Categoria: Calcestruzzo

Quasi trecento configurazioni di prova, livelli tensionali compresi tra 200 e 1.200 MPa e una domanda precisa: la diffrattometria a raggi X (XRD) può stimare con attendibilità la tensione nei fili e nei trefoli di precompressione? Lo studio presentato da Silvia Manarin a FABRE 2026 affronta il tema con una campagna sperimentale estesa, muovendosi su un terreno che la diagnostica dei ponti esistenti lascia da tempo scoperto: la quantificazione della precompressione residua con tecniche non distruttive.

La rilevanza del tema è diretta. Nel corso della vita utile di un ponte in calcestruzzo precompresso lo stato tensionale delle armature si discosta da quello iniziale per effetto di perdite, rilassamento dell’acciaio, ritiro e viscosità del calcestruzzo, fino ai processi degradativi nei casi più critici. Ne cambia il comportamento resistente e con esso il margine di sicurezza valutabile negli stati limite. Quando la documentazione di progetto o costruttiva è incompleta, come accade spesso sulle infrastrutture datate, una misura diretta e poco invasiva diventa un’esigenza operativa concreta.

Il principio di misura: dalla legge di Bragg alla tensione nell’acciaio

La XRD è una tecnica consolidata nell’ingegneria dei materiali, tradizionalmente impiegata per caratterizzare la struttura cristallina e identificare le fasi presenti in un materiale. Il principio sfrutta l’interazione tra una radiazione X e i piani atomici del reticolo, le cui distanze interplanari determinano gli angoli ai quali la radiazione viene diffratta. La relazione che governa il fenomeno è la legge di Bragg:

[ n\lambda = 2d\sin\theta ]

dove λ è la lunghezza d’onda della radiazione incidente, d la distanza interplanare, θ l’angolo di Bragg e n l’ordine della diffrazione.

L’aspetto interessante per le applicazioni strutturali è che una sollecitazione meccanica deforma elasticamente il reticolo, variando le distanze tra i piani atomici. Dalla misura di queste variazioni si risalgono le deformazioni elastiche e, note le proprietà del materiale, lo stato tensionale. Per le armature di precompressione ciò significa poter stimare la tensione nell’acciaio a partire dalle deformazioni reticolari rilevate.

Il limite fisico sta nella profondità di penetrazione: i raggi X impiegati nelle misure investono soltanto poche decine di micrometri di materiale. Il risultato riflette quindi lo stato tensionale degli strati superficiali e ne eredita le condizioni, un aspetto che la sperimentazione ha messo in primo piano.

La campagna sperimentale: 96 fili e 200 trefoli sotto trazione

Il programma di prova ha riguardato 96 configurazioni su filo singolo e 200 su trefoli a sette fili, per un totale vicino alle trecento prove. I campioni sono stati sottoposti a trazione con una macchina universale, applicando cicli di carico a gradini crescenti con tensioni da 200 a 1.200 MPa. Il confronto tra la tensione imposta e quella stimata mediante XRD ha permesso di quantificare l’accuratezza del metodo ai vari livelli di carico.

In parallelo sono stati variati i parametri di acquisizione: diametro del collimatore, tempo di acquisizione per ciascun punto, angolo di incidenza della radiazione, numero di punti misurati e procedure di elaborazione. Anche le condizioni superficiali sono entrate tra le variabili, confrontando elementi puliti con elementi portatori di uno strato ossidativo. L’accuratezza è stata infine valutata mediante un parametro adimensionale di confronto tra tensione effettiva e tensione stimata, indicato nella relazione con il simbolo θ e da non confondere con l’angolo di diffrazione della legge di Bragg.

Superfici, ossidazione e preparazione dei campioni

Sui fili singoli la tecnica restituisce nel complesso stime attendibili della tensione applicata, ma la presenza di ossidazione superficiale condiziona in modo marcato l’accuratezza. La ragione risiede nella limitata profondità di indagine: il volume di materiale effettivamente esplorato è minimo e uno strato di ossidi altera sensibilmente il segnale registrato, compromettendo la corrispondenza tra tensione stimata e tensione reale.

La preparazione superficiale diventa così una fase determinante del protocollo. Le operazioni di pulizia incidono direttamente sulla qualità del risultato e vanno eseguite con procedure che non modifichino lo stato tensionale superficiale che si intende misurare. Il punto è tutt’altro che secondario in prospettiva applicativa: sulle opere esistenti le condizioni delle armature variano con l’età della struttura, l’ambiente di esposizione e i degradi intervenuti.

Elaborazione dei dati e gestione degli outlier

La stima della tensione richiede l’interpretazione dei segnali diffrattometrici attraverso specifici metodi matematici. Il confronto tra diverse procedure di interpolazione ha mostrato che i metodi indicati con le sigle GNRR, PV e P7, oltre all’interpolazione parabolica, offrono prestazioni superiori a quelle del metodo disponibile di serie nel software della strumentazione impiegata.

Il dato conferma che l’affidabilità della misura non dipende soltanto dallo strumento né dallo stato del campione, perché anche l’algoritmo di elaborazione pesa sul risultato finale. Ne deriva l’esigenza di protocolli di acquisizione e trattamento dei dati controllati e riproducibili, condizione preliminare per un eventuale impiego sistematico della tecnica nella diagnostica delle strutture esistenti.

Conta anche la gestione statistica. Su ogni campione sono state effettuate in genere da 9 a 11 acquisizioni, un numero sufficiente a isolare i valori anomali. L’esclusione degli outlier, condotta con criteri statistici appropriati, ha migliorato sensibilmente la stima delle tensioni senza nemmeno introdurre una correzione esplicita dello stato tensionale residuo iniziale. La rimozione dei dati anomali non è però una scorciatoia automatica: i criteri di selezione devono essere oggettivi e riproducibili, per non scartare misure che riflettono caratteristiche reali del campione.

Trefoli a sette fili: geometria elicoidale e tensioni residue di produzione

Sui trefoli a sette fili, provati con superfici già pulite per limitare l’influenza degli ossidi, l’accuratezza risulta comunque inferiore a quella registrata sui fili singoli. A pesare è la geometria: un elemento centrale circondato da sei fili esterni disposti elicoidalmente, con curvature e orientamenti locali che modificano le condizioni di incidenza della radiazione e la precisione della stima.

Il secondo fattore riguarda le tensioni residue preesistenti. A carico nullo sono state rilevate tensioni superficiali di compressione dell’ordine di 100 MPa, attribuibili ai trattamenti termici e ai processi produttivi delle armature. Poiché la XRD legge gli strati più esterni del materiale, la tensione rilevata riflette la sovrapposizione tra lo stato indotto dal carico applicato e quello già presente nel trefolo, con una conseguente fonte di errore nella ricostruzione della tensione effettiva. L’interpretazione dei risultati deve quindi tenere conto anche delle caratteristiche produttive degli elementi.

Affidabilità alle tensioni di esercizio e limiti del metodo

Il comportamento della tecnica cambia con il livello tensionale. Le stime risultano sufficientemente accurate soprattutto sopra gli 800 MPa, valori considerati rappresentativi di condizioni plausibili di esercizio per le armature analizzate. È la fascia che conta per le applicazioni reali, dove l’obiettivo è stimare la precompressione residua in condizioni operative e non in laboratorio.

Ai livelli tensionali più bassi il quadro si complica. Perdite importanti di precompressione si accompagnano spesso ad altri fenomeni di degrado del calcestruzzo, che entrano a pieno titolo nella valutazione dell’opera: in queste situazioni una misura puntuale sul trefolo non basta a caratterizzare il comportamento strutturale. La XRD va quindi letta come strumento diagnostico complementare alle altre indagini, capace di contribuire alla conoscenza dello stato tensionale ma non di sostituire una valutazione complessiva della sicurezza del ponte. Resta inoltre che la misura restituisce lo stato tensionale superficiale dell’acciaio: il passaggio dalla misura locale alla precompressione effettiva dell’elemento richiede interpretazioni e verifiche aggiuntive.

Le attività in corso e le prospettive per le armature esistenti

La ricerca prosegue. In collaborazione con l’Università di Pisa sono in corso approfondimenti sulla caratterizzazione delle tensioni residue indotte dai trattamenti termici e dai processi produttivi, con attenzione particolare alle differenze tra trefoli di diverse generazioni. L’obiettivo è mettere in relazione l’anno di produzione, le caratteristiche del materiale e la presenza di tensioni superficiali residue.

Per la diagnostica dei ponti esistenti la questione è pratica: nelle opere datate coesistono armature prodotte in periodi differenti, con tecnologie non coincidenti con quelle attuali. Riconoscere e quantificare gli effetti dei trattamenti produttivi permetterebbe di separare con maggiore affidabilità le tensioni legate alle caratteristiche originarie del materiale da quelle derivanti dallo stato di carico, aumentando la robustezza dell’intero procedimento di misura.

Quella presentata a FABRE 2026 non costituisce ancora la validazione generalizzata della tecnica per l’uso diretto su qualsiasi opera: il passaggio dal laboratorio al campo passerà attraverso ulteriori verifiche, anche in relazione all’accessibilità delle armature, alle condizioni della loro esposizione locale e alla rappresentatività della misura rispetto allo stato tensionale complessivo. La direzione è però definita e coincide con un’esigenza crescente della gestione infrastrutturale: strumenti diagnostici meno invasivi per conoscere lo stato di conservazione e il comportamento dei ponti in calcestruzzo precompresso.

