Sostenibilità

L’Economia circolare di cemento e calcestruzzo: soluzione per mitigare i cambiamenti climatici

L’Europa ha individuato nell’economia circolare un fattore propulsivo per ridurre le emissioni di gas a effetto serra e recentemente è tornata a ribadire questa affermazione in un documento del 4 ottobre adottato dal Consiglio dell’Unione europea, nel quale viene anche indicato quello dell’edilizia fra i settori chiave per promuovere l’economia circolare. In particolare, l’approccio europeo considera il contributo dell’economia circolare alla riduzione delle emissioni di CO2 associate al risparmio di risorse non rinnovabili che si può ottenere dal riutilizzo dei prodotti esistenti e dal riciclo e recupero degli scarti.

Un recente rapporto pubblicato dalla Ellen MacArthur Foundation afferma che forzare la conversione verso l’economia circolare nei comparti dell’acciaio, della plastica, dell’alluminio, del cemento e della produzione di cibo, consentirebbe di ridurre al 2050 il 40% (ossia 3,7 miliardi di tonnellate) delle emissioni mondiali di CO2. Un simile risultato si otterrebbe, però, solo adottando un approccio integrato: la riduzione dei rifiuti lungo l’intero arco produttivo potrebbe contribuire con -0,9 miliardi di tonnellate di CO2 l’anno; il riuso di prodotti e componenti garantirebbe -1,1 miliardi di tonnellate di CO2 l’anno; il riciclo un taglio di -1,7 miliardi di tonnellate di CO2 l’anno. 

Con specifico riguardo alla filiera del cemento e del calcestruzzo, rappresentata in Federbeton, in questi anni sono stati pubblicati diversi documenti tecnici che hanno ravvisato, nell’azione sinergica fra cemento, calcestruzzo e intero settore delle costruzioni, la linea guida da seguire per rispettare gli obiettivi di mitigazione climatica, come la roadmap indicata dal Cembureau o lo studio del Politecnico di Zurigo e della Scuola politecnica federale di Losanna.

Anche Federbeton a luglio scorso ha voluto redigere un proprio position paper dal titolo “Mitigazione dei cambiamenti climatici attraverso l’applicazione dei principi di economia circolare” che rappresenta la propria posizione sul tema, per far comprendere quali strategie stia applicando l’industria del cemento e del calcestruzzo, ma anche quali barriere si frappongano al raggiungimento dei risultati attesi e quali siano le soluzioni possibili.

Le strategie della filiera

Lungo la filiera del cemento e del calcestruzzo ciascun attore ha già fornito, può e potrà fornire contributi più o meno consistenti alla riduzione delle emissioni di CO2. In funzione del proprio processo produttivo e della tipologia di prodotto esistono delle oggettive potenzialità di contenimento dei livelli emissivi, valutabili non solo tecnicamente, ma anche in termini di sostenibilità economica.

Nel settore del cemento, meno del 40% delle emissioni di CO2 è legato alla combustione necessaria per fornire energia termica al processo di produzione del clinker, il costituente principale del cemento, mentre almeno il 60% è legato alla decarbonatazione della materia prima calcarea impiegata (dissociazione del CaCO3 in CaO+CO2) e come tale pressoché incomprimibile, poiché alla base della miscela cruda da cui origina il clinker, il semilavorato da cui si ottiene successivamente il cemento.

Ciò che potrebbe garantire buoni margini di riduzione dell’aliquota emissiva di CO2 è intervenire sulle emissioni legate alla combustione, ricorrendo all’utilizzo dei combustibili non convenzionali, sostitutivi di quelli fossili. Il recupero di calore tramite combustibili derivati dai rifiuti è la tecnologia che garantisce i margini di manovra più significativi per incidere sulla riduzione delle emissioni di CO2, grazie alla frazione di biomassa in essi contenuta (carbon neutral). Evitando inoltre i conferimenti in discarica si azzerano possibili emissioni non controllate di metano (CH4), estremamente più impattanti rispetto alla CO2 stessa, in quanto a effetti climalteranti.

Il recupero nel forno da cemento dell’energia contenuta negli scarti è attuato in Europa da circa 20 anni in modo completo e senza alcuna conseguenza negativa sulle emissioni e sulla qualità del prodotto. Questa modalità di valorizzare i rifiuti, tecnologia ben consolidata e sostenuta da molti governi nazionali, rappresenta mediamente circa il 46% del totale del calore immesso nei forni da cemento nei Paesi della UE. In Italia invece rappresenta meno del 20% (dati Rapporto di sostenibilità Aitec 2018) del consumo termico complessivo del Settore, pur essendo gli impianti produttivi in linea con le migliori tecnologie disponibili (BAT) e dunque tecnologicamente predisposti per farne uso.

