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Il calcestruzzo può diventare un alleato della transizione climatica? Le ricerche del MIT, guidate da Admir Masic, aprono nuove prospettive: materiali autoriparanti ispirati al calcestruzzo romano, formulazioni capaci di mineralizzare CO₂ e sistemi cementizi elettroconduttivi utilizzabili per accumulare energia. Innovazioni che potrebbero aumentare la durabilità delle strutture, ridurre le emissioni lungo il ciclo di vita e trasformare gli edifici in sistemi energetici attivi. Ma quali tecnologie sono già applicabili e quali ancora sperimentali? L’approfondimento analizza risultati scientifici, potenzialità industriali e criticità tecniche, evidenziando come la sostenibilità del calcestruzzo dipenda non soltanto dalle emissioni iniziali, ma anche dalle prestazioni nel tempo.
Dal Pantheon al MIT: il calcestruzzo cerca una nuova rivoluzione
Il Pantheon di Roma ha quasi duemila anni. La sua grande cupola in conglomerato cementizio non armato continua a rappresentare una delle più straordinarie testimonianze dell’ingegneria antica. Nel frattempo, molte infrastrutture contemporanee richiedono interventi di ripristino dopo pochi decenni di esercizio.
Il confronto è suggestivo, anche se tecnicamente non immediato: materiali, condizioni ambientali, sistemi strutturali e sollecitazioni sono profondamente diversi. Tuttavia, solleva una questione fondamentale per l’ingegneria contemporanea: è possibile progettare calcestruzzi che non siano soltanto meno emissivi, ma anche più durevoli e capaci di svolgere nuove funzioni?
È la domanda al centro dell’articolo “The surprisingly hopeful quest to fix concrete”, pubblicato il 15 ottobre 2026 su Vox dalla giornalista Sara Herschander.
Il reportage racconta le ricerche di Admir Masic, professore al Massachusetts Institute of Technology, e di altri studiosi impegnati a ripensare il materiale più utilizzato nelle costruzioni.
La prospettiva è ambiziosa: trasformare il calcestruzzo da problema ambientale a componente attiva della transizione energetica, attraverso tre direttrici di innovazione: autoriparazione delle fessure, riduzione dell’impronta carbonica e accumulo elettrochimico di energia.
Il paradosso ambientale del calcestruzzo: poche emissioni per unità di massa, enormi emissioni complessive
Secondo le grandezze riportate da Vox, il mondo utilizza circa 30 miliardi di tonnellate di calcestruzzo ogni anno. La filiera del cemento è comunemente associata a circa il 7-8% delle emissioni antropiche globali di CO₂, anche se il valore dipende dal perimetro e dall’anno considerati.
Per comprendere il fenomeno occorre distinguere il calcestruzzo dal suo principale legante, il cemento.
La produzione del clinker Portland genera emissioni attraverso due processi: la combustione necessaria a raggiungere le temperature di processo e la decarbonatazione del carbonato di calcio, che libera CO₂ direttamente dalla materia prima.
Quest’ultima componente non può essere eliminata semplicemente sostituendo i combustibili fossili con energia rinnovabile.
Il problema non deriva quindi da un’emissione specifica particolarmente elevata del calcestruzzo rispetto a molti altri materiali industriali, ma soprattutto dagli enormi volumi impiegati.
Secondo l’International Energy Agency, la decarbonizzazione del settore richiede una combinazione di efficienza nell’utilizzo dei materiali, riduzione del rapporto clinker/cemento, combustibili alternativi e tecnologie di cattura della CO₂.
Ma esiste anche un’altra possibilità: diminuire la quantità di materiale necessaria nel tempo, aumentando la durata delle opere.
Il segreto del calcestruzzo romano: materiali capaci di riparare le proprie fessure
Una delle ricerche più interessanti riguarda il cosiddetto self-healing concrete.
Nel 2023, uno studio pubblicato su Science Advances da Linda Seymour, Admir Masic e collaboratori ha proposto una spiegazione della straordinaria durabilità di alcune malte romane.
Attraverso analisi microstrutturali e chimiche, i ricercatori hanno individuato un possibile ruolo dei frammenti ricchi di calce presenti nella matrice.
