Ogni anno vengono prodotti oltre 4 miliardi di tonnellate di cemento e la produzione globale di cemento è responsabile di circa l’8% delle emissioni globali. L’efficienza dei materiali nel settore del cemento e del calcestruzzo, compresi il riutilizzo, la riparazione, il riciclaggio e il downcycling, può ridurre parzialmente le emissioni di gas serra e contribuire a rallentare la crescita delle emissioni nel settore. Per massimizzare l’impatto di queste misure di circolarità, sono necessarie alcune misure e politiche chiave. Tuttavia, oltre alle misure di circolarità, la produzione primaria di cemento deve ancora essere decarbonizzata.
Riparazione, riutilizzo, riciclo e downcycling di calcestruzzo e cemento:
Il calcestruzzo è uno dei materiali più utilizzati al mondo . A differenza dell’acciaio, il calcestruzzo è un materiale composito ed è costituito da ghiaia o pietrisco (≈41%), sabbia (≈26%), acqua (≈17%), cemento (≈11%) e aria (≈6%) , il che lo rende più difficile da scomporre nei suoi singoli componenti. La maggior parte delle emissioni derivanti dalla produzione di calcestruzzo deriva dalla fabbricazione di uno dei suoi componenti, il cemento. Ogni anno vengono prodotti oltre 4 miliardi di tonnellate di cemento. La produzione globale di cemento è responsabile di circa l’8% delle emissioni globali . È il secondo più grande emettitore industriale di CO2 dopo il ferro e l’acciaio e il 90% delle sue emissioni è causato dalla produzione di clinker .
Come possiamo raggiungere un settore del cemento e del calcestruzzo più efficiente?:
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Riparazione e riutilizzo:
Durante una vita di utilizzo, gli edifici e le infrastrutture si deteriorano. Questo deterioramento si manifesta sotto forma di fessurazione, frattura, delaminazione e corrosione della struttura . Il deterioramento dei materiali in calcestruzzo può essere rallentato da misure come la protezione dalla corrosione (ad esempio, la protezione catodica) combinata con la riparazione del calcestruzzo deteriorato con materiali come i polimeri rinforzati con fibre (plastica) . Sebbene l’erosione delle proprietà fisiche di una struttura possa essere rallentata con la manutenzione e la riparazione, alla fine la struttura diventa inadatta all’uso e deve essere smontata. Dopo la messa fuori uso di un edificio o di un’infrastruttura, alcune sue parti possono essere riutilizzate per nuovi scopi in cantieri vicini.
Anche se il processo di restituzione all’uso degli elementi in calcestruzzo esistenti è complesso, il riutilizzo di elementi prefabbricati in calcestruzzo provenienti da cantieri vicini ,presenta potenziali vantaggi ambientali grazie alla presunta riduzione del consumo di nuovo calcestruzzo. La riparazione e il riutilizzo degli elementi in calcestruzzo possono aumentarne la durata e contribuire all’efficienza dei materiali utilizzati per il cemento e il calcestruzzo. Tuttavia, ogni caso deve essere valutato per garantire che i costi energetici e materiali del processo non superino i benefici del riutilizzo o della riparazione degli elementi in calcestruzzo.
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Riciclaggio:
Se gli elementi in calcestruzzo non possono essere riutilizzati per uno scopo diverso, possono essere parzialmente riciclati per produrre nuovo calcestruzzo . Tradizionalmente, il calcestruzzo veniva riciclato solo in granuli più piccoli, che poi non potevano essere utilizzati per la produzione di nuovo calcestruzzo. Tuttavia, rompere le macerie di calcestruzzo attraverso l’anello più debole (la pietra di cemento) , può isolare i suoi diversi componenti e contribuire alla produzione di nuovo calcestruzzo. Durante il processo di indurimento, il calcestruzzo reagisce chimicamente passando dallo stato liquido a quello solido. Questa reazione non è completa, quindi una parte del cemento reattivo può essere recuperata. Con le nuove tecnologie sviluppate dai migliori esperti in materia, esso è in grado di prendere le macerie di calcestruzzo e di trasformarle meccanicamente in sabbia, ghiaia e cemento reagito e non reagito. Alcuni di questi componenti possono essere utilizzati per la produzione di nuovo calcestruzzo.
Una parte del cemento non reagito può essere recuperata dal vecchio calcestruzzo, che può quindi sostituire direttamente il cemento prodotto. Tuttavia, il riciclaggio è ancora associato a significative perdite di materiale e dovrà quindi essere integrato con la decarbonizzazione della produzione di cemento primario. Tuttavia, il cemento recuperato dal processo può essere utilizzato per creare nuovo calcestruzzo solo se non ha reagito ,per formare calcestruzzo solido (cioè non è stato “curato”). Ciò significa che durante il processo di riciclaggio una parte del cemento viene persa, sia perché ha già reagito, sia per perdite di materiale. A causa di queste limitazioni, il riciclaggio del cemento deve essere integrato con la produzione di cemento primario. Pertanto, almeno la metà del cemento destinato alla produzione di nuovo calcestruzzo dovrà essere prodotto attraverso il processo di produzione convenzionale .