Quanto resta davvero della precompressione in un ponte post-teso dopo decenni di esercizio? È una domanda a cui la diagnostica strutturale fatica ancora a rispondere con strumenti consolidati. I cavi alloggiati nelle guaine non consentono ispezioni dirette agevoli, e la corrosione può progressivamente ridurre la forza di precompressione senza alcun segnale esterno riconoscibile. Proprio su questo nodo si è concentrato lo studio presentato da Dalila Rossi, dottoranda del Politecnico di Milano, al XX Convegno ANIDIS di Assisi, insieme a Carlo Pettorusso, Virginio Quaglini e Sara Cattaneo: verificare se la prova con martinetto piatto, tecnica ben rodata sulle murature, possa diventare uno strumento affidabile anche per il calcestruzzo post-teso.

Una tecnica di misura diretta, importata dal mondo della muratura

Il principio della prova è semplice nella logica e raffinato nell’esecuzione. Un taglio realizzato con sega circolare nell’elemento sottoposto a compressione provoca un rilascio locale delle tensioni: le due superfici tendono ad avvicinarsi. Nel vuoto così ottenuto viene inserito un martinetto piatto, collegato a una pompa idraulica che applica una pressione progressiva fino a riportare i punti di misura alle distanze registrate prima del taglio.

La pressione di ripristino non coincide con la tensione effettiva nel calcestruzzo e va corretta con due coefficienti. Il primo, il fattore di conversione Km, tiene conto della rigidezza del martinetto: parte dell’energia idraulica serve a deformare il dispositivo stesso invece di lavorare sul materiale circostante, e la sua determinazione passa per calibrazioni di laboratorio. Il secondo è un fattore geometrico, legato al rapporto tra l’area del martinetto e quella effettiva del taglio, quest’ultima misurata a fine prova con un calibro di profondità.

Semplicità operativa, esecuzione in sito, invasività contenuta e stima diretta della compressione: queste le caratteristiche che rendono il metodo interessante per le infrastrutture esistenti, dove le alternative come i metodi basati sul rilascio tensionale o la diffrattometria a raggi X trovano minore applicazione pratica. Sul calcestruzzo, e in particolare sugli elementi post-tesi, le esperienze documentate restano però scarse.

La campagna sperimentale: due martinetti a confronto

Per testare la metodologia, il gruppo del Politecnico ha condotto una campagna preliminare su tre lastre di calcestruzzo compresse in laboratorio a tre livelli controllati: 2, 3 e 4 MPa. Su ciascuna lastra sono state identificate due zone di prova, una per ciascuno dei due dispositivi impiegati: un martinetto grande, lungo 33 cm e profondo 12 cm, e uno più compatto, lungo 25 cm e profondo 5 cm. Sei prove in totale, tre per dispositivo, con basi di misura di 14 cm per il dispositivo maggiore e di 10 cm per quello minore.

La procedura ha seguito le fasi operative previste dalle normative per l’applicazione alla muratura, adattate al calcestruzzo. Ogni prova ha incluso tre cicli di pressurizzazione e depressurizzazione, assumendo come valore rappresentativo la media delle tre pressioni, un accorgimento che ha permesso anche di quantificare la ripetibilità delle misure.

I risultati hanno separato nettamente i due dispositivi. Il martinetto da 25 cm ha mostrato una dispersione maggiore, con due prove su tre che sottostimavano la tensione applicata. Quello da 33 cm ha restituito stime più coerenti con i livelli di compressione imposti, con un coefficiente di variazione attorno al 6-7%, indice di buona ripetibilità. Anche le basi di misura più lunghe hanno presentato variabilità superiore, pur restando entro valori accettabili.

L’interpretazione dei ricercatori punta sulla superficie di misura più estesa e sulla maggiore profondità di inserimento del dispositivo grande, che intercetterebbero in modo più rappresentativo la distribuzione delle tensioni nell’elemento. Un’ipotesi plausibile, ma da confermare: il numero di prove resta limitato.

Il nodo operativo: armature, cavi e geometria del dispositivo

Portare la tecnica in cantiere sui ponti esistenti introduce vincoli che il laboratorio non impone. Il taglio deve evitare di danneggiare le armature ordinarie e, a maggior ragione, i cavi di post-tensione, con conseguente riduzione di lunghezza e profondità dei tagli realizzabili. Ne deriva un paradosso pratico: il dispositivo più grande è più accurato, ma è proprio il più piccolo a essere potenzialmente preferibile in sito, dove spazi ristretti e ferrous diffusi limitano la manovrabilità. La sfida per gli sviluppi futuri è una geometria che concili accuratezza della misura e applicabilità reale.

Resta aperta anche la questione dell’influenza delle barre di acciaio ordinarie sul rilascio tensionale locale e sul ripristino delle deformazioni: la loro presenza potrebbe alterare la distribuzione delle tensioni durante la prova, rendendo eventualmente necessari accorgimenti sperimentali o coefficienti correttivi aggiuntivi.

Un chiarimento metodologico doveroso: la misura locale della compressione nel calcestruzzo non restituisce di per sé la forza residua nei cavi. Per risalire alla precompressione attuale serve un’interpretazione strutturale del comportamento globale dell’elemento.

Dove va la ricerca

I prossimi passi dichiarati dal gruppo di ricerca riguardano il miglioramento dei dispositivi di dimensioni ridotte e lo studio dell’interazione tra prova e armature. L’obiettivo è una procedura validata per l’uso sulle infrastrutture reali, capace di contribuire alla stima delle tensioni attuali e, in un secondo tempo, della precompressione residua. Se il percorso arriverà a destinazione, i manutentori disporranno di uno strumento minimamente invasivo per interrogare direttamente lo stato tensionale di ponti il cui degrado interno, oggi, evolve spesso in silenzio.

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Il testo è stato elaborato grazie alla videoregistrazione della relazione, con l’uso di strumenti di IA (ChatGPT).

Quasi duemila anni di cupola del Pantheon contro opere contemporanee che richiedono ripristino dopo pochi decenni: il paragone, pur non immediato sul piano tecnico per materiali, sollecitazioni e condizioni ambientali profondamente diverse, mette il dito su una domanda centrale per l’ingegneria delle costruzioni. Si può progettare un calcestruzzo che non sia solo meno emissivo, ma più durevole e capace di nuove funzioni? Il MIT, con le ricerche coordinate da Admir Masic, sta esplorando tre direttrici in questa direzione: autoriparazione delle fessure, mineralizzazione di CO₂ e accumulo elettrochimico di energia.

Il nodo delle emissioni: volumi, non intensità

La filiera del cemento pesa per circa il 7-8% delle emissioni antropiche globali di CO₂, su circa 30 miliardi di tonnellate di calcestruzzo impiegate ogni anno. Il dato va letto con attenzione: l’emissione specifica del materiale non è particolarmente elevata rispetto ad altri prodotti industriali. Il problema è la scala.

Sul piano dei processi, la produzione di clinker Portland genera CO₂ tramite due meccanismi: la combustione necessaria alle temperature di processo, sostituibile in parte con fonti rinnovabili, e la decarbonatazione del carbonato di calcio, che libera anidride carboniale direttamente dalla materia prima. Quest’ultima componente non si elimina cambiando fonte energetica. L’International Energy Agency indica una via basata su efficienza nell’uso dei materiali, riduzione del rapporto clinker/cemento, combustibili alternativi e cattura della CO₂. A cui si aggiunge un’opzione spesso sottovalutata: ridurre la quantità di materiale necessaria nel tempo, allungando la vita delle opere.

Hot mixing e autoriparazione: cosa insegna il calcestruzzo romano

Lo studio pubblicato nel 2023 su Science Advances da Linda Seymour, Admir Masic e collaboratori ha proposto una spiegazione meccanicistica della durabilità di alcune malte romane. La miscelazione a caldo, l’hot mixing, avrebbe favorito la formazione e la conservazione di frammenti ricchi di calce reattiva all’interno della matrice. In presenza di acqua, queste inclusioni possono precipitare nuovi composti minerali nelle fessure, riducendo la permeabilità e limitando l’ingresso degli agenti aggressivi.

La ricerca ha prodotto formulazioni moderne e ha dato origine alla startup DMAT, collegata all’attività scientifica di Masic. Secondo quanto circolato in ambito divulgativo, la tecnologia potrebbe estendere la vita utile delle strutture di circa il 50%, con una riduzione dell’impronta carbonica nell’ordine del 40%. Numeri da maneggiare con cautela: non sono prestazioni generalizzabili a qualunque calcestruzzo o classe di esposizione, ma dipendono da formulazione, meccanismi di degrado, ipotesi di durata e modello di valutazione ambientale adottato.

Il tema non è nuovo alla ricerca italiana. Il progetto europeo ReSHEALience, coordinato da Liberato Ferrara al Politecnico di Milano, ha sviluppato calcestruzzi autoriparanti ad altissima durabilità con l’obiettivo di migliorare la durabilità del calcestruzzo fessurato di almeno il 30% rispetto ai riferimenti convenzionali. Seguono studi su formulazioni con filler DMAT, valutate con prove accelerate di carbonatazione e modelli probabilistici per la previsione della vita di servizio. Il cambio di paradigma metodologico è evidente: la sostenibilità di un materiale si misura sulle prestazioni nel tempo, non solo sulle emissioni di produzione.

Materiali carbon-negative: attenzione ai confini del bilancio

La seconda frontiera sfrutta la carbonatazione, reazione nota per cui la CO₂ reagisce con fasi contenenti calcio formando carbonati, per mineralizzare anidride carbonica durante la produzione o la vita utile del materiale. L’azienda Partanna ha realizzato nelle Bahamas un edificio dimostrativo di circa 116 m² con leganti alternativi al Portland. Il bilancio dichiarato per una casa di quelle dimensioni è di 182,6 tonnellate di CO₂ evitate o rimosse nell’arco della vita utile, di cui 128,4 tonnellate attribuite alla rimozione e 54,2 alle emissioni evitate. La distinzione conta: non si tratta di 182,6 tonnellate integralmente sequestrate dall’atmosfera.

