esigenza di ridurre l’impermeabilizzazione dei suoli, soprattutto in ambito urbano.
Nel caso delle precipitazioni estreme, essendo porose, le nuove pavimentazioni impediscono i fenomeni di acqua planning, tanto pericolosi per automobilisti e conducenti delle due ruote in genere.
Utilizzabili fra l’altro per strade, piazze, giardini, percorsi ciclopedonali, spazi condominiali, i calcestruzzi drenanti rispondono all’esigenza di mantenere la permeabilità del suolo che trova spazio anche nella più recente normativa sugli acquisti verdi.
Inoltre, il colore chiaro del calcestruzzo unito alla capacità drenante contribuisce in maniera importante a ridurre l’effetto “isola di calore” negli ambienti urbani.
Nei periodi più caldi, i picchi di temperatura al suolo possono raggiungere anche i 60°.
Grazie al calcestruzzo drenante le temperature al suolo possono scendere fino a 30-35°.
Il calcestruzzo fotoluminescente.
Il calcestruzzo fotoluminescente è un calcestruzzo per pavimentazioni con effetto architettonico e fotoluminescente, cioè capace di assorbire energia solare e riemetterla come fonte luminosa di notte.
La fotoluminescenza è una fonte di energia pulita, rinnovabile e sicura per gli esseri umani e per l’ambiente circostante.
Questi calcestruzzi sono, dunque, ideali per la mobilità lenta, ad esempio per la realizzazione di marciapiedi, sentieri pedonali e ciclabili, piazze e parcheggi in zone di scarsa illuminazione.
Il calcestruzzo fotocatalitico.
Il calcestruzzo fotocatalitico, grazie a un processo naturale – la fotocatalisi – è in grado di accelerare i processi di ossidazione già esistenti in natura, favorendo una più rapida decomposizione degli inquinanti.
Utilizzato in ambiente urbano contribuisce al miglioramento della qualità dell’aria e a mantenere pulite le superfici degli edifici.
Il calcestruzzo fotocatalitico, infatti, evita l’accumulo e l’adesione in superficie degli inquinanti.
Le pavimentazioni stradali in calcestruzzo in galleria.
Le pavimentazioni stradali in calcestruzzo non solo sono più sicure, durature e confortevoli, ma sono anche sostenibili e riciclabili e sono la scelta ideale soprattutto in galleria.
Il colore chiaro della pavimentazione consente, infatti, un risparmio considerevole sull’illuminazione.
Non infiammabile e atossico, il calcestruzzo contribuisce, inoltre, a ridurre i rischi in caso di incendio nelle gallerie stradali.
Se si utilizzasse il calcestruzzo per realizzare la pavimentazione di 2.000 gallerie italiane si eviterebbe l’emissione in atmosfera di 3,5 milioni di tonnellate di CO2, nel corso della vita utile dell’infrastruttura (20 anni).
Ciò grazie alla minore necessità di manutenzione e di illuminazione rispetto alle soluzioni alternative, che in Italia rappresentano la consuetudine nelle opere stradali.
Esemplificando, ciò equivarrebbe a togliere dalla circolazione 140.000 automobili ogni anno, alle emissioni generate in 20 anni da città delle dimensioni di Aosta o Vibo Valentia o ancora a quelle che in 20 anni potrebbe assorbire un’area verde estesa come 6 volte Parco Sempione a Milano o 3 volte Villa Borghese a Roma.
Sono questi i dati che emergono dall’elaborazione dei risultati di uno studio dal Dipartimento di Ingegneria Civile Edile e Ambientale della Sapienza Università di Roma.
Si tratta di risultati sui quali varrebbe la pena di riflettere attentamente al momento di effettuare scelte progettuali, soprattutto in un Paese come il nostro dove le gallerie hanno un peso importante sul complesso della rete stradale.
L’Italia è, infatti, tra le nazioni che ospitano il maggior numero di gallerie: è il primo Paese europeo per chilometri e il secondo al mondo per numero di tunnel.
Calcestruzzo a basso calore di idratazione per edifici alti.
Il calcestruzzo a basso calore di idratazione è studiato per getti massivi al fine di contrastare il rischio di fessurazioni, garantendo elevata durabilità.
Una volta gettato, infatti, il calcestruzzo indurisce grazie alla reazione di idratazione del cemento.
Tale processo produce una certa quantità di calore.
Nel caso delle strutture massive come le fondazioni, il calore prodotto è elevato e c’è un aumento del rischio di fessurazione del calcestruzzo, con conseguenze negative sulla struttura stessa.
È per questo che in tali situazioni si utilizza un cemento in grado di sviluppare poco calore e quindi di evitare il rischio di fessurazione del calcestruzzo.
Si tratta di un prodotto che coniuga efficienza nella realizzazione, qualità e sicurezza del risultato con un ridotto impatto ambientale, grazie al basso contenuto di clinker.
È il caso, ad esempio, degli edifici alti per i quali vengono utilizzati calcestruzzi ad alte resistenze e a basso calore di idratazione, soprattutto per la realizzazione delle fondazioni.
Costruire in verticale è, in ambito urbano, la risposta più sostenibile alla crescente domanda di spazi di una popolazione in crescita.
Il calcestruzzo è, anche in questo caso, protagonista indiscusso come dimostrano le tendenze costruttive in tutto il mondo.
Innovare i processi: calcestruzzo per cantieri sempre più efficienti.
Oltre alle innovazioni di prodotto contano molto anche le innovazioni di processo che riguardano ad esempio produzione, posa in opera, getti massivi.
Grazie a un adeguato progetto organizzativo, per coordinare l’attività produttiva, di trasporto, di impiego delle betonpompe, di controllo, di consegna e di ripartenza una opportuna attività di formazione, relativa a mansioni, ruolo nel getto, importanza dei propri comportamenti, identificazione dei risultati e degli obiettivi attesi, è possibile fornire calcestruzzo con continuità.
Una soluzione che, nel caso dei getti massivi come quelli delle fondazioni dei grattacieli, risulta fondamentale per la gestione efficace del cantiere, riducendo i tempi e garantendo prestazioni eccellenti.
È un’innovazione di processo di cui beneficiano tutti gli attori in gioco: l’impresa committente riduce i costi, i lavoratori limitano i rischi sulla sicurezza, il fornitore di calcestruzzo contribuisce a una migliore qualità del manufatto e la comunità interessata dal cantiere percepisce un impatto minore delle attività di costruzione.
(Articolo di Claudio Gerino, pubblicato con questo titolo il 18 dicembre 2020 sul sito online del quotidiano “la Repubblica”)
