UNI 11104: perchè la nuova norma sul calcestruzzo nasce vecchia

Norme prestazionali vs. norme prescrittive: un cambio di paradigma per l’innovazione nel mondo del calcestruzzo

Nel contesto dell’ingegneria civile e, anche nella progettazione e produzione del calcestruzzo, si parla spesso di norme prestazionali e norme prescrittive.

Questa distinzione risulta fondamentale per capire come le regole tecniche possano influenzare lo sviluppo di nuove soluzioni, la libertà progettuale e la competitività dell’industria delle costruzioni.

Norme prescrittive: indicano in modo puntuale e dettagliato come realizzare un’opera o un componente (quali materiali usare, in che quantità, con quali procedure). L’obiettivo è fornire “regole d’arte” consolidate, ma rischiano di diventare un ostacolo all’innovazione qualora fissino vincoli troppo rigidi. Dietro a queste norme si nasconde la poca fiducia sulle qualità degli operatori, e quindi la volontà di imporre scatole ben definite.

Norme prestazionali: definiscono gli obiettivi di prestazione (resistenza, durabilità, sicurezza, ecc.) senza vincolare i metodi per raggiungerli. In tal modo, lasciano più libertà all’industria e ai professionisti, favorendo la ricerca, lo sviluppo di soluzioni nuove e la competitività del settore.

Per fare un'esempio una norma prestazionale è una norma che indica quale livello di prestazione debba raggiungere un calcestruzzo per essere durevole in un certo ambiente, mentre una norma prescrittiva indica anche alcuni elementi composizionali.

Perchè la norma UNI 11104 è una norma prescrittiva

La nuova revisione della UNI 11104 in fase di inchiesta pubblicaè profondamente prescrittiva. Lo è per due motivi: perchè la EN 206 è profondamente prescrittiva e perchè la mentalità mitteleuropea da cui deriva così come la nostra sono prescrittive.

Il motivo? è perchè non ci fidiamo. Il modello anglosassone punta alla responsabilizzazione delle figure coinvolte, spingendo sul tema delle prestazioni da raggiungere e delegando quindi le scelte composizionali.

Nel nostro modello non ci fidiamo di chi formula e fornisce il calcestruzzo, e quindi mettiamo nelle norme indicazioni prescrittive - spesso anche non controllabili - ma non ci fidiamo neppure dei progettisti e dei direttori lavori e quindi nelle norme andiamo a prevedere - sulla carta - ogni minimo aspetto da considerare.

Questa scelta genera una serie di problemi: deresponsabilizzazione delle figure coinvolte, capitolati e schemi di certificazione prescrittivi, ostacolo all'innovazione, confusione fra norme.

Norme prescrittive: confusione tra norme, ostacolo all'innovazione

Un esempio sul fatto che la norma UNI 11104, e le NTC in vigore, siano delle norme prescrittive e che generino confusione lo vediamo nelle specifiche degli aggregati di riciclo.

Le Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC) italiane dettano specifiche per la scelta degli aggregati in calcestruzzo (naturali, riciclati, leggeri, ecc.), in parte di natura prescrittiva. Analogamente, la UNI 11104, il cui scopo è quello di rendere applicabile la EN 206 in Italia, fornisce regole sulla composizione e sulle caratteristiche prestazionali del prodotto finito, compreso gli aggregati.

Tuttavia, in questi documenti si possono rilevare ancora alcuni limiti prescrittivi, derivati da prassi consolidate, che non sempre assecondano le evoluzioni tecnologiche (uso di aggregati alternativi, riciclati, ecc.) e le esigenze di sostenibilità ambientale. Inoltre danno valori di riferimento diversi, generando nel settore un problema di rispetto normativo. Anche se le prime sono obbligatorie e le seconde volontarie.

L’articolo “Calcestruzzo con materie prime seconde: dagli scarti di demolizione al riutilizzo degli scarti industriali” pubblicato su INGENIO da Estefania Cuenca, Marco Davolio, Marco Del Galdo e Liberato Ferrara dimostra come oggi il limite d’uso di materiali di riciclo sia in forte evoluzione.

Mettere dei limiti sulle norme porta quindi confusione perchè chi è nel settore non sa quale applicare, ed è limitato nel valutare soluzioni innovative.

