Macinazione ecologica: riduzione dei consumi energetici e delle emissioni CO2 mediante l’uso di additivi speciali

Al giorno d’oggi, il cemento Portland rappresenta con differenza il legante idraulico maggiormente utilizzato nel campo dell’edilizia. Poco importa che si tratti di un capannone industriale o di un edificio dalla raffinata costruzione: sarà sempre questo componente a legare i materiali inerti utilizzati per la costruzione, donando alla struttura la desiderata forma, stabilità e durata nel tempo.

Questo legante prende il nome dal suo costituente principale, il clinker Portland: un materiale idraulico costituito da silicati di calcio e da minerali contenenti calcio, alluminio e ferro che fu inventato agli inizi del diciannovesimo secolo in Inghilterra e che deve il suo nome alla somiglianza con la roccia di Portland, una piccola isola nella contea di Dorset.

Per la produzione del clinker Portland si utilizzano calcare e pietre argillose che -previa estrazione dalla cava- vengono frantumati, miscelati nelle giuste proporzioni e macinati, ottenendo la cosiddetta “farina cruda”. Questa farina viene poi cotta in speciali forni rotanti dall’elevatissima capacità (si parla di produzioni giornaliere comprese tra le 1.500 e 12.000 tonnellate). Ad alta temperatura infatti, il calcio si può combinare chimicamente con silicio, alluminio e ferro dando luogo ai minerali idraulici.

Purtroppo, perché queste reazioni avvengano correttamente è necessario che il calcare perda l’anidride carbonica (CO₂) fissata come carbonato di calcio. Sommando le emissioni dovute alla decomposizione del calcare a quelle connesse con l’utilizzo dei combustibili fossili necessari a raggiungere le alte temperature di processo, risulta che per ogni tonnellata di clinker prodotta vengono immessi in atmosfera circa 900 kg di anidride carbonica; è stato stimato che globalmente l’industria del cemento contribuisce al 5% del totale della CO₂ di origine antropica.

A causa della sempre più severa regolamentazione delle emissioni di gas serra, la loro riduzione rappresenta la sfida più grossa che l’industria del cemento mondiale dovrà affrontare nei prossimi anni. A questo si aggiunge il fatto che la macinazione del clinker, che avviene generalmente mediante molini tubolari a sfere o molini verticali a rulli, è un processo estremamente poco efficiente da un punto di vista energetico: solo una piccola percentuale dell’energia introdotta nel sistema (secondo alcune affidabili stime appena il 5-10%) viene effettivamente utilizzata per aumentare la finezza del cemento (finezze maggiori sono sinonimo di resistenze meccaniche –e quindi qualità- migliori). Una delle ragioni di questa scarsa efficienza è la tendenza all’agglomerazione delle polveri più fini, dovuta alle cariche elettrostatiche che si formano sulla superficie delle particelle di cemento.

Sia l’emissione di CO2, sia il consumo energetico specifico (misurato in kWh per tonnellata di cemento prodotto) possono essere ridotti –indirettamente e direttamente- mediante l’utilizzo di speciali additivi per cemento, trasformando così un prodotto tendenzialmente “povero” come il cemento in un materiale da costruzione tecnologicamente ben più avanzato e dal ridotto impatto ambientale.

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