Il processo di miscelazione a caldo, denominato hot mixing, avrebbe favorito la formazione e la conservazione di inclusioni contenenti calcio reattivo. In presenza di acqua, queste possono contribuire alla precipitazione di nuovi composti minerali nelle fessure.
Il risultato è un meccanismo di autoriparazione che può ridurre la permeabilità e ostacolare l’ingresso degli agenti aggressivi.
Le ricerche hanno portato allo sviluppo di formulazioni moderne e alla nascita della startup DMAT, collegata all’attività scientifica di Masic.
Secondo quanto riferito nell’articolo di Vox, questa tecnologia potrebbe aumentare la vita utile delle strutture di circa il 50%, con una conseguente riduzione dell’impronta carbonica stimata nell’ordine del 40%.
Sono valori promettenti, ma occorre interpretarli correttamente: non rappresentano prestazioni generalizzabili a qualsiasi calcestruzzo o condizione di esposizione. Dipendono dalle formulazioni, dai meccanismi di degrado, dalle ipotesi di durata e dai modelli di valutazione ambientale.
Un tema già affrontato dalla ricerca italiana
Il rapporto tra durabilità, autoriparazione e sostenibilità è oggetto di studio anche in Italia.
INGENIO ha documentato il progetto europeo ReSHEALience, coordinato dal professor Liberato Ferrara del Politecnico di Milano, dedicato allo sviluppo di materiali cementizi autoriparanti ad altissima durabilità.
Tra gli obiettivi dichiarati figurava il miglioramento della durabilità del calcestruzzo fessurato di almeno il 30% rispetto ai riferimenti convenzionali considerati dal progetto.
Un ulteriore approfondimento pubblicato su INGENIO riguarda specifiche formulazioni con filler DMAT, analizzate mediante prove accelerate di carbonatazione e modelli probabilistici per la previsione della vita di servizio.
Questi studi evidenziano un cambiamento metodologico importante: la sostenibilità di un materiale deve essere valutata considerando le prestazioni nel tempo, non soltanto le emissioni associate alla sua produzione.
Dal calcestruzzo che assorbe CO₂ alle costruzioni carbon-negative
Una seconda frontiera riguarda la capacità dei materiali cementizi di incorporare anidride carbonica.
Il principio non è completamente nuovo. La carbonatazione dei materiali cementizi è una reazione chimica nota, attraverso la quale la CO₂ reagisce con determinate fasi contenenti calcio formando carbonati.
Alcune tecnologie cercano di sfruttare questo fenomeno per mineralizzare CO₂ durante la produzione o nel corso della vita utile del materiale.
Nel reportage viene citata Partanna, che nelle Bahamas ha realizzato un edificio dimostrativo di circa 116 m² utilizzando materiali leganti alternativi al cemento Portland tradizionale.
Secondo i dati dell’azienda, una casa di queste dimensioni consentirebbe di evitare o rimuovere complessivamente 182,6 tonnellate di CO₂ nell’arco della propria vita utile.
La distinzione è rilevante: nella documentazione del produttore questo valore comprende 128,4 tonnellate attribuite alla rimozione e 54,2 tonnellate alle emissioni evitate.
Non si tratta, dunque, di 182,6 tonnellate integralmente sequestrate dall’atmosfera.
Per qualificare un prodotto come carbon-negative occorre verificare i confini della valutazione del ciclo di vita, le emissioni associate alle materie prime e ai trasporti, la permanenza dello stoccaggio e le eventuali emissioni evitate considerate nel bilancio.
C’è inoltre una distinzione tecnica essenziale: la carbonatazione non costituisce automaticamente un vantaggio per tutte le applicazioni strutturali. Nel calcestruzzo armato convenzionale può ridurre l’alcalinità della matrice e favorire la depassivazione delle armature.
L’obiettivo, pertanto, non è semplicemente massimizzare l’assorbimento di CO₂, ma sviluppare sistemi nei quali carbonatazione, resistenza, durabilità e sicurezza strutturale siano compatibili.
Il calcestruzzo che accumula energia: la frontiera dei supercondensatori
La terza innovazione presentata da Vox riguarda una funzione completamente diversa: trasformare alcuni componenti cementizi in sistemi di accumulo energetico.
