Il calcestruzzo dell’antica Roma è più sostenibile diquello moderno?

Uno studio suggerisce che la maggiore durabilità del calcestruzzo romano potrebbe renderlo un’opzione più sostenibile perché potrebbe ridurre la necessità di sostituzione e manutenzione.

L’antico cemento romano, che veniva utilizzato per costruire acquedotti, ponti ed edifici in tutto l’impero, ha resistito per oltre duemila anni.

In uno studio pubblicato il 25 luglio sulla rivista iScience di Cell Press, i ricercatori hanno studiato se il ritorno al calcestruzzo romano potrebbe migliorare la sostenibilità della moderna produzione di calcestruzzo.

Hanno scoperto che riprodurre l’antica ricetta richiederebbe energia e acqua comparabili ed emetterebbe quantità simili di CO2.

Tuttavia, gli autori suggeriscono che la maggiore durabilità del calcestruzzo romano potrebbe renderlo un’opzione più sostenibile perché potrebbe ridurre la necessità di sostituzione e manutenzione.

“Studiare il calcestruzzo romano può insegnarci come utilizzare i materiali in modo da massimizzare la longevità delle nostre strutture, perché la sostenibilità va di pari passo con la durabilità”, afferma l’autrice e ingegnere Daniela Martinez dell’Universidad del Norte in Colombia.

Produrre calcestruzzo più sostenibile rimane una sfida importante nella corsa alla decarbonizzazione del settore delle costruzioni.

La moderna produzione di calcestruzzo contribuisce all’inquinamento atmosferico ed è responsabile di circa l’8% delle emissioni globali di CO2 antropogeniche e del 3% della domanda globale totale di energia.

Poiché studi precedenti hanno suggerito che il calcestruzzo romano potrebbe essere più sostenibile del calcestruzzo moderno, i ricercatori hanno deciso di mettere alla prova questa ipotesi.

“Eravamo interessati a come possiamo trarre lezioni dai loro metodi per informare alcune delle sfide di mitigazione del clima che attualmente affrontiamo nel nostro ambiente costruito”, afferma Martinez.

L’ingrediente grezzo chiave sia nell’antica Roma che nel calcestruzzo moderno è il calcare.

Quando riscaldato a temperature estremamente elevate, il calcare si decompone per produrre CO2 e ossido di calcio, che possono essere combinati con altri minerali chiave e acqua per formare una pasta che lega insieme il calcestruzzo (o la malta).

Mentre i romani incorporavano nel loro calcestruzzo rocce disponibili localmente, detriti vulcanici chiamati “pozzolana” e macerie riciclate da progetti di demolizione, il calcestruzzo moderno è realizzato mescolando cemento con vari tipi di sabbia e ghiaia.

Per confrontare la sostenibilità della produzione di calcestruzzo romano e moderno, i ricercatori hanno utilizzato modelli per stimare il volume di materie prime necessarie (ad esempio, calcare e acqua) per ciascun tipo di calcestruzzo e la quantità di CO2 e inquinanti atmosferici prodotti.

Poiché il calcestruzzo romano non era realizzato in modo uniforme, hanno confrontato diverse ricette antiche che utilizzavano diverse proporzioni di calcare e pozzolana.

Per le ricette romane, hanno anche messo a confronto la sostenibilità delle tecniche di produzione antiche e moderne e l’uso di diverse forme di energia (ad esempio, combustibili fossili, legno o altre biomasse, o energie rinnovabili).

Con loro sorpresa, i ricercatori hanno dimostrato che, per volume di calcestruzzo, la produzione di calcestruzzo romano produce CO2 simili e, in alcuni casi, superiori rispetto alle moderne formulazioni di calcestruzzo.

“Contrariamente alle nostre aspettative iniziali, l’adozione di formulazioni romane con la tecnologia attuale potrebbe non produrre riduzioni sostanziali delle emissioni o della domanda di energia”, afferma Martinez.

“L’uso di biomassa e altri combustibili alternativi per accendere i forni potrebbe rivelarsi più efficace nella decarbonizzazione della moderna produzione di cemento rispetto all’implementazione di formulazioni di calcestruzzo romano”.

Tuttavia, i ricercatori hanno stimato che la produzione di calcestruzzo romano comporterebbe minori emissioni di inquinanti atmosferici come l’ossido di azoto e l’ossido di zolfo, che sono dannosi per la salute umana.

Queste riduzioni, che variavano dall’11% al 98%, erano presenti sia che la produzione romana di calcestruzzo fosse alimentata da combustibili fossili, biomassa o energia rinnovabile, ma l’energia rinnovabile ha comportato le maggiori riduzioni.

Oltre ad essere potenzialmente meno dannoso per le persone, si ritiene che il calcestruzzo romano sia anche più resistente, il che potrebbe renderlo un’opzione più sostenibile nel tempo, soprattutto per applicazioni ad alto utilizzo come strade e autostrade, che in genere richiedono una manutenzione e una sostituzione regolari.

“Quando prendiamo in considerazione la durata del calcestruzzo, è allora che iniziamo a vedere i benefici”, afferma Martinez.

“Nei casi in cui prolungare l’uso del calcestruzzo può ridurre la necessità di produrre nuovi materiali, un calcestruzzo più durevole ha il potenziale per ridurre l’impatto ambientale”, afferma l’autrice e ingegnere Sabbie Miller dell’Università della California, Davis, USA.

Tuttavia, è molto difficile fare questo confronto, perché il calcestruzzo moderno è stato prodotto solo negli ultimi 200 anni e, a differenza del cemento armato moderno, le antiche strutture romane non utilizzavano barre d’acciaio per aumentare la resistenza.

“La corrosione dell’armatura in acciaio è la causa principale del deterioramento del calcestruzzo, quindi i confronti dovrebbero essere fatti con grande attenzione”, afferma l’autore e ingegnere Paulo Monteiro dell’Università della California, Berkeley, USA.

In futuro, i ricercatori hanno in programma di sviluppare analisi più approfondite per confrontare le prestazioni e la durata del calcestruzzo romano e moderno in diversi scenari.

“Ci sono molte lezioni che possiamo trarre dai Romani”, dice Martinez. “Se riusciamo a incorporare le loro strategie con le nostre idee moderne e innovative, possiamo creare un ambiente costruito più sostenibile”.

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