La causa è principalmente da ricercare nelle difficoltà che si riscontrano a livello locale per l’ottenimento delle autorizzazioni previste dalla normativa vigente, nonché alla frammentazione delle competenze in materia, ma anche alla diffusa e ingiustificata pregiudizievole diffidenza dell’opinione pubblica verso forme di recupero energetico dei rifiuti.

Nella ipotesi di un impiego di tali combustibili non convenzionali, facendo delle ipotesi a breve-medio temine, assumendo la produzione annua nazionale di cemento a 22 milioni di tonnellate (è stata di 19,3 milioni di tonnellate del 2018), con un tasso di sostituzione calorica del 50%, i combustibili utilizzabili derivanti dalla trasformazione dei rifiuti ammonterebbero a 1,2 milioni di tonnellate, consentendo di evitare l’emissione di 1 milione di tonnellate di CO2 grazie alla biomassa presente nei combustibili alternativi e a 788.000 TEP (tonnellate equivalenti di petrolio) risparmiati.

In tale ambito Federbeton evidenzia un problema legato all’applicazione del D.M. 22/2013 End of Waste sui CSS (Combustibili Solidi Secondari) che, a sette anni dalla sua emanazione, non ha portato ancora risultati rilevanti in termini di produzione e di utilizzo di tali combustibili alternativi.

La sostituzione dei combustibili fossili in cementeria con i CSS, oltre ai benefici ambientali fin qui descritti, permette di risolvere il problema dei materiali che residuano dalla raccolta differenziata, che non possono essere recuperati altrimenti e non dovrebbero essere smaltiti in discarica e che, alternativamente all’incenerimento, andrebbero avviati alla loro valorizzazione energetica.

Andrebbe pertanto sostenuto con provvedimenti normativi di incentivazione, con campagne informative da parte del Ministero dell’Ambiente, il ruolo del co-processamento degli scarti post-raccolta differenziata come combustibili alternativi in cementeria, in modo da contribuire alla chiusura del ciclo dei rifiuti. L’utilizzo dei CSS in cementeria rappresenta certamente una integrazione virtuosa se non un’alternativa alla termovalorizzazione, laddove non siano sufficienti gli impianti esistenti, aiutando le comunità locali e contribuendo a risolvere il problema del trattamento dei rifiuti non riciclabili, con riduzione quindi anche della tariffa rifiuti a carico dei cittadini.

Ulteriori miglioramenti dell’efficienza termica ed elettrica, su cui ha investito l’industria del cemento in questi anni, possono invece considerarsi limitati, mentre la vera sfida è un molto maggiore utilizzo di materie prime a minor intensità di carbonio per la produzione del clinker e del cemento. Il settore attualmente sostituisce il 6% delle materie prime naturali con materiali di recupero, un tasso in questo caso superiore alla media europea (5%). 

La norma di prodotto (UNI EN 197-1) consente ad esempio di variare il contenuto di clinker dal 5 al 95%, sostituendolo con scarti e sottoprodotti provenienti da altre attività industriali che non richiedono la stessa intensità energetica, come ad esempio ceneri volanti, scorie d’altoforno, scisti calcinati, pozzolana calcinata, sedimenti di dragaggio. Ci sono ancora dei condizionamenti tecnici a queste possibilità di sostituzione che non consentono di ipotizzare una produzione consolidata e uno sviluppo consistente, relegando i cementi a minor contenuto di clinker a una presenza limitata sul mercato, anche a causa della scarsa reperibilità di alcuni dei materiali sostitutivi. Attualmente il tenore di clinker nel cemento in Italia si aggira intorno al 75%, ma si sta lavorando per ridurre significativamente questo valore.

Passando al prodotto calcestruzzo, questo materiale può essere considerato una delle soluzioni per costruire un futuro a emissioni zero per l’Italia e l’Europa. Grazie a prestazioni come resistenza, adattabilità e durabilità è il materiale idoneo a realizzare le infrastrutture, anche quelle a supporto della produzione di energie alternative come le pale eoliche e i loro basamenti o di edifici che richiedono livelli di sicurezza eccezionali come le centrali idroelettriche, le dighe. 

La caratteristica del calcestruzzo di durare nel tempo abilita un minor consumo di risorse non rinnovabili, contribuendo a non impoverire gli ecosistemi e a ridurre le emissioni associate alla realizzazione delle opere edili rispetto ad altri materiali.

Il calcestruzzo fornisce anche un importante contributo al miglioramento dell’efficienza termica degli edifici. Gli edifici generalmente consumano 150-200 kWh/m2/anno di energia. I moderni calcestruzzi, grazie alla elevata capacità termica, alla tenuta all’aria a lungo termine e ad altre caratteristiche, possono essere progettati per ridurre i consumi degli edifici a 50 kWh/m2/anno o meno.

