Ogni anno, il calcestruzzo che sorregge palazzi, strade e ponti rilascia enormi quantità di anidride carbonica nell’atmosfera. Il Global Cement and Concrete Association (GCCA) ha calcolato che la sua produzione sia responsabile di circa l’8% delle emissioni globali di CO2. Un dato che fa riflettere: ciò che rende possibili le nostre case è anche una delle principali minacce per il clima.
Ma la scienza sta cambiando il corso di questa storia. All’Università della Southern California, due ricercatori – Aiichiro Nakano e Ken-Ichi Nomura – hanno messo a punto, insieme ad altri colleghi, un sistema di intelligenza artificiale che promette di trasformare il calcestruzzo da “nemico” dell’ambiente a suo alleato. A comunicarlo è l’USC Viterbi – School of Engineering a giugno 2025.
Il cuore della scoperta si chiama Allegro-FM, un modello innovativo di simulazione molecolare. A differenza dei metodi tradizionali, che si fermano all’analisi di milioni di atomi, Allegro-FM è in grado di simulare contemporaneamente più di quattro miliardi di atomi. Un salto di scala reso possibile grazie al supporto del supercomputer Aurora, tra i più potenti al mondo.
Questo balzo tecnologico significa una cosa fondamentale: i ricercatori possono osservare e prevedere come gli atomi si comportano, reagiscono e si combinano in un materiale complesso come il calcestruzzo, senza dover attendere lunghi e costosi esperimenti fisici. Una sorta di laboratorio virtuale in grado di risparmiare tempo, denaro ed emissioni.
Calcestruzzo tra sostenibilità e durevolezza
Allegro-FM non si limita a migliorare la durabilità del calcestruzzo, ma ha mostrato che è possibile ricatturare la CO2 prodotta durante la sua fabbricazione e reintrodurla nello stesso materiale. In questo modo, il calcestruzzo non emetterebbe più anidride carbonica, ma diventerebbe un pozzo di carbonio, capace di intrappolarla a lungo termine. Se l’idea sembra visionaria, basti pensare a quanto sarebbe rivoluzionario un mondo in cui ogni edificio, strada o ponte contribuisce a ridurre l’inquinamento invece che ad aumentarlo.
C’è anche un altro aspetto affascinante di questa ricerca: la possibilità di progettare un materiale più longevo, in grado di resistere non solo cent’anni, come il calcestruzzo moderno, ma addirittura millenni. Un obiettivo che guarda al passato: gli antichi romani avevano già costruito opere in calcestruzzo capaci di resistere per oltre duemila anni. Nakano e Nomura sognano di combinare la resistenza di quei materiali storici con la sostenibilità del calcestruzzo green. E il loro modello, che copre ben 89 elementi chimici, apre la porta a infinite combinazioni di materiali, dal cemento al carbon capture.
Dalla teoria alla pratica: la sfida che resta
Per ora, Allegro-FM è un risultato principalmente teorico, pubblicato sulla rivista Journal of Physical Chemistry Letters. La prossima sfida sarà trasformare i modelli virtuali in materiali reali, da testare nei cantieri e nelle infrastrutture. Gli scienziati sono consapevoli delle difficoltà, ma anche motivati dalla posta in gioco, dichiarando di voler proseguire “realizzando geometrie e superfici più complesse”. Un passo necessario per portare la ricerca fuori dai laboratori e dentro le città.
In un mondo che corre contro il tempo per contenere il cambiamento climatico, la possibilità che un materiale quotidiano come il calcestruzzo diventi carbon neutral – o addirittura carbon negative – è un messaggio di speranza. La scienza, unita alla potenza dell’intelligenza artificiale, sta scrivendo una nuova pagina in cui tecnologia e sostenibilità non sono più in conflitto, ma camminano insieme.
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