Qualificare un prodotto come carbon-negative richiede quindi di verificare i confini dell’LCA, le emissioni da materie prime e trasporti, la permanenza dello stoccaggio e le voci di emissioni evitate incluse nel bilancio. C’è poi un punto critico per chi projetta: la carbonatazione non è un beneficio automatico. Nel calcestruzzo armato convenzionale riduce l’alcalinità della matrice e favorisce la depassivazione delle armature. L’obiettivo corretto non è massimizzare l’assorbimento di CO₂, ma rendere compatibili carbonatazione, resistenza, durabilità e sicurezza strutturale.

Il cemento come supercondensatore

La terza linea di ricerca cambia completamente funzione al materiale: accumulo energetico. Il gruppo del MIT ha sviluppato miscele a base di cemento, acqua, carbon black conduttivo ed elettroliti che operano come supercondensatori, immagazzinando energia mediante separazione di cariche alle interfacce elettrodo-elettrolita, meccanismo distinto da quello delle batterie elettrochimiche tradizionali.

Lo studio pubblicato nel 2025 su PNAS documenta un incremento di circa dieci volte della capacità di accumulo per unità di volume rispetto ai prototipi precedenti dello stesso gruppo. Secondo le stime divulgate dal MIT, il volume teorico necessario per accumulare l’energia del consumo giornaliero di un’abitazione media sarebbe sceso da circa 45 a 5 m³. Non significa che cinque metri cubi di calcestruzzo ordinario alimentino una casa: la tecnologia resta sperimentale e dipende da composizioni, geometrie degli elettrodi ed elettroliti specifici. Trasferibilità industriale, durabilità elettrochimica, compatibilità con le prestazioni meccaniche, costi e sicurezza delle installazioni sono tutti aspetti ancora da verificare.

Resta il valore dell’idea: elementi costruttivi che oltre a sostenere carichi partecipano alla gestione energetica dell’edificio. È il campo dei materiali strutturali multifunzionali, dove prestazioni meccaniche, funzioni energetiche e monitoraggio si integrano.

La durabilità come strumento di decarbonizzazione

Per la filiera delle costruzioni il passaggio decisivo è il trasferimento industriale. Un calcestruzzo autoriparante deve dimostrare non la semplice chiusura di una fessura, ma il miglioramento effettivo delle prestazioni rilevanti per la durabilità. Un materiale che mineralizza CO₂ deve mostrare un beneficio ambientale netto con metodologie verificabili. Un elemento che accumula energia deve garantire prestazioni elettrochimiche compatibili con requisiti meccanici, esposizione e vita utile prevista.

Per i progettisti questo implica superare la valutazione della sostenibilità basata sul solo contenuto iniziale di CO₂ equivalente per metro cubo. Un quadro completo considera la quantità di materiale effettivamente necessaria, la vita di servizio, gli interventi di manutenzione e sostituzione e gli impatti lungo l’intero ciclo di vita dell’opera. Se l’allungamento della vita utile è reale e dimostrabile, la durabilità diventa essa stessa uno strumento di decarbonizzazione.

Per decenni il dibattito si è concentrato sulle emissioni di produzione. Obiettivo necessario, ma insufficiente per un materiale che resta in opera per decenni, talvolta secoli. L’ingegneria romana lo ricorda: una delle forme più efficaci di sostenibilità è evitare di ricostruire ciò che funziona ancora. Le tecnologie emergenti aggiungono la possibilità di materiali che durano di più, assorbono carbonio e accumulano energia. Non tutte diventeranno soluzioni industriali competitive, ma indicano una direzione: la sfida non è rendere il calcestruzzo più verde, bensì progettare materiali e strutture che producano più valore tecnico, economico e ambientale lungo tutta la loro vita utile.

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Fonti e approfondimenti

Articolo originale

Sara Herschander, The surprisingly hopeful quest to fix concrete, Vox, 15 ottobre 2026.
https://www.vox.com/future-perfect/506400/low-carbon-concrete-climate-change-technology

Ricerca scientifica e fonti istituzionali

MIT / Science Advances, Hot mixing: Mechanistic insights into the durability of ancient Roman concrete (2023).
https://doi.org/10.1126/sciadv.add1602

MIT News, Concrete “battery” developed at MIT now packs 10 times the power (2025).
https://news.mit.edu/2025/concrete-battery-now-packs-ten-times-power-1001

PNAS, High energy density carbon–cement supercapacitors for architectural energy storage (2025).
https://doi.org/10.1073/pnas.2511912122

International Energy Agency, Breakthrough Agenda Report 2025 – Cement and concrete.
https://www.iea.org/reports/breakthrough-agenda-report-2025/cement-and-concrete

Partanna, Our Products, dati ambientali dichiarati dal produttore.
https://partanna.com/our-products

Approfondimenti su INGENIO

Calcestruzzi a elevata durabilità e autoriparanti: il Politecnico di Milano alla guida del progetto ReSHEALience.
https://www.ingenio-web.it/articoli/calcestruzzi-a-elevata-durabilita-e-autoriparanti-il-politecnico-di-milano-alla-guida-del-progetto-reshealience/

Carbonatazione del calcestruzzo e vita di servizio: modelli di durabilità e risultati DMAT.
https://www.ingenio-web.it/articoli/calcestruzzi-e-malte-sostenibili-la-durabilita-come-chiave-delle-costruzioni-del-futuro/

Durabilità del calcestruzzo CEM V/A: test e modelli probabilistici e prove di laboratorio.
https://www.ingenio-web.it/articoli/carbonatazione-calcestruzzo-armato-filler-dmat-vita-di-servizio/

Un seminterrato che si allaga periodicamente nel Queens, a New York. Una miscela di calcestruzzo acquistata in negozio, stesa nel tentativo di fermare le infiltrazioni. Le crepe si riaprono comunque. Da questa vicenda domestica prende le mosse The History of Concrete, il documentario di John Wilson, regista della serie How To with John Wilson, che impiega il calcestruzzo come filo conduttore per raccontare infrastrutture che invecchiano, risorse consumate su scala industriale e le emissioni associate alla produzione di clinker.

Il 19 ottobre 2026 la giornalista Sachi Kitajima Mulkey ha dedicato al film un articolo su Grist, testata ambientalista statunitense, parlando di una catastrofe ambientale nascosta sotto gli occhi di tutti, an environmental catastrophe hiding in plain sight. Non si tratta di un’inchiesta scientifica: la riflessione procede attraverso immagini quotidiane, situazioni paradossali e incontri inattesi. Per chi lavora nel settore, però, la domanda di fondo resta difficile da liquidare. Serviva davvero un regista americano per ricordare che le crepe sono segnali di degrado? Evidentemente sì, perché ancora oggi progettazione ed esecuzione procedono spesso senza affrontare in modo esplicito la questione della durabilità.

Le infrastrutture di New York come termometro del degrado

Nel documentario interviene Sam Schwartz, ex responsabile dei trasporti di New York, che descrive le condizioni di alcune infrastrutture cittadine. Tra gli esempi figura la Brooklyn Promenade, parte superiore di un complesso sistema viario multilivello, interessata nel tempo da numerosi interventi di riparazione. Il quadro che emerge riguarda l’invecchiamento del patrimonio costruito e la crescente richiesta di manutenzione.

La dipendenza della società dal materiale viene sintetizzata da un imprenditore con una frase efficace:

“We’d be up a creek without concrete.”
(Senza calcestruzzo saremmo in seria difficoltà.)

Una considerazione che sposta il problema: data una popolazione mondiale con un enorme fabbisogno di costruzioni, ridurre la produzione non è l’unica strada. Occorre migliorare l’efficienza complessiva del sistema.

Vita nominale, vita utile, durabilità: tre grandezze da tenere distinte

Quanto deve durare un’opera in calcestruzzo? Non esiste una durata universale fissata a 40, 50 o 100 anni. La vita nominale è un parametro assunto in fase di progettazione, mentre la durata effettiva dipende da condizioni ambientali, qualità dei materiali, dettagli costruttivi, modalità esecutive, intensità delle azioni e strategie manutentive. Il degrado, a sua volta, non può essere attribuito genericamente al conglomerato: nelle strutture armate la corrosione dei ferri dipende da carbonatazione, penetrazione dei cloruri e condizioni di esposizione, mentre la fessurazione può avere origini deformative, termiche, meccaniche o riconducibili a fenomeni di deterioramento. Da sola, una crepa non permette di stabilire il livello di sicurezza di una struttura: occorre comprenderne origine, evoluzione e conseguenze.

La distinzione ha implicazioni pratiche dirette. Il corretto proporzionamento dei componenti è una condizione necessaria ma insufficiente per assicurare la vita utile: contano anche la qualità della messa in opera, la stagionatura, il copriferro e la progettazione dei dettagli costruttivi, come approfondito su INGENIO nell’articolo Il mix design dei calcestruzzi durabili. Il rapporto tra microstruttura, porosità, trasporto degli agenti aggressivi e comportamento del conglomerato nelle diverse condizioni ambientali è invece al centro del contributo di Alessandro Morbi, Durabilità del calcestruzzo: come progettare strutture che resistono nel tempo. L’evoluzione normativa va nella stessa direzione, affiancando ai criteri compositivi tradizionali strumenti di valutazione delle prestazioni di durabilità. In questa prospettiva la durabilità non è una proprietà accessoria del materiale, ma una prestazione dell’opera, da progettare, realizzare, controllare e mantenere nel tempo.

Additivi cristallizzanti, autoriparazione e UHDC: la ricerca di Liberato Ferrara

Le fessure e le infiltrazioni raccontate dal film richiamano uno dei nodi centrali della tecnologia dei materiali: la capacità della matrice cementizia di conservare le prestazioni quando è esposta ad acqua e agenti aggressivi. Il problema non si esaurisce nella comparsa delle discontinuità, ma nelle conseguenze sui fenomeni di trasporto all’interno del materiale, che possono favorire la penetrazione di sostanze dannose per le armature.

