Cornell guiderà il progetto di decarbonizzazione del calcestruzzo

Il calcestruzzo crea pavimenti resilienti, ponti autostradali e marciapiedi cittadini, ma la sua utilità ha un costo: la produzione di calcestruzzo provoca oltre l’8% delle emissioni di carbonio, quasi quattro volte di più rispetto all’industria aeronautica.

Greeshma Gadikota, Croll Sesquicentennial Fellow e professore associato di ingegneria civile e ambientale presso la Cornell Engineering, guiderà uno sforzo per decarbonizzare l’industria del calcestruzzo sfruttando le tecnologie di cattura e mineralizzazione dell’anidride carbonica per produrre materiali da costruzione a basse emissioni di carbonio.

Il progetto da 4 milioni di dollari, parte del Piano per l'energia pulita del presidente Joe Biden, sarà finanziato dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti.

"Le estese emissioni di anidride carbonica durante l'intero processo rendono il calcestruzzo uno dei prodotti a maggiore intensità di carbonio", ha affermato Gadikota, che fungerà da ricercatore principale del progetto. È docente senior presso il Cornell Atkinson Center for Sustainability.

“Questo progetto ci impone di ridurre l’intensità di carbonio della produzione di calcestruzzo del 60% o più. Questa è una grande sfida", ha detto. “Se riuscissimo a implementare nuove tecnologie in ogni sito di produzione del calcestruzzo, ridurremo il contributo globale di anidride carbonica dal 10% al 4%. È un taglio importante”.

Con il finanziamento, Gadikota mira a sviluppare percorsi integrati per catturare l’anidride carbonica e convertirla in prodotti solidi, per i quali il suo gruppo è ben noto per la produzione di materiali da costruzione contenenti anidride carbonica di origine antropica. Questo lavoro è stato inizialmente finanziato da Cornell Atkinson tramite un Academic Venture Fund del 2023 e un Fast Grant del 2022 dal Progetto 2030.

L’anno scorso, il DOE ha pubblicato la sua Roadmap per la decarbonizzazione industriale, che ha identificato cinque industrie nazionali ad alta intensità energetica in cui la riduzione del biossido di carbonio può avere un impatto: cemento e calcestruzzo, prodotti chimici, alimenti e bevande, ferro e acciaio e raffinazione del petrolio.

La produzione di calcestruzzo richiede grandi quantità di calore proveniente da fonti come carbone e coke di petrolio, noto come petcoke, che deriva dalla raffinazione del petrolio e genera più anidride carbonica del carbone. Secondo il DOE, questa combustione rappresenta circa l’88% del consumo energetico totale del settore.

Insieme a Gadikota nel progetto di ricerca "Decarbonizzazione accelerata del cemento tramite cattura e mineralizzazione integrata di CO2 per produrre materiali da costruzione ad alta resistenza", ci sarà il ricercatore co-principale Sriramya Nair, assistente professore di ingegneria civile e ambientale e membro della facoltà presso la Cornell Atkinson . La sua ricerca si concentra sullo sviluppo e sulla caratterizzazione di nuovi materiali cementizi.

Gli altri ricercatori co-principali sono Costas Tsouris, Radu Custelcean e Denise Antunes da Silva, dell'Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, Tennessee.

Il gruppo lavorerà con partner industriali: il fornitore di calcestruzzo Argos USA, Alpharetta, Georgia; produttore di acciaio Nucor Corporation, Auburn, New York; e il fornitore di cemento Votorantim Cimentos North America.

Gadikota ha affermato che i ricercatori dimostreranno la fattibilità della nuova tecnologia in condizioni industriali rilevanti con Argos USA, sfruttando al tempo stesso la competenza tecnica di Votorantim Cimentos nei materiali da costruzione sostenibili e utilizzando scorie EAF – scorie di forni ad arco elettrico, che sono un sottoprodotto generato durante il processo di produzione dell’acciaio – fornito da Nucor.

Gadikota ha affermato: “I metodi su scala sperimentale e su scala sperimentale sviluppati attraverso questo progetto contribuiranno all’implementazione e alla commercializzazione su vasta scala di questa nuova tecnologia per decarbonizzare l’industria del cemento”.

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