Il calcestruzzo può inoltre essere prodotto sostituendo parte delle materie prime costituenti con materie di recupero, come nel caso degli aggregati.

Gli aggregati naturali provenienti da cava possono infatti essere sostituiti quasi totalmente da aggregati industriali ovvero da scarti di altri processi industriali come le scorie di acciaieria o da aggregati ottenuti dal riciclo dei rifiuti da costruzione e demolizione. In questo caso vanno rispettate le percentuali di sostituzione imposte dalle Norme tecniche per le costruzioni, stabilite in funzione della resistenza: più è alta la prestazione, minore è la quantità di aggregato grosso da riciclo che si può utilizzare. In media la sostituzione praticabile è di circa il 30%. Con gli aggregati riciclati e industriali possono essere realizzati sia calcestruzzi strutturali, che non strutturali (sottofondi stradali, riempimenti, strati accessori, ecc.). Nel calcestruzzo possono essere anche utilizzate altre materie prime secondarie come aggiunte (è il caso ad esempio delle ceneri e delle loppe d’altoforno).

Dal punto di vista delle caratteristiche tecniche i materiali da riciclo devono soddisfare gli stessi criteri di quelli naturali e sottostare alle stesse norme di prodotto.

La produzione di calcestruzzo con una parte di costituenti riciclati (almeno il 5% in peso) è prevista anche, nell’ambito del Green Public Procurement, dai Criteri Ambientali Minimi per l’edilizia del Ministero dell’Ambiente nel caso di opere pubbliche.

Quello degli aggregati riciclati dai rifiuti da costruzione e demolizione per utilizzo in calcestruzzo strutturale è uno dei casi di “blocco riciclo” causato dalla mancanza, fino alla pubblicazione in Gazzetta ufficiale del DL 101 Crisi aziendali, di norme in materia di end of waste che permettessero di autorizzare le operazioni di recupero “caso per caso”.  Il riciclo degli inerti è attualmente oggetto di una bozza di decreto end of waste specifico del Ministero dell’Ambiente, il cui iter istruttorio sta avendo una lunga gestazione (da oltre due anni), che da più parti viene indicato come la soluzione al problema, anche se con le dovute attenzioni a non tralasciare le caratteristiche tecniche dei prodotti ottenuti a fronte della ovviamente necessaria tutela ambientale.

Ovviamente, agli strumenti normativi dovranno affiancarsi serie politiche di incentivazione della demolizione selettiva, altrimenti non si riuscirà mai a ottenere un aggregato di qualità idonea al confezionamento del calcestruzzo.

Risulterà altresì necessario rendere sempre più efficiente l’uso del cemento nel calcestruzzo, con l’impiego di leganti speciali e cementi ad alte prestazioni, curando in ogni dettaglio i mix design dei calcestruzzi e in definitiva confezionando un prodotto sempre più performante che restituisca maggiori prestazioni a parità di impiego nelle strutture, o ne impieghi minori quantitativi a parità di prestazioni. O in ultima istanza, una combinazione delle due soluzioni, che restituisca maggiori performance, con un impiego inferiore di prodotto per unità di superficie costruita, riducendo quindi significativamente l’impronta ambientale delle strutture.

Ma tutto ciò non senza una presa di coscienza collettiva, che solo attraverso una costruttiva cooperazione di tutta la filiera del mondo delle costruzioni (dal committente, al progettista, all’impresa, agli impiantisti, agli applicatori, al confezionatore e produttori dei materiali) e una spiccata sensibilità ambientale da parte dell’utenza diffusa, compia scelte consapevoli nella selezione degli ambienti che intende edificare attorno a sé, verso una autentica rigenerazione degli spazi e delle aree urbane.

Il tutto con una predisposizione di fondo a riconoscere e sostenere un plusvalore verso un “prodotto finito” di alta qualità, che in ultima istanza sarà sempre più rispettoso dell’ambiente e degli ecosistemi lungo tutto l’arco del proprio ciclo di vita utile.

Antonio Buzzi
Classe 1977. Formazione tecnico economica, profilo interdisciplinare, passione per il lavoro e valorizzazione del capitale umano dei propri collaboratori. Pensiero liberale, studi ed esperienze di vita e di lavoro all’estero. Crede fortemente nella valorizzazione dei territori e nella piena e corretta integrazione con l’industria, attraverso la Corporate Social Responsibility e pratiche attive di Economia Circolare. Attualmente Direttore Operativo (COO) della Buzzi Unicem Italia e Coordinatore della Commissione Ambiente ed Economia Circolare di Federbeton.

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