Un altro esempio di prescrizione la ritroviamo nell’indicazione del dosaggio minimo di cemento e del acqua/cemento massimo sia nella EN 206 e UNI 11104.

La EN 206 e la UNI 11104 prevedono, per determinate classi di esposizione e di resistenza, un contenuto minimo di cemento e rapporto/cemento massimo.

L’intento è garantire durabilità e resistenza meccanica, ma un limite fisso e non “aggiornato” può rivelarsi in contrasto con le nuove possibilità offerte da additivi e cementi innovativi. Esistono infatti tecnologie e miscele che consentono di ottenere prestazioni analoghe o superiori con un contenuto di cemento inferiore, oppure con un rapporto acqua/cemento superiore, rendendo la produzione più sostenibile e flessibile dal punto di vista progettuale.

Sempre il professor Liberato Ferrara del Politecnico di Milano ha condotto ricerche approfondite sulla durabilità del calcestruzzo e sull’uso di additivi cristallizzanti per migliorarne l’impermeabilità, anche in presenza di rapporti acqua/cemento elevati.

In particolare, nell’articolo “Additivi e cristallizzanti nel calcestruzzo: dalla riduzione della permeabilità e del ritiro all’autoriparazione delle fessure”, pubblicato su Ingenio, il professor Ferrara  analizza come questi additivi possano ridurre la porosità del calcestruzzo, migliorandone l’impermeabilità e favorendo l’autoriparazione delle fessure.

Inoltre, nell’articolo “Impermeabilizzazione del calcestruzzo integro e fessurato mediante additivi cristallizzanti”, gli stessi autori presentano una campagna sperimentale volta a verificare l’efficacia di tali additivi nell’aumentare la resistenza del calcestruzzo alla penetrazione dell’acqua, anche sotto pressione, e nel promuovere la chiusura autonoma delle microfessure. 

La norma, invece di insistere con prescrizioni sui dosaggi, dovrebbe puntare sulle prestazioni, per esempio sul valore di penetrazione d’acqua massimo da non superare.

Altro esempio importante sono le aggiunte reattive.

Oggi la UNI 11104 in inchiesta pubblica definisce di K ben precisi, a seconda del tipo di aggiunta e di cemento. Una prescrizione che dovrebbe essere superata ragionando in modo prestazionale. Ecco il perchè di questa posizione con alcune considerazioni.

1. Non è dimostrato che l’utilizzo di silica fume in calcestruzzi realizzati con cementi pozzolanici possa comportare dei problemi prestazionali. Ci sono esperti che sostengono che l'effetto combinato sia migliorativo. In ogni caso mancano ricerche che dimostrano il contrario.
2. L’individuazione di un K per le ceneri volanti in forma prescrittivo può a volte sottostimare a volte sovrastimare il contributo delle ceneri allo sviluppo della resistenza meccanica e al rapporto acqua/cemento.
3. Vi sono materiali non richiamati dalla norma che spesso hanno proprietà “reattive” interessanti e che andrebbero considerate. Si pensi per esempio ad alcuni filler calcarei. I filler calcarei, costituiti da carbonato di calcio, possono sostituire parte del cemento grazie a effetti fisici e chimici. Agiscono come riempitivi, migliorando la lavorabilità e riducendo la porosità, e come nuclei di nucleazione, favorendo la formazione di idrati cementizi. A livello chimico, reagiscono con gli alluminati del cemento formando monocarboalluminato di calcio, stabilizzando la microstruttura. Possono anche interagire con l’idrossido di calcio, migliorando la durabilità.

Il rischio delle prescrizioni rigide: un freno all’innovazione

Le norme esclusivamente prescrittive, impostate sull’adesione a protocolli standardizzati, possono frenare la capacità di innovazione dell’industria e dell’ingegneria.

Vediamo alcuni esempi.

Stampa 3D nel mondo delle costruzioni

La tecnica della stampa 3D consente di “estrudere” calcestruzzo speciale strato dopo strato, aprendo scenari progettuali e costruttivi rivoluzionari. Tuttavia, le NTC – basate su concetti più tradizionali – non contemplano ancora questo metodo, rendendone difficile l’inquadramento normativo. In un approccio prescrittivo classico, la verifica di resistenza o durabilità è pensata per strutture realizzate con getti convenzionali, mentre la stampa 3D segue logiche e parametri di controllo qualità differenti.

