Arriva dall’antica Roma l’innovativo calcestruzzo ecologico che si auto-rigenera: rivoluzione nell'edilizia

Un calcestruzzo ecologico in grado di abbattere le emissioni di CO2, ma soprattutto capace di auto-ripararsi. L'innovativo materiale non è stato sviluppato da una giovane start-up ma inventato migliaia di anni fa, nell’antica Roma. E’ grazie ad esso che strutture magnifiche, fotografate quotidianamente da migliaia di turisti provenienti da tutto il mondo, come gli acquedotti, il Colosseo, ponti, o anche l’incredibile cupola del Pantheon, la più grande al mondo costruita in cemento non armato, sono ancora in piedi.

Una materia prima sottovalutata

Admir Masic, professore di ingegneria civile e ambientale al Mit, ha scoperto il segreto del calcestruzzo ecologico autoriparante. Il punto di forza di questo cemento risiede di fatto nei clasti di calce, materia prima prelevata dal materiale pozzolanico come la cenere vulcanica della zona di Pozzuoli, nel Golfo di Napoli. Per anni, paradossalmente, questa miscela porosa è stata erroneamente etichettata come un qualcosa di scarsa qualità. Nella realtà dei fatti è proprio la presenza di questi insoliti ammassi di calce che rappresenta il segreto autorigenerante.

“L’idea che la presenza di questi clasti calcarei fosse semplicemente attribuita a uno scarso controllo di qualità - commenta Masic - mi ha sempre infastidito. Dopo un'accurata analisi dei campioni, tuttavia, si è notata la presenza di minuscole macchie bianche. Utilizzando tecniche di imaging e mappatura chimica gli scienziati del team di Masic hanno scoperto che, a differenza di quanto si pensava in precedenza, i romani impiegavano nella produzione del calcestruzzo una calce "viva", e non una calce "spenta", precedentemente miscelata con acqua. Le inclusioni biancastre erano in realtà forme di carbonato di calce, create solo a temperature estreme, possibili solo nella miscela che comprendeva la calce viva.

“I vantaggi della miscelazione a caldo sono duplici - spiega l’esperto del MIT -. In primo luogo, quando l’intero calcestruzzo viene riscaldato a temperature elevate, attiva dei processi che portano alla formazione di sostanze chimiche che non ottenibili con la sola calce spenta. In secondo luogo, questa temperatura aumentata riduce significativamente i tempi di indurimento e presa poiché tutte le reazioni sono accelerate, consentendo una costruzione molto più rapida”.

Un calcestruzzo ecologico che si ripara da solo

Le nanoparticelle di clasti di calce forniscono una fonte di calcio costante e reattiva. Quando compaiono le prime fessure nel calcestruzzo, seguono questi ammassi di clasti calcarei. Quando l'acqua entra in contatto con il materiale, si trasforma in una soluzione satura di calcio che può ricristallizzarsi come carbonato di calcio, autoriparando la struttura, o reagire con altro materiale pozzolanico aumentando la resistenza del calcestruzzo.

Admir Masic, professore di ingegneria civile e ambientale del MIT, insieme a Linda Seymour, Janille Maragh, Paolo Sabatini, Michel Di Tommaso e James C. Weaver, ha pubblicato un articolo sulla rivista Science Advances relativo alle reazioni che sigillano automaticamente le crepe, generando così un calcestruzzo ecologico incredibilmente duraturo.

Presto un prodotto commerciabile

Con l'aumento degli inquinanti prodotti dall'industria del cemento, diventa fondamentale produrre materiali per le costruzioni più sostenibili. Per questo motivo il professor Masic ha cercato di adattare il calcestruzzo ecologico utilizzato dai romani nella vita di tutti i giorni. Grazie all'aiuto della start-up italiana di Paolo Sabatini, DMAT, sono stati sviluppati due prodotti commerciali con prestazioni sorprendenti. Il prossimo passo è quello di trasformare questa miscela per l'utilizzo in stampanti 3D, consentendo la creazione di un calcestruzzo ecologico, auto-riparante e senza sprechi.