Dal cemento autoriparante dei romani un’idea per il clima
Articolo del 18 Maggio 2023
Ispirandosi a un’antica tecnica si potrebbe aumentare la durata del cemento e ridurne così la produzione, che comporta forti emissioni di anidride carbonica.
Economico, semplice e pratico: il cemento è uno dei materiali più importanti del pianeta ma è allo stesso tempo uno dei più inquinanti in termini di gas serra. Ora la crisi climatica impone che la filiera del cemento diventi al più presto carbon neutral ma raggiungere l’obiettivo è estremamente complicato. Un grande aiuto potrebbe arrivare dagli antichi romani.
Tanti edifici degli antichi romani, come quelli di Priverno su cui è stato condotto lo studio, hanno resistito due millenni grazie anche alla capacità del loro calcestruzzo di auto rigenerarsi quando subisce fratturazioni
Ne parliamo con Admir Masic che, in uno studio pubblicato su “Science Advances”, ha rivelato alcuni segreti dell’incredibile capacità di autoriparazione dei cementi romani. Oggi al Massachusetts Institute of Technology (MIT), Masic ha trascorso molti anni in Italia, dove si è laureato. Un legame, quello con l’Italia, pieno d’amore ma anche con un po’ d’amarezza.
Che cosa avete scoperto sul cemento dei romani?
Prima di tutto abbiamo studiato alcuni campioni di calcestruzzo romano provenienti da un piccolo paese vicino Roma, Priverno (antica Privernum), e poi abbiamo cercato di ricostruirne i processi di preparazione. Sia le indagini microscopiche sia quelle spettroscopiche indicano che, a differenza di quanto ritenuto finora, i romani usassero una tecnica che oggi possiamo definire di hot mixing. Varie fonti tra cui Vitruvio indicavano che l’incredibile cemento romano, capace di indurire anche in acqua, venisse realizzato mescolando malta e pozzolana con la calce spenta, ossia calce viva già idratata. Ma in realtà le nostre indagini mostrano che veniva invece usata la calce viva. In questo caso le reazioni generano calore e scaldano la malta, perciò si parla di hot mixing.
E che cosa ci aggiunge sapere che tecnica usassero i romani?
Il cemento è un materiale essenziale: non solo è straordinario dal punto di vista meccanico, ma è facile da produrre. Possiamo definirlo «democratico» ed è uno standard difficile da sostituire. Il problema è che non è più sostenibile. Si stima che, se l’industria del cemento fosse una nazione, sarebbe la terza più inquinante del pianeta, dopo Stati Uniti e Cina. Entro pochi decenni dobbiamo arrivare a creare un materiale che sia carbon neutral. Ma parliamo di un settore con pochissimi margini e dove i guadagni arrivano solo dai grandi numeri, è difficilissimo introdurvi un nuovo prodotto se questo costa di più.
Da tempo il cemento romano è studiato perché dimostra di avere capacità di self-healing, ossia di auto rigenerazione. Non è un caso che dopo 2000 anni è possibile vedere ancora così tanti edifici romani. È facile capire che avere materiali da costruzione capaci di auto rigenerarsi quando subiscono fratturazioni avrebbe grandissimi vantaggi, ma oggi è una caratteristica difficilissima da ottenere a un costo competitivo. Studiando il calcestruzzo romano, che ha questa capacità, puntiamo a introdurre questa caratteristica anche negli analoghi moderni.
Qual era allora il “trucco”?
Quel che abbiamo osservato è che nella fase di miscelatura, usando calce viva in sostituzione della calce spenta oppure mescolando le due, si formano inclusioni, come piccoli grumi di calce, che non vengono disciolte. Quando poi si verifica una frattura nel cemento e l’acqua si infiltra nella spaccatura, quei grumi si comportano come piccole riserve di calcio che fanno riparare la frattura.
Da questa scoperta sui cementi romani cosa può cambiare?
La nostra speranza è che la soluzione che ora proponiamo possa rivelarsi realmente competitiva per l’industria. Per questo abbiamo fondato in Italia una start-up, DMAT. La nostra idea in realtà non è di replicare la tecnica dei romani, ma di trasferirne alcuni elementi nel contesto moderno e arrivare a creare uno standard nei calcestruzzi autoriparanti a un prezzo competitivo.
Il vero vantaggio non è nella trasformazione della sua produzione ma nella sua durata, fino al 50 per cento di vita in più. Se riuscissimo a costruire sistematicamente con un cemento che si autoripara, avremmo edifici o infrastrutture che dovranno essere riparate o ricostruite molto più tardi. Non è una rivoluzione nella produzione ma una significativa innovazione che permetterà di posticipare la manutenzione e nel lungo periodo di ridurre la quantità di cemento prodotto.
Sarebbe bellissimo trasformare radicalmente il cemento, inventando un materiale del tutto nuovo e con le sue stesse caratteristiche, ma bisogna guardare la realtà. Se anche lo avessimo, introdurre un materiale nuovo che nessuno conosce sarebbe davvero difficile. In più siamo in un momento di emergenza: entro 10 o massimo 30 anni dovremo usare un materiale carbon neutral perché altrimenti non potremo garantire un futuro ai nostri figli. L’unica soluzione concreta, secondo me, è fare tanti piccoli passi e modificare gli obiettivi; da un lato l’industria deve innovare, dall’altro la ricerca deve dedicarsi a soluzioni di impatto concreto.
Come mai la sua start-up è in Italia?
L’Italia mi ha dato tantissimo, continua a darmi ispirazione e soprattutto mi ha dato l’opportunità di studiare. Sono nato in Bosnia-Erzegovina, ma quando nel 1992 scoppiò la guerra ci trasferimmo a Fiume, in Croazia, in un campo profughi. Lì in quegli anni scoprii il mio talento e la mia passione per la chimica, tanto che decisi di rimanere a studiare anche quando la mia famiglia trovò modo di trasferirsi in Germania. Nel campo c’erano molte associazioni di volontariato di italiani che di fatto mi adottarono: mi insegnarono la lingua, mi aiutarono a studiare e a capire che cosa vuol dire aiutare le persone in difficoltà. Mi convinsero anche a studiare in Italia, mi laureai all’Università di Torino, feci il dottorato e aprii anche una start-up con l’amico e collega Marco Nicola.
Mi sentivo italiano, ero perfettamente integrato, amici, affetti, lavoro. Ma a un certo punto, nel momento di trasformare il permesso di soggiorno per motivi di studio a motivi di lavoro, mi scontrai con assurdità burocratiche che mi resero la vita complicatissima. Penetrò allora in me un senso di profonda frustrazione; di certo avevo già di mio il trauma mai superato di essere stato un profugo. Avevo cercato per tutta la vita di fare del bene, di integrarmi, ma mi scontrai con un sistema che mi stava respingendo. Entrai in crisi e decisi di “divorziare” con l’Italia: tagliai con tutto, anche gli affetti, e andai in Germania, dove ottenni subito il permesso di soggiorno e anche la cittadinanza. In realtà oggi in Italia ho ancora gli amici della vita e cerco sempre di ritornare. Mi piace dire che sono bosniaco di nascita, di cuore italiano, di passaporto tedesco e di cervello americano.
Fonte: Le Scienze