Linee guida sui calcestruzzi fibrorinforzati

Un esempio di eccesso di vincoli prescrittivi è quello delle linee guida italiane sui calcestruzzi fibrorinforzati, che prevedono procedure complesse e vincolanti per la certificazione. Queste regole, ritenute poco pragmatiche e difficilmente applicabili su larga scala, hanno determinato uno “scollamento” tra la pratica di cantiere e la normativa stessa: molte aziende del settore, infatti, non si certificano e di fatto operano “facendo finta che tali linee guida non esistano”. Ciò evidenzia come norme troppo rigide e poco aderenti alla realtà finiscano per essere disapplicate, vanificando sia lo scopo di garanzia della sicurezza sia la spinta all’innovazione.

Verso un approccio prestazionale per l’innovazione sostenibile

Per favorire nuove soluzioni e garantire, allo stesso tempo, sicurezza e qualità, occorre passare a un modello normativo che:

1. Specifichi requisiti prestazionali minimi (resistenza, durabilità, sicurezza, prestazioni ambientali).

2. Coinvolga attivamente l’industria e i professionisti, incentivando la sperimentazione e le prequalifiche dei prodotti.

3. Punti sulla competenza e la responsabilità di progettisti e costruttori, riducendo i vincoli meramente formali e favorendo invece un controllo “intelligente” e consapevole dei processi di produzione.

In questo modo, si permette al mercato di maturare soluzioni tecniche diverse – eventualmente anche più sostenibili – purché rispettino gli obiettivi di sicurezza e prestazione stabiliti dalla norma.

Come riportata su un articolo pubblicato su INGENIO a seguito di alcune riflessioni condivise sul tema delle norme, la metafora dei “tonnarelli cacio e pepe” è emblematica: se la ricetta fosse definita esclusivamente in ogni grammo e passaggio, annulleremmo l’estro dello chef; se invece forniamo criteri di risultato (gusto, consistenza, cremosità), lasciamo spazio alla creatività e all’esperienza, senza rinunciare alla qualità.

Conclusioni e citazione di Piero Pozzati

Le norme prestazionali rappresentano dunque un’opportunità per lo sviluppo di un’innovazione sostenibile.

Se vogliamo davvero valorizzare competenze e ingegneria, è fondamentale che il quadro normativo non sia un insieme di regole esaustive e rigide, ma piuttosto un insieme di obiettivi da raggiungere.

In chiusura, è illuminante la lezione del Prof. Piero Pozzati su “tecnica” e “tecnicismo”, ripresa in un articolo su INGENIO («Proliferazione delle normative e tecnicismo: l’attualità della lezione del Prof. Piero Pozzati», disponibile sul portale Ingenio-web.it). Il professore sottolineava:

“La Tecnica non coincide con la pura e semplice applicazione di normative e regole codificate; è invece la capacità di operare con scienza, esperienza e spirito critico su problemi reali.

Il Tecnicismo, al contrario, rappresenta la degenerazione di questo sapere, riducendo l’attività progettuale a un’adesione pedissequa e meccanica alle prescrizioni, svuotando di senso il processo creativo e la ricerca di soluzioni adeguate.”

È proprio tale monito di Pozzati a ricordarci che l’ingegneria, se incanalata in norme “intelligenti” e flessibili, può sviluppare le soluzioni più adatte alle sfide moderne, mentre un “tecnicismo” esasperato inibisce la crescita e la vera innovazione.

Bibliografia e riferimenti

• NTC – Norme Tecniche per le Costruzioni

• UNI 11104 – Calcestruzzo. Specifiche per calcestruzzo confezionato con leganti idraulici

• EN 206 – Concrete – Specification, performance, production and conformity

• Linee guida nazionali sui calcestruzzi fibrorinforzati

• Articoli su INGENIO

• Articolo “Proliferazione delle normative e tecnicismo: l’attualità della lezione del Prof. Piero Pozzati” su INGENIO-web.it