Il prototipo del ponte Diamanti, lungo 10 metri, è attualmente in mostra a Venezia. Resistente, versatile, economico e onnipresente, il calcestruzzo è il materiale fabbricato più utilizzato al mondo. Ma è anche uno dei più inquinanti: genera circa l’8% delle emissioni globali di gas serra. Per decenni, il settore del calcestruzzo e del cemento ha cercato di ridurre il proprio impatto ambientale attraverso miscele più pulite o progetti più efficienti. Il progetto Diamanti, sviluppato da un team di ricerca dell’Università della Pennsylvania, combina entrambe le strategie in un’unica proposta audace e funzionale.
Ispirato alla natura, fabbricato con precisione
Diamanti non si limita a migliorare la miscela di calcestruzzo. Rivoluziona anche la sua geometria. Ispirato alle strutture ossee porose, utilizza una stampante 3D robotizzata per generare modelli complessi con una miscela di calcestruzzo ottimizzata. Questi modelli, noti come strutture minimali triplamente periodiche (TPMS), replicano il modo in cui le ossa distribuiscono il carico senza bisogno di essere completamente solide.
Il risultato: una struttura più leggera del 60%, ma senza perdere resistenza. Allo stesso tempo, la superficie esposta del calcestruzzo aumenta, migliorando la sua capacità di assorbire l’anidride carbonica fino al 30% in più. Se a questo si aggiunge una miscela che già di per sé assorbe il 142% in più di CO₂ rispetto al calcestruzzo convenzionale, l’impatto ambientale si riduce drasticamente.
Materiali che respirano
Una delle chiavi di questa innovazione è l’uso della terra di diatomee (diatomaceous earth o DE). Si tratta di un materiale siliceo e poroso, formato da resti fossili di microalghe, che sostituisce parte del cemento nella miscela. Questa sostituzione non solo riduce l’impronta di carbonio del processo di produzione, ma crea anche micropori che consentono una maggiore cattura di CO₂ atmosferica per tutta la durata di vita del materiale.
Nel 2023, la produzione mondiale di terra di diatomee è stata di 2,6 milioni di tonnellate, il che solleva interrogativi sulla scalabilità del modello. Sebbene sia ancora presto per una sua adozione su larga scala, può essere una soluzione praticabile in regioni dove questa risorsa è disponibile localmente.
L’industria del cemento di fronte alla sua sfida più grande
Il cemento è responsabile di circa il 90% delle emissioni associate al calcestruzzo. Ciò è dovuto sia al processo di calcinazione del carbonato di calcio (che rilascia CO₂), sia all’estrema energia consumata per raggiungere temperature fino a 2.000 °C nei forni.
Nonostante gli sforzi del settore, che ha ottenuto una riduzione del 25% delle emissioni per tonnellata tra il 1990 e il 2023, l’aumento della domanda ha contrastato questi progressi. Secondo l’Agenzia internazionale per l’energia (IEA), le emissioni totali del settore rimangono superiori a quelle del 2015.
Per questo motivo, l’innovazione non può limitarsi a modifiche nella formula. È necessario ripensare il modo in cui si progetta e si costruisce. È qui che progetti come Diamanti fanno la differenza: il loro approccio multidimensionale affronta contemporaneamente la quantità di materiale, la miscela, la forma e il processo costruttivo.
Costruzione modulare ed efficiente
Il ponte è costruito in moduli, stampati in blocchi con un braccio robotico e assemblati in loco mediante cavi di tensione. Questa strategia non solo consente una produzione più rapida, ma riduce l’uso di acciaio dell’80%, un altro materiale ad alto impatto ambientale.
Secondo Masoud Akbarzadeh, responsabile del progetto, questa tecnica consente di ridurre i costi di costruzione tra il 25% e il 30%, riducendo al contempo il consumo energetico e le emissioni associate del 25% rispetto ai metodi tradizionali.
Dopo aver testato con successo un prototipo di 5 metri, il team ha costruito una versione di 10 metri che ha superato i test di carico. Attualmente, questa struttura è esposta alla Biennale di Architettura di Venezia 2025.
Sebbene l’obiettivo iniziale fosse quello di costruire il primo ponte funzionante a Venezia, un cambiamento nelle normative locali ha costretto a cercare un’altra ubicazione. Infine, a settembre, il progetto ha ricevuto il via libera per costruire il suo primo ponte in scala reale in Francia, anche se l’ubicazione esatta non è ancora stata confermata.
Sono state sviluppate visualizzazioni digitali che mostrano come questo ponte potrebbe integrarsi nell’ambiente urbano, comprese proposte per installarlo sul fiume Senna, a Parigi. Se realizzato, diventerebbe un simbolo tangibile di come l’architettura possa dialogare con l’ambiente senza comprometterne la funzionalità.
Oltre i ponti
Il team dell’Università della Pennsylvania sta già lavorando ad altre applicazioni architettoniche, come i sistemi di pavimenti prefabbricati, che trarrebbero anch’essi vantaggio da queste strutture porose e dai materiali assorbenti.
Non si tratta di una soluzione magica. Ma è un nuovo modo di concepire il cemento, con il potenziale di trasformare il modo in cui vengono costruite le città, soprattutto in un contesto di rapida urbanizzazione e emergenza climatica.
Potenziale
L’approccio di Diamanti offre chiari indizi su come avanzare verso un’edilizia più consapevole:
- Progettazione biomimetica: imparare dalla natura non è una metafora, è una strategia funzionale. Le strutture TPMS dimostrano che è possibile ridurre il materiale senza sacrificare la sicurezza.
- Il 3D come strumento di efficienza: la stampa 3D consente di produrre pezzi su misura, con una perdita minima di risorse, ed elimina la necessità di casseforme complesse.
- Meno cemento, più intelligenza: sostituire parte del cemento con biomateriali come la terra di diatomee apre la porta a calcestruzzi più “traspiranti”, con una seconda vita come pozzi di assorbimento del carbonio.
- Modularità scalabile: costruire con blocchi collegabili facilita il trasporto, il montaggio e la manutenzione, rendendolo ideale per aree urbane densamente popolate o regioni con infrastrutture limitate.
- Applicazioni replicabili: gli stessi principi possono essere adattati all’edilizia sociale, agli spazi pubblici e persino alle infrastrutture rurali a basso costo.
La sostenibilità nell’edilizia non si otterrà con una sola innovazione, ma con la somma di decisioni intelligenti e materiali consapevoli. Diamanti è un buon esempio di come la scienza, la tecnologia e il design possano lavorare insieme per costruire non solo ponti fisici, ma anche strade verso un pianeta più vivibile.