Il professor Liberato Ferrara, ordinario di Tecnica delle Costruzioni al Politecnico di Milano, ha sviluppato su questi temi un’attività di ricerca estesa. Con Enricomaria Gastaldo Brac ha analizzato gli additivi cristallizzanti in Additivi “cristallizzanti” nel calcestruzzo: in presenza di acqua si attivano processi chimici che generano prodotti capaci di ridurre la continuità della rete porosa e di contribuire alla chiusura delle discontinuità. Non una promessa di assenza di degrado, ma un intervento sui meccanismi che ne governano l’evoluzione. Verifiche sperimentali successive, descritte in Impermeabilizzazione del calcestruzzo integro e fessurato mediante additivi cristallizzanti, hanno valutato il comportamento del materiale con acqua in pressione, su campioni integri e preventivamente fessurati.

La prospettiva si allarga con il progetto europeo ReSHEALience, coordinato da Ferrara e dedicato ai calcestruzzi ad altissima durabilità, denominati UHDC (Ultra High Durability Concrete). Qui la durabilità entra a pieno titolo nella progettazione strutturale: contano le condizioni ambientali di esercizio, i meccanismi di degrado, il comportamento del materiale fessurato e le possibilità di recupero delle prestazioni tramite autoriparazione. Le applicazioni sperimentali citate riguardano ambienti particolarmente aggressivi, come impianti geotermici e infrastrutture marittime. Il passaggio concettuale è dal criterio prescrittivo a una concezione prestazionale, nella quale composizione, caratteristiche strutturali e condizioni ambientali vengono valutate congiuntamente.

Resta da chiarire una distinzione: chiudere le fessure non equivale a recuperare le prestazioni strutturali. La riduzione della permeabilità non implica il ripristino della capacità portante originaria. La sfida, comunque, non consiste in un calcestruzzo che non si fessuri mai, ma in strutture nelle quali la fessurazione è adeguatamente controllata e non compromette le prestazioni richieste durante la vita di servizio.

Cambiamento climatico e condizioni di esposizione delle opere

Precipitazioni intense, inondazioni, innalzamento del livello del mare, temperature elevate: questi fenomeni possono modificare le condizioni di esposizione e le sollecitazioni sulle infrastrutture, generando scenari differenti da quelli assunti originariamente in progettazione. La questione pesa in modo particolare su ponti, opere marittime, infrastrutture idrauliche, sistemi fognari e costruzioni situate in ambienti fortemente aggressivi.

Generalizzare, tuttavia, è fuorviante. L’effetto del clima sulla durabilità dipende dal singolo meccanismo di degrado, dalle condizioni locali e dalle caratteristiche dell’opera. Una temperatura più alta può accelerare alcuni processi chimici e fisici, ma le conseguenze reali dipendono anche da umidità, accessibilità dell’acqua e caratteristiche dei materiali. La crescente frequenza o intensità di certi eventi rende inoltre più gravose le condizioni di esercizio di infrastrutture progettate in epoche in cui tali scenari non erano considerati. Ne discende la necessità di modelli previsionali, monitoraggio, manutenzione programmata e una maggiore integrazione tra ingegneria dei materiali, progettazione strutturale e gestione delle infrastrutture, valutando oltre alle condizioni ambientali attuali anche la loro evoluzione durante la vita utile.

Mix design: una prestazione, non una ricetta

Gran parte del dibattito sul calcestruzzo sostenibile si concentra su riduzione del contenuto di clinker, leganti alternativi e decarbonizzazione dei processi produttivi. Obiettivi fondamentali, ma insufficienti: un calcestruzzo con emissioni iniziali inferiori non rende automaticamente l’opera più sostenibile. Vanno considerati prestazioni meccaniche, durabilità, quantità di materiale impiegata, condizioni di esercizio e interventi previsti lungo il ciclo di vita.

Il punto è reso efficace da un paragone proposto da Andrea Dari nell’articolo Il calcestruzzo e il colesterolo: perché contano le prestazioni e non i dosaggi, quello del gelato alla crema. Al gelataio non si chiede una determinata quantità di latte, panna, zucchero e uova: si chiede un gelato buono. Si richiede una prestazione, non una ricetta. Applicato al calcestruzzo, il ragionamento mette in discussione l’abitudine di prescrivere contenuto minimo di cemento, rapporto acqua/cemento massimo e altri vincoli compositivi. Questi parametri restano strumenti utili, ma non esauriscono il problema. Le domande corrette riguardano il comportamento nelle specifiche condizioni di impiego: quale resistenza meccanica, quale capacità di ostacolare la penetrazione dei cloruri, quale comportamento rispetto alla carbonatazione, quale durabilità nell’ambiente di esposizione, quale impatto ambientale per assicurare le prestazioni richieste.

L’innovazione tecnologica dovrebbe così consentire di ridurre l’impronta carbonica mantenendo o migliorando le prestazioni, con un avvertimento preciso: ogni modifica della composizione va accompagnata da verifiche sperimentali, compreso lo sviluppo delle prestazioni nel tempo e la durabilità nei diversi ambienti. Un’impostazione che trova riscontro nella UNI/PdR 176:2025, dedicata ai profili di sostenibilità del calcestruzzo preconfezionato, che mette in relazione il potenziale di riscaldamento globale del materiale con le prestazioni meccaniche. Il materiale, in sintesi, va giudicato per ciò che è in grado di assicurare, non per ciò che contiene.

Dal controllo a 28 giorni alla verifica della vita utile

La resistenza a compressione a 28 giorni resta un parametro fondamentale di qualificazione e controllo del conglomerato, ma da sola non descrive la durabilità. Un calcestruzzo può raggiungere la resistenza richiesta e presentare comunque caratteristiche inadeguate verso specifici meccanismi di degrado, specie quando progettazione o esecuzione trascurano l’ambiente di esposizione. Nell’intervista realizzata da Andrea Dari a Matteo Felitti su INGENIO, Dal “28 giorni” alla vita utile: così cambiano i controlli sul calcestruzzo, il tema viene affrontato in modo diretto: accanto alla resistenza meccanica servono parametri e procedure di controllo capaci di fornire indicazioni sul comportamento del materiale nel tempo, sulla corretta maturazione e sulla qualità della messa in opera.

La questione si aggrava nella transizione verso leganti a ridotta impronta carbonica, perché le modifiche compositive possono incidere sulle cinetiche di idratazione, sullo sviluppo delle resistenze e sulla sensibilità alle condizioni di maturazione. L’obiettivo non è sostituire indiscriminatamente i controlli tradizionali, ma integrarli con valutazioni coerenti con le prestazioni richieste e con i principali meccanismi di degrado attesi. In sintesi: non basta sapere quanto è resistente un calcestruzzo dopo 28 giorni, occorre capire come si comporterà nei decenni successivi.

La durabilità come leva di decarbonizzazione

Quando un’infrastruttura richiede ripristini frequenti, gli impatti ambientali non si fermano alla costruzione iniziale: produzione dei materiali per le riparazioni, trasporto, energia per l’esecuzione, gestione dei rifiuti, fino alla demolizione e alla ricostruzione anticipate nei casi più gravi. La durabilità diventa così una variabile essenziale della valutazione ambientale lungo il ciclo di vita. Le ricerche sugli UHDC e sui fenomeni di autoriparazione mostrano come l’innovazione tecnologica possa ridurre alcuni meccanismi di degrado e sostenere prestazioni richieste per periodi di esercizio più lunghi.

Nelle valutazioni LCA questa prospettiva pesa concretamente: un’opera soggetta a riparazioni frequenti o a sostituzione anticipata può determinare un impatto complessivo superiore a quello di un’alternativa inizialmente più onerosa in termini di emissioni, ma caratterizzata da una maggiore durata. Il confronto va condotto a parità di prestazioni e con la medesima unità funzionale, evitando accostamenti tra soluzioni non equivalenti. La sostenibilità, infatti, non si misura nei soli chilogrammi di CO₂ equivalente associati a un metro cubo di calcestruzzo prodotto, ma va riferita alla funzione svolta dal materiale, alle prestazioni richieste e alla durata effettiva della costruzione. Per le infrastrutture la sostituzione di un’opera comporta impatti economici e ambientali molto maggiori rispetto alla sola produzione dei materiali: prolungare la vita di servizio, a parità di prestazioni, riduce il consumo complessivo di risorse e le emissioni associate a manutenzioni, sostituzioni e ricostruzioni.

Il tema delle risorse completa il quadro. Secondo il Programma delle Nazioni Unite per l’Ambiente, l’utilizzo globale di sabbia e ghiaia raggiunge circa 50 miliardi di tonnellate all’anno, considerando tutti gli impieghi, con pressioni su ecosistemi, corsi d’acqua e zone costiere. Sul riciclo, il documentario accompagna Wilson in un impianto di recupero del calcestruzzo da demolizioni: le opportunità dell’economia circolare convivono con impatti locali non trascurabili, tanto che l’impianto raccontato ha subito contestazioni per le emissioni di polveri e ha cessato l’attività nel 2025. La sostenibilità, quindi, non può essere ridotta ai rifiuti sottratti alla discarica: contano gli impatti delle operazioni di trattamento, la qualità dei materiali recuperati e il beneficio effettivo rispetto all’impiego di risorse vergini.

Resta il principio più rilevante per la professione: la strategia più efficace per ridurre il consumo di risorse non consiste necessariamente nel riciclare più materiale, ma nel prolungare la vita utile delle opere, evitando demolizioni e ricostruzioni premature. Un principio da pesare caso per caso, considerando sicurezza, funzionalità, costi di manutenzione e prestazioni ambientali delle alternative possibili.

