La sfida del tempo per il calcestruzzo armato: durabilità, sostenibilità e innovazione per le costruzioni del futuro

La durabilità delle strutture in calcestruzzo armato rappresenta oggi uno dei principali fattori per garantire la sostenibilità del settore delle costruzioni. Progettare opere capaci di mantenere nel tempo prestazioni, sicurezza e affidabilità significa infatti ridurre manutenzioni, consumi di risorse ed emissioni di CO₂ lungo l'intero ciclo di vita. Nel corso di ICC 2026, Zila Rinaldi, docente dell'Università di Roma Tor Vergata, ha illustrato le principali sfide che attendono il comparto: dalla gestione del degrado alla corrosione delle armature, fino allo sviluppo di cementi low carbon e materiali innovativi. Un percorso che mostra come il futuro del calcestruzzo passi attraverso l'integrazione tra ricerca, innovazione e sostenibilità.

Durabilità e sostenibilità: due concetti ormai inseparabili

Aprendo la propria relazione con due celebri citazioni di Pier Luigi Nervi e Piero Pedeferri, Zila Rinaldi ha ricordato come il calcestruzzo armato non sia un materiale eterno, ma un sistema "vivente", che necessita di protezione e manutenzione. Da questa premessa nasce uno dei concetti centrali dell'intervento: la sostenibilità di una costruzione non può essere valutata esclusivamente nella fase realizzativa, ma lungo l'intero ciclo di vita dell'opera.

Il riferimento è al cosiddetto Life Cycle Thinking, approccio ormai consolidato anche nelle normative internazionali, secondo il quale ogni scelta progettuale deve essere valutata considerando produzione dei materiali, costruzione, esercizio, manutenzione, gestione dei rischi, riuso e fine vita della struttura. La norma UNI EN 15978 rappresenta uno dei principali riferimenti metodologici per questa valutazione, introducendo strumenti per la quantificazione degli impatti ambientali e delle dichiarazioni ambientali di prodotto (EPD).

Secondo questa impostazione, una struttura realmente sostenibile è soprattutto una struttura che dura nel tempo. Ogni intervento di manutenzione straordinaria, infatti, comporta nuove emissioni di CO₂, consumo di materiali, energia e impatti indiretti che spesso vengono sottovalutati. Nel caso delle infrastrutture, ad esempio, un cantiere può generare emissioni aggiuntive dovute alle deviazioni del traffico e all'aumento dei tempi di percorrenza.

Per questo motivo la progettazione deve valutare simultaneamente molteplici parametri: prestazioni strutturali, durata dell'intervento, impatti ambientali, sicurezza e costi sociali, ricercando il miglior equilibrio complessivo piuttosto che l'ottimizzazione di un singolo aspetto.

Il degrado non è più un'eccezione: oggi è un parametro di progetto

Uno dei temi maggiormente approfonditi riguarda il ruolo del degrado nelle costruzioni in calcestruzzo armato. Se in passato il deterioramento era considerato un evento accidentale, oggi rappresenta un vero parametro progettuale.

La stessa evoluzione normativa italiana lo dimostra chiaramente. Rinaldi evidenzia come il termine "durabilità" sia progressivamente diventato centrale nelle Norme Tecniche per le Costruzioni, passando da una presenza marginale nelle prime disposizioni fino a costituire oggi un criterio fondamentale della progettazione.

L'attenzione si concentra sia sul degrado del calcestruzzo sia su quello delle armature metalliche, due fenomeni profondamente differenti ma strettamente collegati.

Nel primo caso rientrano gli attacchi da solfati, le reazioni alcali-aggregato, i cicli gelo-disgelo e il dilavamento, fenomeni che compromettono progressivamente la matrice cementizia provocando fessurazioni, espansioni e perdita di materiale.

Per ciascuna forma di degrado la ricerca dispone oggi di strategie preventive consolidate, che spaziano dalla scelta di cementi resistenti ai solfati fino all'impiego di aggregati non reattivi, additivi specifici e materiali con minore porosità.

Più complessa risulta invece la corrosione delle armature, che rappresenta ancora oggi una delle principali cause di degrado delle opere esistenti.

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La corrosione delle armature: una sfida ancora aperta

Secondo la professoressa, comprendere la corrosione significa affrontare uno dei problemi più complessi dell'ingegneria strutturale contemporanea.

La corrosione non interessa infatti soltanto l'acciaio, ma modifica contemporaneamente il comportamento del calcestruzzo, l'aderenza tra i materiali, la capacità resistente degli elementi e perfino le modalità di collasso dell'intera struttura.

La difficoltà principale consiste nella modellazione del fenomeno.

Per valutare correttamente una struttura degradata occorre ricostruirne la storia progettuale, verificare la corrispondenza tra progetto e costruzione, effettuare ispezioni visive e ricorrere a tecniche diagnostiche sempre più sofisticate. Rimangono però aperti interrogativi fondamentali: quali parametri misurare? Quante prove sono realmente necessarie? Dove devono essere eseguite? Quali indicatori descrivono meglio il livello di degrado?