Il gruppo di ricerca del MIT ha sviluppato materiali costituiti da cemento, acqua, particelle conduttive di carbon black ed elettroliti, capaci di funzionare come supercondensatori.
A differenza delle batterie elettrochimiche tradizionali, i supercondensatori immagazzinano energia prevalentemente attraverso la separazione delle cariche elettriche alle interfacce tra elettrodi ed elettrolita.
La ricerca pubblicata nel 2025 su Proceedings of the National Academy of Sciences ha documentato un incremento di circa dieci volte della capacità di accumulo per unità di volume rispetto ai precedenti prototipi dello stesso gruppo.
Secondo le valutazioni divulgate dal MIT, il volume teorico di materiale necessario per accumulare l’energia corrispondente al consumo giornaliero di un’abitazione media sarebbe passato da circa 45 a 5 m³.
Non significa, tuttavia, che cinque metri cubi di normale calcestruzzo siano già in grado di alimentare un’abitazione. Si tratta di una tecnologia sperimentale, basata su specifiche composizioni, geometrie degli elettrodi ed elettroliti.
Restano da verificare la trasferibilità industriale, la durabilità elettrochimica, la compatibilità con le prestazioni strutturali, i costi e la sicurezza delle installazioni.
Il potenziale è comunque significativo: immaginare elementi costruttivi che non si limitino a sostenere carichi, ma contribuiscano anche alla gestione dell’energia degli edifici.
Si apre così il campo dei materiali strutturali multifunzionali, nei quali le prestazioni meccaniche si integrano con funzioni energetiche e di monitoraggio.
La vera rivoluzione potrebbe essere progettare il calcestruzzo per cento anni e oltre
L’articolo di Vox presenta una visione ottimistica dell’innovazione, ma per l’industria delle costruzioni il passaggio decisivo rimane la capacità di trasferire i risultati della ricerca alla produzione industriale e alle opere.
Un calcestruzzo autoriparante deve dimostrare non soltanto la chiusura di una fessura, ma anche l’effettivo miglioramento delle prestazioni rilevanti per la durabilità.
Un materiale capace di mineralizzare CO₂ deve dimostrare un beneficio ambientale netto attraverso metodologie di valutazione verificabili.
Un elemento cementizio che accumula energia deve garantire prestazioni elettrochimiche compatibili con i requisiti meccanici, le condizioni di esposizione e la vita utile prevista.
Per i progettisti significa superare una valutazione della sostenibilità basata esclusivamente sul contenuto iniziale di CO₂ equivalente per metro cubo.
Una prospettiva più completa richiede di considerare almeno la quantità di materiale effettivamente necessaria, la vita di servizio, gli interventi di manutenzione e sostituzione e gli impatti ambientali lungo il ciclo di vita dell’opera.
Il punto centrale è che la durabilità può diventare uno strumento di decarbonizzazione, purché l’allungamento della vita utile sia effettivo e dimostrabile.
Non soltanto meno cemento, ma costruzioni che durano meglio
C’è un elemento particolarmente interessante nella riflessione proposta da Sara Herschander.
Per decenni il dibattito sulla sostenibilità del calcestruzzo si è concentrato prevalentemente sulla necessità di ridurre le emissioni della sua produzione. È un obiettivo essenziale, ma non sufficiente.
Il calcestruzzo è un materiale destinato a rimanere nelle costruzioni per molti decenni, talvolta secoli. Le sue prestazioni ambientali non possono essere separate dalla durata e dalla funzionalità delle opere che contribuisce a realizzare.
L’ingegneria romana continua a ricordare che una delle forme più efficaci di sostenibilità è evitare di dover ricostruire ciò che potrebbe ancora funzionare.
Le nuove ricerche aggiungono una prospettiva: il materiale del futuro potrebbe non soltanto durare più a lungo, ma anche assorbire carbonio, accumulare energia e contribuire alla gestione intelligente delle infrastrutture.
Non tutte queste tecnologie diventeranno soluzioni industriali competitive. Ma indicano una direzione scientifica importante.
La sfida non consiste nel rendere il calcestruzzo semplicemente più verde. Consiste nel progettare materiali e strutture capaci di produrre maggior valore tecnico, economico e ambientale durante tutta la loro vita utile.
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/