Il documentario invita a guardare il calcestruzzo con occhi diversi: non più lo sfondo grigio delle città, ma un elemento che racconta il rapporto tra progresso tecnologico, trasformazione urbana, consumo di risorse e responsabilità ambientale. Le emissioni della produzione cementizia restano un tema prioritario, tuttavia non possono diventare l’unico parametro di valutazione del materiale. Far convergere progettazione attenta alla durabilità, conoscenza dei meccanismi di degrado, mix design orientato a criteri prestazionali e controlli più efficaci è il nodo operativo su cui misurarsi. La sostenibilità del calcestruzzo non si decide al momento della produzione: si costruisce in progettazione, prende forma durante l’esecuzione e si misura negli anni, osservando come l’opera continua a svolgere la propria funzione. Perché costruire in modo sostenibile significa, anche, evitare di dover ricostruire troppo presto.

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Fonti e approfondimenti

Fonte giornalistica
Sachi Kitajima Mulkey, The world is crumbling in “The History of Concrete”, Grist, 19 ottobre 2026.

Fonti istituzionali
UNEP, Sand and Sustainability: 10 Strategic Recommendations to Avert a Crisis, 2022.

Approfondimenti sulla durabilità del calcestruzzo, INGENIO

1. Liberato Ferrara, Ultra High Performance Concrete e Ultra High Durability Concrete.
2. Liberato Ferrara ed Enricomaria Gastaldo Brac, Additivi “cristallizzanti” nel calcestruzzo.
3. Liberato Ferrara ed Enricomaria Gastaldo Brac, Impermeabilizzazione del calcestruzzo integro e fessurato mediante additivi cristallizzanti.
4. Estefania Cuenca e Liberato Ferrara, Nanomateriali nel calcestruzzo: un passo avanti nel miglioramento della durabilità delle strutture.
5. Liberato Ferrara, Valutazione della resistenza alla carbonatazione e alla penetrazione dei cloruri di calcestruzzi additivati con additivo cristallino, documento tecnico PDF.
6. Federica Lollini, Corrosione da carbonatazione: fenomeno di degrado e prevenzione.
7. Alessandro Morbi, Durabilità del calcestruzzo: come progettare strutture che resistono nel tempo.
8. Il mix design dei calcestruzzi durabili.

Mix design, prestazioni e sostenibilità, INGENIO

1. Andrea Dari, Il calcestruzzo e il colesterolo: perché contano le prestazioni e non i dosaggi.
2. Andrea Dari, Dal “28 giorni” alla vita utile: così cambiano i controlli sul calcestruzzo.
3. Il calcestruzzo sostenibile non si “compone”, ma si progetta.
4. Valutazione della sostenibilità, con il metodo LCA, di calcestruzzi preconfezionati.

Un calcestruzzo ad alta resistenza che a 120 giorni segna 75,24 MPa di resistenza media a compressione, superando i 73,04 MPa del conglomerato convenzionale assunto come riferimento: questo il risultato sperimentale ottenuto con un legante in cui il cemento Portland si ferma al 50%. Il calcolo del carbonio incorporato attribuisce alla miscela circa 204 kg CO₂ equivalente per metro cubo, a fronte dei 327 del calcestruzzo tradizionale, con una riduzione prossima al 38%.

La ricerca, firmata da P. P. Shetty e A. U. Rao del Manipal Institute of Technology e accolta da Scientific Reports, rivista di Springer Nature, con accettazione il 21 settembre 2026 (Performance and eco-efficiency of high-strength concrete incorporating a screened quaternary low-carbon binder), si muove su un terreno già battuto. L’impiego di materiali cementizi supplementari come ceneri volanti e loppa granulata d’altoforno accompagna la tecnologia del calcestruzzo da decenni, con motivazioni inizialmente tecnologiche ed economiche: valorizzare sottoprodotti industriali, migliorare il conglomerato, risparmiare clinker. La decarbonizzazione e l’economia circolare hanno cambiato il contesto, non il principio.

Un legante quaternario con il 50% di cemento Portland

La formulazione definitiva deriva da uno screening sperimentale su sei combinazioni del legante, con la resistenza a compressione della malta come parametro di selezione. La sperimentazione fa riferimento a un calcestruzzo di classe indiana M65, con obiettivo di resistenza caratteristica a compressione di 65 MPa a 28 giorni. Classificazione e modalità di prova appartengono al sistema normativo indiano e non sono sovrapponibili alle classi europee della UNI EN 206.

Componente	Quota sul legante
Cemento Portland ordinario (OPC)	50%
Ceneri volanti di classe F (fly ash)	20%
Loppa granulata d’altoforno macinata (GGBS)	20%
Polvere di conchiglie marine calcinate (CSSP)	10%

Ogni componente svolge una funzione distinta. Le ceneri volanti di classe F agiscono prevalentemente per reazione pozzolanica, combinandosi con l’idrossido di calcio liberato dall’idratazione del clinker e generando prodotti idrati aggiuntivi. La loppa macinata porta proprietà idrauliche latenti e concorre allo sviluppo delle prestazioni meccaniche e all’affinamento progressivo della microstruttura della pasta. La polvere di conchiglie calcinate, particolarmente ricca di calcio, interviene con effetti di riempimento, nucleazione e interazione con gli altri costituenti.

L’aspetto più interessante non è la sostituzione in sé, bensì il bilanciamento: un sistema legante progettato perché i diversi materiali partecipino, con ruoli differenti, alla costruzione della matrice. Un esempio di mix design evoluto, guidato dalle proprietà e dalle interazioni anziché dalla semplice sostituzione ponderale del cemento.

Resistenze in crescita, ma l’età di prova resta decisiva

L’andamento delle resistenze segue il comportamento atteso per i sistemi con aggiunte pozzolaniche e idrauliche latenti. Il calcestruzzo convenzionale parte più veloce; le miscele alternative sviluppano la resistenza più gradualmente, fino a superarlo sul lungo periodo: a 120 giorni la miscela selezionata segna 75,24 MPa contro i 73,04 del riferimento.

La lettura ingegneristica richiede due precisazioni. A 28 giorni le resistenze medie misurate restano sotto i 65 MPa dell’obiettivo: il requisito della classe M65 a quell’età non risulta dimostrato. Inoltre il rapporto acqua/legante delle miscele modificate è leggermente più basso, 0,353 contro 0,363, per cui le differenze prestazionali non si possono attribuire integralmente alla composizione del legante.

Per il progettista strutturale la questione è concreta. Una prestazione raggiunta a 120 giorni non si trasferisce automaticamente in una verifica costruita sulla resistenza caratteristica a 28 giorni. Molte opere, tuttavia, vedono l’applicazione effettiva dei carichi molto oltre i 28 giorni, e in ambito europeo e nazionale si è discusso di rimettere al progettista la definizione dell’età di prova del calcestruzzo. Il cuore del problema diventa così la progettazione prestazionale del materiale, la gestione della maturazione e la relazione tra caratteristiche del conglomerato e tempi reali di caricamento.

Durabilità: ogni esposizione chiede una risposta diversa

Le prove di durabilità disegnano un quadro meno lineare. Assorbimento d’acqua, sorptività, permeabilità, penetrazione dei cloruri, esposizione a soluzioni aggressive e resistenza residua dopo trattamenti termici producono risposte differenziate. La miscela quaternaria va meglio nell’indicazione elettrica della penetrabilità degli ioni cloruro secondo ASTM C1202, mentre il calcestruzzo tradizionale mantiene vantaggio nella permeabilità all’acqua e in alcune esposizioni prolungate. Un comportamento della durabilità dipendente dalle specifiche condizioni di esposizione, definito dagli autori exposure-specific durability behaviour.

La lezione metodologica supera il caso specifico. La durabilità non è una proprietà unica, misurabile con un solo parametro: nasce dall’interazione tra composizione, microstruttura, ambiente e meccanismi di degrado. La stessa prova RCPT restituisce una grandezza elettrica, condizionata anche dalla conducibilità della soluzione presente nei pori, e non misura direttamente il coefficiente di diffusione dei cloruri.

Conseguenza operativa: ogni riduzione di cemento va giudicata rispetto alle prestazioni richieste nelle condizioni di esposizione dell’opera. Sulla stessa linea si colloca il contributo di Liberato Ferrara su INGENIO (Ultra High Performance Concrete e Ultra High Durability Concrete): la sostenibilità va valutata guardando alle prestazioni e alle risorse effettive necessarie a realizzare un’opera durevole, non alla sola composizione del materiale. Un conglomerato con più cemento per metro cubo può risultare complessivamente più sostenibile quando consente sezioni più snelle, meno materiali e meno manutenzione. Il calcestruzzo sostenibile non è, necessariamente, quello con meno cemento, ma quello che impiega le risorse con maggiore efficienza per sostenere le prestazioni richieste lungo la vita dell’opera.

Emissioni in calo del 38% e limiti del perimetro di calcolo

Sul fronte ambientale, il carbonio incorporato per metro cubo, calcolato con fattori di emissione tratti dalla letteratura scientifica, scende da 327 a 204 kg CO₂ equivalente passando dal riferimento alla miscela quaternaria. La combinazione con una quota minore di polvere di conchiglie calcinate va ancora più giù, ma con prestazioni meccaniche complessivamente meno favorevoli: la composizione che minimizza le emissioni non coincide con quella che bilancia meglio resistenza, durabilità, energia incorporata e costo. È lo stesso approccio che sottosta alla PdR 176:2025, Profili di sostenibilità del calcestruzzo preconfezionato, pubblicata il 24 luglio 2025.