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Downcycling:
Il riciclaggio a valle avviene quando il calcestruzzo recuperato non ha le caratteristiche necessarie per essere riutilizzato in strutture simili o riciclato per produrre calcestruzzo liquido. La frantumazione del calcestruzzo e il suo utilizzo in diverse applicazioni è oggi una pratica comune nel settore delle costruzioni e dell’edilizia. Rispetto al riciclaggio, la frantumazione del calcestruzzo è meno complessa e quindi più accessibile e comune. Il calcestruzzo può essere frantumato in una dimensione specifica e utilizzato come aggregato in nuove strutture in calcestruzzo . Attualmente, gli aggregati ottenuti dal calcestruzzo riciclato rappresentano circa il 6-8% degli aggregati utilizzati in Europa. Il calcestruzzo frantumato può essere utilizzato anche per costruire strade, fondazioni di edifici , marciapiedi , barriere antierosione e altre applicazioni.
Il calcestruzzo riciclato evita lo smaltimento in discarica, ma non influisce sulle emissioni derivanti dalla produzione di cemento, poiché soddisfa la domanda di diverse applicazioni (ad esempio, la costruzione di strade). Tuttavia, ciò significa che il downcycling non può sostituire il calcestruzzo in tutti i casi e che la produzione di cemento primario per produrre nuovo calcestruzzo è ancora necessaria. In altre parole, il riciclaggio del calcestruzzo sostituisce gli aggregati ed evita lo smaltimento in discarica, ma non sostituisce la produzione di cemento primario.
Qual è l’impatto delle misure di circolarità sulle emissioni nel settore del cemento e del calcestruzzo?..
Le misure di riparazione, riutilizzo, riciclo e downcycling nel settore del calcestruzzo aumentano l’efficienza dei materiali e mirano a preservare il valore dei materiali prodotti per un periodo di tempo più lungo. Grazie alla riparazione, al riutilizzo e al riciclo, la domanda di cemento di nuova produzione potrebbe potenzialmente ridursi e, con essa, le emissioni provenienti dal settore del cemento. Queste misure possono anche contribuire a rallentare l’accumulo di rifiuti edili nelle discariche dedicate. Le misure di circolarità nel cemento e nel calcestruzzo possono avere un impatto ambientale positivo, ma potrebbero non influenzare le emissioni del settore nel breve periodo.
Tuttavia, il riciclaggio dipende ancora dalla produzione primaria a causa della qualità dei materiali ottenuti attraverso i processi di riciclaggio e frantumazione. In altre parole, i tassi di riutilizzo e riciclaggio del calcestruzzo dipendono dalle proprietà e dalla purezza dei materiali recuperati. Ad esempio, quando è disponibile un calcestruzzo di buona qualità, esso può sostituire il 20%-30% dell’aggregato totale in una nuova miscela di calcestruzzo, il che significa che per i nuovi materiali strutturali sono sempre necessari nuovi aggregati e cemento . Il riutilizzo e il riciclo del cemento possono ridurre parzialmente le emissioni di gas serra e contribuire a rallentare la crescita delle emissioni nel settore .
Vale anche la pena di notare che qualsiasi misura di circolarità in settori come l’edilizia dipenderà dalla demolizione di strutture in calcestruzzo e dalla costruzione di nuove strutture allo stesso tempo e nella stessa area. La maggior parte delle emissioni nella catena del valore del calcestruzzo si verifica durante il processo di produzione del cemento e dovrà essere ridotta direttamente nei siti di produzione per raggiungere la neutralità del carbonio. In generale, l’impatto climatico delle misure di circolarità nel settore del cemento e del calcestruzzo sarà specifico per ogni caso .
Misure chiave e fattori abilitanti necessari:
Oltre alle misure di circolarità, è necessario de carbonizzare la produzione primaria di cemento. Per raggiungere grandi percentuali di riciclo, sono necessarie tecniche di separazione e trattamento più efficienti per produrre un materiale sufficientemente puro e omogeneo per la nuova produzione di calcestruzzo. Per raggiungere tassi di efficienza dei materiali più elevati, sono necessari piani espliciti per la gestione e la selezione dei rifiuti da costruzione e demolizione. Per migliorare la separazione dei materiali in loco, sono necessarie unità di selezione mobili e strutture dedicate. Anche la progettazione di edifici e infrastrutture per conservare il valore dei materiali e consentire la riparazione della struttura può avere un impatto positivo. Inoltre, progettare edifici che consentano adattamenti futuri e una semplice decostruzione può aiutare nel processo di decostruzione e smistamento a fine vita della struttura in calcestruzzo.