La relazione richiama numerose memorie scientifiche dedicate proprio a questi aspetti, evidenziando come la ricerca stia cercando di individuare indicatori affidabili capaci di collegare il degrado superficiale con quello interno della struttura.

Grande attenzione è stata riservata anche alle prove sperimentali di laboratorio.

Rinaldi ha sottolineato come la corrosione artificiale debba riprodurre fedelmente i tempi e i meccanismi della corrosione naturale. Accelerazioni eccessive dei processi sperimentali possono infatti alterare significativamente il comportamento degli elementi, producendo risultati non rappresentativi della realtà.

Le prove illustrate durante la relazione mostrano, ad esempio, differenze molto marcate tra elementi corrosi sotto carico e elementi corrosi prima del caricamento, soprattutto nel caso delle strutture precompresse, dove anche perdite di massa molto contenute possono determinare modalità di rottura completamente differenti.

Materiali innovativi e cementi low carbon per ridurre le emissioni

Un'altra parte centrale della relazione riguarda la sostenibilità della produzione del calcestruzzo.

L'industria del cemento è responsabile di circa il 7-8% delle emissioni globali di CO₂ e il problema è amplificato dagli enormi volumi di produzione, che rendono il calcestruzzo il materiale più utilizzato al mondo dopo l'acqua.

Secondo Rinaldi non è realistico immaginare una sostituzione completa del calcestruzzo armato con altri materiali, ma è invece possibile ridurne significativamente l'impatto ambientale intervenendo sul processo produttivo.

Le principali strategie riguardano la riduzione del contenuto di clinker, l'ottimizzazione del mix design, l'utilizzo di cementi low carbon, l'impiego di aggregati riciclati, l'economia circolare e, in prospettiva, le tecnologie di cattura e stoccaggio della CO₂.

Grande spazio è stato dedicato ai nuovi leganti contenenti loppa d'altoforno, ceneri volanti, argille calcinate, calcare e fumo di silice, oltre ai cementi LC3, che rappresentano una delle più promettenti evoluzioni per abbattere le emissioni mantenendo adeguate prestazioni meccaniche e livelli di durabilità.

Parallelamente cresce l'interesse verso l'utilizzo di aggregati riciclati, anche in risposta ai Criteri Ambientali Minimi (CAM), con numerose ricerche dedicate sia alle proprietà delle miscele sia alle applicazioni strutturali del calcestruzzo riciclato.

Costruire il futuro significa progettare pensando all'intero ciclo di vita

Nelle conclusioni della relazione emerge con chiarezza il messaggio principale dell'intervento.

La progettazione strutturale non può più limitarsi alla verifica della sicurezza allo stato iniziale dell'opera. Occorre integrare durabilità, manutenzione, resilienza, impatto ambientale e gestione dell'intero ciclo di vita in un'unica strategia progettuale.

Le sfide sono molteplici: migliorare i modelli di previsione del degrado, affinare gli strumenti diagnostici, sviluppare materiali a minore impatto ambientale e definire nuovi criteri di progettazione che tengano conto delle incertezze tipiche delle strutture esistenti.

ICC 2026 ha mostrato come il mondo della ricerca stia affrontando questi temi con un approccio sempre più interdisciplinare. La direzione è ormai tracciata: la qualità delle costruzioni del futuro sarà misurata non soltanto dalla loro capacità resistente, ma dalla loro attitudine a durare nel tempo, ridurre gli impatti ambientali e adattarsi alle trasformazioni che accompagneranno l'intero arco della loro vita utile.

DI SEGUITO L'INTERVENTO INTEGRALE DI ZILA RINALDI.

Il testo è stato elaborato mediante la videoregistrazione dell'intervento, con l'aiuto di strumenti di IA (ChatGpT).

IN SINTESI
-Durabilità e sostenibilità sono inseparabili: progettare opere longeve significa ridurre manutenzioni, emissioni di CO₂ e impatti ambientali lungo l'intero ciclo di vita della struttura.
-Il degrado diventa un parametro di progetto: corrosione delle armature, attacchi chimici e altri fenomeni devono essere previsti, monitorati e gestiti fin dalla fase progettuale.
-La diagnostica e la modellazione sono decisive: la ricerca punta a sviluppare metodi sempre più affidabili per valutare lo stato delle strutture esistenti e simulare l'evoluzione del degrado.
-Materiali innovativi per un calcestruzzo più sostenibile: cementi low carbon, riduzione del clinker, aggregati riciclati ed economia circolare rappresentano le principali strategie per abbattere le emissioni del settore.
-La ricerca guarda al futuro delle costruzioni: l'obiettivo è realizzare infrastrutture resilienti, sicure e durevoli, capaci di coniugare prestazioni strutturali, sostenibilità ambientale e innovazione tecnologica.