Il perimetro della valutazione resta comunque cradle-to-gate, limitato a produzione e lavorazione dei materiali: fuori dal calcolo restano trasporti, lavorazioni di cantiere, manutenzione, vita utile dell’opera e gestione a fine vita. Un’applicazione industriale in chiave europea chiederebbe verifiche aggiuntive con dati rappresentativi delle filiere effettive e metodologie allineate alle norme di valutazione ambientale pertinenti.

Resta anche il conto delle conchiglie: il trattamento termico richiede energia e le emissioni legate alla decomposizione del carbonato di calcio non scompaiono. Riutilizzare uno scarto non produce, da solo, un vantaggio ambientale.

Le ceneri volanti si studiavano già nel 1991

La lettura di questi risultati riporta in superficie una stagione di ricerca italiana di trentacinque anni fa. Nel 1991 la tesi di laurea di chi scrive, sviluppata con il professor Franco Sandrolini e con Vittorio Volta nel ruolo di correlatore, era dedicata proprio all’impiego di elevate percentuali di ceneri volanti in sostituzione del cemento nel calcestruzzo. La ricerca era sostenuta economicamente da Calcestruzzi SpA; le prove furono eseguite sotto la supervisione di Roberto Marino, figura di riferimento della tecnologia italiana del calcestruzzo, con il contributo del Centro Ceneri di Brindisi, dove operava l’ingegner Giulio Belz.

Il contesto non aveva nulla a che vedere con la decarbonizzazione: si trattava di valorizzare un sottoprodotto industriale, ridurre il consumo di cemento e ottenere prestazioni adeguate alle esigenze delle costruzioni, in una fase delicata del quadro regolatorio italiano sull’impiego delle ceneri come materie prime seconde. Le limitazioni introdotte in quel periodo e il confronto tra le componenti della filiera cemento e calcestruzzo rendevano il tema concreto, e la ricerca di Calcestruzzi SpA voleva fornire elementi scientifici e sperimentali per valutarne le potenzialità. Già allora, dunque, la sostituzione di quantità importanti di Portland con fly ash non era un’ipotesi teorica, ma un programma sperimentale condiviso tra università, tecnologi e produttori.

Roberto Marino e la lezione sul sistema produttivo

Dell’eredità di quella stagione si era parlato su INGENIO nel dicembre 2023, nell’intervista (Sulla sostenibilità del calcestruzzo dobbiamo spargerci il capo di ceneri) a Roberto Marino, che ricordava come le ceneri volanti avessero attraversato gran parte della sua attività professionale e come l’impiego di elevate quantità di fly ash si sperimentasse e si discutesse molto prima dell’attuale attenzione all’impronta carbonica. Ne emergeva un dato che vale ancora: tecnologie oggi presentate come nuove erano state sviluppate e sperimentate in passato, senza però trovare condizioni industriali, economiche e normative favorevoli alla diffusione. L’evoluzione del settore dipende anche dalla capacità del sistema produttivo di valorizzare le conoscenze, oltre che dalla loro disponibilità.

UNI 11104:2025: coefficiente k e approccio prestazionale

Qui entra in campo la norma. La UNI 11104:2025, specificazioni complementari italiane per l’applicazione della UNI EN 206, riconosce con il metodo del coefficiente k il contributo convenzionale delle aggiunte di tipo II. Per le ceneri volanti silicee conformi alla UNI EN 450-1 il coefficiente vale 0,40 nelle combinazioni con CEM I e CEM II/A e 0,20 per alcune altre combinazioni previste. Restano fissati limiti quantitativi alla quota di aggiunta conteggiabile nel rapporto acqua/(cemento + k × aggiunta) e nel contenuto minimo equivalente. Non è un divieto di dosaggi superiori: è la definizione del contributo riconosciuto dal metodo k, in un’impostazione consolidata per la gestione prescrittiva della durabilità.

Lette alla luce delle conoscenze accumulate, gli approcci prestazionali meriterebbero più spazio. Il quadro europeo contempla i principi di equivalenza prestazionale ECPC ed EPCC, sviluppati nel CEN/TR 16639; il progetto della UNI 11104:2025 non ne definiva regole applicative nazionali, rinviando alla disponibilità di specifiche tecniche. Il punto non è alzare arbitrariamente il coefficiente k, ma costruire percorsi di qualificazione e verifica che riconoscano le prestazioni effettivamente dimostrate dalle miscele. Una progettazione prestazionale non significa controlli ridotti: significa rendere più diretta e verificabile la relazione tra composizione e comportamento atteso, aprendo spazio ai sistemi leganti multicomponente senza rinunciare a sicurezza e durabilità.

Il riferimento al metodo k e al recepimento non operativo di ECPC ed EPCC trova riscontro nella documentazione di inchiesta della norma e nell’approfondimento (INGLESE UNI 11104:2025 su INGENIO) pubblicato a luglio 2025. Per il quadro applicativo restano decisivi il testo definitivo della UNI 11104 (scheda ufficiale) e l’errata corrige EC 2-2026 UNI 11104:2025, pubblicato il 17 febbraio 2026 (scheda del documento).

Materie prime in transizione e mix design prestazionale

Il passaggio da un legante prevalentemente Portland a sistemi multicomponente chiede una conoscenza puntuale delle interazioni: ogni sostituzione modifica la cinetica di idratazione, la lavorabilità, lo sviluppo delle resistenze, il sistema dei pori, il comportamento verso gli agenti aggressivi. Nessuna percentuale di sostituzione vale per tutte le situazioni: la miscela va progettata per l’applicazione specifica, le condizioni ambientali, le esigenze strutturali, i tempi di costruzione e i materiali effettivamente disponibili.

Le ceneri volanti, del resto, non agiscono da semplice diluizione del clinker. La componente amorfa reattiva alimenta le reazioni pozzolaniche e, in condizioni favorevoli, riduce la permeabilità agli agenti aggressivi e migliora la resistenza alla penetrazione dei cloruri; la morfologia spesso sferica delle particelle agevola la reologia del fresco. Ma non tutte le ceneri sono equivalenti: composizione chimica, contenuto di incombusto, finezza e reattività variano con origine e processo, e dosaggi elevati rallentano lo sviluppo delle resistenze a breve, spostando l’attenzione sulla gestione della maturazione.

E la disponibilità delle materie prime si sta spostando. La riduzione della produzione elettrica da carbone limita le nuove ceneri volanti; l’evoluzione della siderurgia cambia le prospettive di approvvigionamento della loppa d’altoforno. Valorizzare le risorse esistenti, sviluppare tecnologie di trattamento e qualificazione e proseguire la ricerca su argille calcinate e pozzolane naturali diventa parte integrante della progettazione. In questa prospettiva la sostenibilità appartiene al sistema costruttivo, non al singolo materiale: un conglomerato con emissioni iniziali più basse può rivelarsi svantaggioso se la durabilità insufficiente moltiplica i ripristini, mentre un legante più abbondante può ridurre l’impatto complessivo di un’opera quando permette sezioni ridotte, vita utile più lunga e meno interventi. È il principio delle ricerche di Ferrara sugli UHPC e sugli UHDC.

I risultati della ricerca del 2026 restano sperimentali e chiedono verifiche ulteriori: requisiti prestazionali alle età convenzionali, comportamento nelle diverse esposizioni, sostenibilità lungo l’intero ciclo di vita. La sostanza della novità, comunque, non sta nella sostituzione del clinker, quanto nella capacità crescente di progettare leganti complessi e valutare nello stesso tempo meccanica, durabilità e ambiente.

Tra il 1991 e il 2026 la domanda è cambiata: allora si trattava di dimostrare che le ceneri volanti potessero entrare efficacemente nel calcestruzzo, oggi l’obiettivo include la riduzione della CO₂. Nel frattempo le conoscenze scientifiche, le tecniche di caratterizzazione e gli strumenti di valutazione sono cresciuti in modo sostanziale. La domanda più utile che la sperimentazione lascia sul tavolo è quali nuove opportunità si possano costruire partendo da ciò che la ricerca conosce già, collegando studi, sperimentazione, produzione e progettazione. Sviluppare soluzioni nuove significa anche riconoscere il valore di ciò che si conosce da tempo e creare le condizioni per renderlo applicabile.

Più che triplicata, da 13,0 a 42,9 mm, la freccia differita a 1000 giorni di una trave precompressa attraversata da 150 cicli di gelo-disgelo. All’estremo opposto la corrosione dei tiranti: portata dallo 0 al 12%, muove la stessa grandezza di appena 0,2 mm, da 21,6 a 21,8 mm. Sono i due poli della gerarchia di degrado che emerge dal modello agli elementi finiti tridimensionale a evoluzione temporale sviluppato da Qian Huang, Yue Huang e Lei Gao e pubblicato su Construction Materials, vol. 6, pag. 78 (doi: 10.3390/constrmater6050078).

Una sola analisi incrementale per azioni ambientali e meccaniche

Il modello è costruito per riprodurre il comportamento meccanico, a breve e a lungo termine, di travi precompresse soggette contemporaneamente a degrado da gelo-disgelo, corrosione dei tiranti e carico sostenuto. Tutti i fenomeni confluiscono in un’unica analisi incrementale a passi temporali: la deformazione progressiva e la perdita di pretensione vengono così seguite passo dopo passo, senza trattare gli effetti ambientali e quelli meccanici come dinamiche slegate.

Dal creep alla corrosione: i meccanismi dentro il modello

Sul versante del calcestruzzo la fessurazione diffusa e il tension stiffening sono accostati agli effetti differiti classici, creep e ritiro, e al degrado delle proprietà meccaniche indotto dai cicli gelo-disgelo. Sul versante delle armature entrano il rilassamento dei tiranti di pretensione e il deterioramento da corrosione, esteso sia all’armatura ordinaria sia ai cavi tesi. Tutti i meccanismi concorrono alla medesima soluzione incrementale, così che a ogni passo di calcolo ciascun fenomeno possa interferire con gli altri.

Validazione su tre campi sperimentali

Prima di confrontare i parametri fra loro, il modello viene verificato rispetto a tre gruppi di risultati sperimentali: prove su travi precompresse corrose, prove su travi in calcestruzzo danneggiate dal gelo-disgelo e prove di lungo periodo con carico sostenuto. Tre contesti corrispondenti ai tre driver del degrado che la campagna numerica accoppia in un’unica simulazione.

Quattro parametri a confronto nella campagna di calcolo

Le analisi parametriche fanno variare la resistenza del calcestruzzo, il numero di cicli gelo-disgelo, il tasso di corrosione dei tiranti e il livello di pretensione. I valori di freccia a 1000 giorni associati alle diverse ipotesi sono raccolti nella tabella.

Parametro variato	Intervallo esaminato	Freccia a 1000 giorni
Resistenza del calcestruzzo	da C35 a C50	da 24,1 mm a 18,0 mm
Cicli gelo-disgelo	da 0 a 150	da 13,0 mm a 42,9 mm
Tasso di corrosione dei tiranti	dallo 0% al 12%	da 21,6 mm a 21,8 mm
Livello di pretensione	da 0,45 fptk a 0,75 fptk	freccia aggiuntiva differita da 11,4 mm a 8,8 mm

Il confronto mette in primo piano il peso del gelo-disgelo, che guida la risposta differita più di ogni altro parametro: rispetto ai 13,0 mm della trave non esposta si arriva a 42,9 mm, con un aumento di quasi 30 mm. Il salto di classe dal C35 al C50 riduce la freccia di 6,1 mm, mentre il livello di pretensione più alto abbassa di 2,6 mm la freccia aggiuntiva differita. La corrosione dei tiranti, entro il 12% esaminato, incide in modo marginale sulla freccia globale; la sua azione si concentra sulla pretensione, con una perdita di lungo periodo che sale da 188,2 a 198,0 MPa.

Ne esce una gerarchia netta: nella deformazione di lungo periodo dominano il degrado da gelo-disgelo e gli effetti dipendenti dal tempo del calcestruzzo, mentre l’influenza della corrosione dei cavi sulla freccia globale resta contenuta nell’intervallo analizzato. Per valutare la risposta differita di travi precompresse esposte ad azioni ambientali e meccaniche congiunte, il framework offre un percorso numerico che riunisce nello stesso calcolo meccanismi di deterioramento abitualmente affrontati in modo distinto.

La decarbonizzazione del calcestruzzo può essere perseguita su due fronti opposti della catena produttiva: la formulazione del legante, decisa in cementiera, e il dosaggio di cemento, definito in fase di composizione della miscela. Sono strade che coinvolgono attori differenti e ripartiscono oneri e responsabilità in modi non equivalenti. Uno studio pubblicato sulla rivista Buildings (vol. 16) mette a confronto il potenziale di decarbonizzazione del cemento a basso contenuto di carbonio e del calcestruzzo a basso dosaggio di cemento, estendendo l’analisi alla distribuzione di costi e rischi del carbonio lungo la catena del valore.

Due leve di decarbonizzazione in punti diversi della catena

Il cemento a basso contenuto di carbonio agisce a monte. L’obiettivo è ridurre le emissioni associate a ogni tonnellata di legante immessa sul mercato, intervenendo sulla sua intensità carbonica. Un prodotto di questo tipo, una volta disponibile, estende i suoi effetti a tutti gli impasti che lo incorporano: la riduzione si propaga dall’alto, su tutta la produzione di calcestruzzo che lo adotta.

Il calcestruzzo a basso dosaggio di cemento opera a valle, sulla miscela. Qui la variabile è la quantità di cemento per unità di volume. Ridurla impone di riequilibrare la formulazione, con l’obiettivo di preservare le prestazioni richieste dal progetto. L’intervento riguarda il singolo impasto, e il risultato aggregato dipende da quante misture lo adottano effettivamente.

Tra i due approcci esiste un legame diretto. L’impronta carbonica di un calcestruzzo nasce dall’incrocio tra l’intensità di emissione del legante e la quantità di legante impiegata: agire su una sola delle due variabili lascia l’altra intatta. Da qui l’utilità di un confronto sistematico tra le due strade.

Un confronto che dipende dalla scala di intervento

Portare i due approcci sullo stesso piano non è immediato. Un legante a minor intensità carbonica è un prodotto industriale standardizzato, il cui effetto si estende in blocco a tutta la produzione che lo utilizza. La riduzione del dosaggio avanza invece impasto per impasto, classe di resistenza per classe di resistenza, e il suo potenziale complessivo si costruisce per somma di adozioni singole. La differenza è di scala, e la scala condiziona la misura del beneficio.

Lo studio valuta il potenziale di decarbonizzazione dei due percorsi in chiave comparata. Le due strade, peraltro, non si escludono: la combinazione di leganti a minor intensità carbonica e dosaggi ridotti somma i due contributi, ed è nello scenario combinato che la riduzione complessiva può risultare più ampia.

Costo del carbonio e rischio tecnico lungo la catena del valore

La seconda parte dell’analisi sposta il fuoco dalla tecnica all’economia della filiera. La domanda di fondo è chi, tra gli anelli della catena, prenda in carico il costo del carbonio e il rischio tecnico collegato alla modifica delle formule. Le due voci non cadono necessariamente sullo stesso soggetto.

A seconda della strada seguita, il sovracosto può collocarsi alla produzione di legante e trasferirsi a valle attraverso il prezzo, oppure manifestarsi nei laboratori che riformulano gli impasti. Il rischio prestazionale si concentra invece dove la formula cambia materialmente: se a mutare è la miscela, la dimostrazione che il materiale conserva le caratteristiche prescritte riguarda chi formula e chi esegue i controlli; se cambia il legante, la verifica torna a monte.

La ripartizione che ne risulta ha conseguenze operative concrete. Una distribuzione asimmetrica di costi e rischi può rallentare l’adozione di soluzioni a bassa impronta carbonica anche quando il potenziale tecnico esiste: chi dovrebbe promuovere la modifica non è sempre chi ne sostiene l’onere economico o chi risponde delle prestazioni.

L’analisi della distribuzione lungo la catena del valore solleva tre interrogativi di interesse diretto per la pratica professionale:

• chi sostiene il costo del carbonio associato alla nuova formula, dalla cementiera all’impresa;
• su chi ricade il rischio tecnico quando cambia il legante o il dosaggio di miscela;
• in che misura la ripartizione di oneri e responsabilità condiziona l’adozione effettiva delle soluzioni a minor impatto.

Per chi specifica calcestruzzi e leganti in capitolato, la lettura d’insieme conta almeno quanto i singoli valori di emissione. Scegliere tra cemento a basse emissioni e miscela a dosaggio ridotto, o combinare le due strade, significa decidere anche dove si collocano verifiche, controlli e oneri economici. È su quel terreno, prima ancora che sui bilanci di CO₂, che si decide la velocità della decarbonizzazione della filiera.

Le temperature del calcestruzzo in giovane età gettato nel segmento 0 del ponte Huangsha Harbor sono state misurate nel tempo direttamente in cantiere e assunte come riferimento per verificare l’affidabilità degli strumenti con cui, in sede di progettazione, si stima l’innalzamento termico generato dal calore di idratazione. Alla prova sono stati sottoposti i due approcci più diffusi nella prassi: le formule empiriche di previsione formulate da altri autori e un modello numerico agli elementi finiti sviluppato su una piattaforma commerciale.

La verifica, condotta da Xiao-Xiang Cheng, Ze-Yang Sun e Hong Zhu, è pubblicata sulla rivista Infrastructures (DOI: 10.3390/infrastructures11070255).

Perché manca ancora un modello empirico universale

La stima dell’innalzamento di temperatura dovuto al calore di idratazione nelle fasi iniziali di costruzione di un ponte a trave continua in calcestruzzo è una richiesta ricorrente della progettazione strutturale. L’assetto operativo consolidato unisce formule empiriche di previsione e analisi numerica preliminare. Il limite di fondo è però noto a chi lavora nel settore: ogni caso ingegneristico presenta geometrie e materiali propri e la condivisione dei dati all’interno della comunità tecnica resta limitata. Per questa ragione non è stato ancora individuato un modello empirico universale, utilizzabile in pratica su una varietà di progetti differenti.

Ipotesi semplificative e bisogno di validazione

L’altro versante critico riguarda il calcolo. Le analisi numeriche preliminari poggiano di regola su ipotesi e semplificazioni della realtà fisica la cui fondatezza non è scontata, e la loro accuratezza richiede a sua volta un riscontro indipendente. Senza misure sperimentali, la qualità di un modello termico resta di difficile giudizio.

Il banco di prova: il segmento 0 del ponte Huangsha Harbor

Il riferimento sperimentale è il segmento 0 di un ponte a tre campate con trave continua in calcestruzzo a sezione scatolare e doppio impalcato, sito nella provincia cinese del Jiangsu. Realizzato nelle prime fasi costruttive, l’elemento ospita un getto massivo: proprio su di esso sono stati campionati nel tempo gli andamenti termici del calcestruzzo in giovane età, producendo la serie di dati con cui giudicare le previsioni.

Formule empiriche e modello agli elementi finiti a confronto

Sul piano metodologico la ricerca accosta due famiglie di strumenti. Per le formule empiriche proposte da altri ricercatori è stata esaminata l’accuratezza con cui riproducono i dati misurati. Il modello numerico costruito sulla piattaforma commerciale agli elementi finiti è stato osservato invece sotto il profilo dell’impiego operativo. In entrambi i casi il giudizio passa attraverso il riscontro con le temperature rilevate in opera.

Esiti: distribuzione termica e picco di innalzamento

Il confronto restituisce due indicazioni distinte. Le formule empiriche esaminate descrivono in generale con efficacia gli schemi effettivi di distribuzione della temperatura collegati al problema, pur mostrando un’usabilità inferiore in alcuni casi. L’analisi preliminare agli elementi finiti, invece, ha dimostrato di predire correttamente l’innalzamento termico massimo reale nella maggior parte delle situazioni considerate.

Le conseguenze operative sono immediate. Per il picco di temperatura di un getto massivo l’analisi preliminare agli elementi finiti costituisce un riferimento attendibile. Le correlazioni empiriche vanno adottate con discernimento, come supporto per la lettura della distribuzione termica, dopo averne verificato l’applicabilità al caso specifico. Resta aperta la questione di fondo: la condivisione ancora limitata dei dati tra i diversi casi ingegneristici rallenta la definizione di modelli empirici di uso generale.

La lezione del segmento 0 del Huangsha Harbor vale ben oltre il singolo ponte: finché non si disporrà di un modello empirico universale, la pratica dovrà continuare a intrecciare formule di previsione, calcolo numerico preliminare e verifiche sperimentali in cantiere per presidiare il comportamento termico del calcestruzzo nelle prime fasi di idratazione.

Un calo di resistività elettrica del 12.48% sotto un carico pari al 20%: è quanto registrato su un calcestruzzo con rapporto acqua/cemento 0.4 in condizioni di piena saturazione. A parità di carico, con saturazione ridotta al 60%, la diminuzione si attesta sul 6.68%. Sono alcuni dei risultati dello studio condotto da Teuku Ferdiansyah, Romaynoor Ismy, Shaban Shahzad, Waqas Rafiq e Kashif Nadeem, pubblicato sul volume 6 della rivista CivilEng (doi: 10.3390/civileng6030038), dedicato all’influenza del rapporto w/c, del grado di saturazione e della temperatura sulla resistività del calcestruzzo.

L’effetto del carico e della porosità sulle misure

Sul piano sperimentale la resistività diminuisce in misura significativa all’aumentare del carico, un comportamento ricondotto dagli autori a effetti di natura geometrica. Nel caso della miscela con w/c pari a 0.4, la riduzione raggiunge il 12.48% a saturazione completa (SR al 100%) e il 6.68% a saturazione del 60%, entrambe rilevate sotto un carico del 20%.

Le miscele characterize da rapporti acqua/cemento più elevati, 0.5 e 0.6, presentano cali più marcati: l’aumento della porosità e della mobilità ionica facilita il trasporto di carica all’interno del materiale. La riduzione massima osservata è del 13.68% e corrisponde al caso con w/c = 0.6.

Perché la resistività conta per durabilità e monitoraggio

La resistività elettrica è un parametro di riferimento nella valutazione della durabilità delle strutture in calcestruzzo armato e nel monitoraggio del loro stato di salute nel tempo. La sua dipendenza dalla porosità della pasta e dalla mobilità ionica ne fa anche un osservabile utile nella prevenzione della corrosione delle armature: le variazioni misurate descrivono, di fatto, le condizioni del mezzo poroso in cui si sviluppano i fenomeni degradativi. Per questo la caratterizzazione quantitativa dei fattori che la governano ha ricadute dirette sia sulla fase di progetto della miscela sia sulla lettura dei dati di monitoraggio.

Tre variabili e tre modelli predittivi

La ricerca affronta in modo sistematico l’influenza di tre grandezze sulla resistività: il rapporto acqua/cemento (w/c), il rapporto di saturazione (SR) e la temperatura. Per rappresentare le relazioni non lineari che legano questi parametri, sono stati costruiti tre modelli predittivi di natura diversa:

• una regressione lineare, assunta come termine di confronto;
• una Support Vector Machine con kernel cubico (cubic SVM);
• una regressione a processi gaussiani (GPR).

Ogni modello è stato addestrato e testato indipendentemente, così da verificare la capacità di ciascuno di cogliere la componente non lineare del fenomeno senza condizionamenti incrociati fra le architetture.

GPR con kernel Matern 5/2: le metriche migliori

Il confronto fra le architetture premia la regressione a processi gaussiani con kernel Matern 5/2, che distanzia in modo netto le alternative. Le metriche di accuratezza ottenute sono le seguenti:

Metrica	Valore
RMSE	5.21
R²	0.99
MSE	27.19
MAE	3.40

Un R² prossimo all’unità, accompagnato da valori contenuti di errore quadratico e di errore assoluto medio, indica che il modello riesce a ricostruire con fedeltà la risposta del materiale al variare simultaneo di w/c, saturazione e temperatura.

La gerarchia delle variabili dall’analisi per permutazione

L’analisi di importanza per permutazione restituisce una gerarchia chiara fra i parametri indagati. Il rapporto di saturazione risulta la variabile più influente sulla resistività, seguito dal rapporto acqua/cemento; la temperatura incide meno di entrambe. Per chi impiega la resistività nel monitoraggio strutturale, l’indicazione operativa è diretta: lo stato di saturazione dell’elemento va registrato e considerato insieme alla misura, perché condiziona la lettura più di ogni altro fattore ambientale o di composizione.

Sul piano della progettazione dei materiali, la conferma del ruolo dominante della saturazione e del w/c, unita alla minore incidenza termica, fornisce un riferimento quantitativo per orientare la definizione delle miscele destinate a opere dove la durabilità e il controllo della corrosione sono prioritari.

Il quadro complessivo rafforza il valore della resistività come osservabile nella valutazione della durabilità e nella prevenzione della corrosione del calcestruzzo armato: disponendo di un modello predittivo accurato, integrato da w/c, grado di saturazione e temperatura, la progettazione della miscela e il monitoraggio della salute strutturale trovano un terreno comune misurabile.

Oltre 80 °C nel calcestruzzo durante il getto: è la temperatura raggiunta alla base di un acquedotto a canale a U di grande luce, dove il picco, localizzato al baricentro della piastra di base della sezione portante, ha toccato 83,8 °C in cantiere e 87,0 °C nel modello numerico. Uno scarto di circa 3 °C tra misura e calcolo, che apre la porta a una lettura tensionale tutt’altro che rassicurante: il calore di idratazione, se non governato, si traduce in trazioni capaci di fessurare il manufatto prima ancora che entri in esercizio.

Lo studio, firmato da Pingan Liu, Yupeng Ou, Tiehu Wang, Fei Yue, Yingming Zhen e Xun Zhang e pubblicato su CivilEng (Vol. 6, pag. 42, doi 10.3390/civileng6030042), affianca rilievi sperimentali in sito e analisi numeriche dei campi di temperatura e di tensione indotti dalla fase di colata.

Trazione calcolata a 6,37 MPa contro 1,85 MPa ammissibili

Il dato più gravoso riguarda le tensioni. Il modello numerico individua le condizioni critiche negli strati esterni di calcestruzzo delle zone a temperatura più elevata, dove la tensione di trazione massima raggiunge 6,37 MPa. Il valore supera del 244% l’ammissibile della resistenza a trazione del calcestruzzo corrente, pari a 1,85 MPa: più del triplo della capacità del materiale in quella fase di vita, con un rischio significativo di fessurazione termica.

Dal picco alla stabilizzazione: l’evoluzione termica del getto

Misura e calcolo restituiscono un andamento coerente. Dopo una salita rapida nella fase iniziale, il calcestruzzo attraversa un raffreddamento altrettanto rapido per poi stabilizzarsi in prossimità delle condizioni ambiente. La coincidenza tra i picchi registrati in cantiere e quelli calcolati attribuisce affidabilità alle successive letture tensionali, che si fondano proprio sul campo termico derivato dal modello.

Gradienti e velocità di raffreddamento fuori soglia

Anche i criteri di controllo termico restano superati. Le differenze di temperatura tra nucleo e superficie eccedono la soglia dei 25 °C e, nelle posizioni monitorate, la velocità di raffreddamento giornaliera supera 2,0 °C/d nei primi 5-6 giorni della fase di abbattimento. Entrambe le metodologie identificano la non conformità rispetto a questi parametri, con conseguente crescita del rischio di fessurazione associato a gradienti eccessivi.

Grandezza	Valore
Temperatura di picco misurata	83,8 °C
Temperatura di picco calcolata	87,0 °C
Tensione di trazione massima	6,37 MPa
Trazione ammissibile del calcestruzzo	1,85 MPa
Soglia differenza interno/superficie	25 °C
Raffreddamento giornaliero nei primi 5-6 giorni	oltre 2,0 °C/d

Il circuito a doppio strato: 23,8 °C in meno al picco

Sul piano del contenimento viene proposto un sistema di tubazioni in acciaio disposte su due strati a media profondità nella sezione, con velocità di flusso dell’acqua di 1,2 m/s. Rispetto a una configurazione a strato singolo, il doppio strato riduce la temperatura di picco di 23,8 °C e migliora l’efficienza di raffreddamento del 28,7%. Il regime di circolazione mantiene l’equilibrio termico tra calcestruzzo e acqua di raffreddamento, con risparmi idrici e riduzione dei costi a fronte di un getto che conserva la propria qualità strutturale.

Limiti esecutivi e prospettive di controllo via BIM

Gli autori riconoscono al sistema proposto limiti quanto all’ambiente applicabile e alla difficoltà costruttiva: la gestione di doppie file di tubazioni in opera non è una variabile da sottovalutare in fase di pianificazione delle lavorazioni. Come direzione di sviluppo viene indicata l’integrazione con un sistema BIM, per governare dinamicamente e in tempo reale il circuito di raffreddamento.

Per chi projetta manufatti idraulici di grande luce, il messaggio operativo è diretto: l’analisi termica della fase di getto merita un posto nel progetto, non solo in cantiere. I 6,37 MPa di trazione calcolata contro 1,85 MPa ammissibili restano l’argomento più convincente a sostegno.