Focus sulla ricostruzione dell'Ucraina
Il professore ucraino di materiali da costruzione Viacheslav Troian ha lasciato il suo Paese con la famiglia a causa della guerra. Presso l'ETH di Zurigo sta conducendo una ricerca sul contributo che il calcestruzzo riciclato può dare alla futura ricostruzione.
Furono i tragici primi giorni di guerra vissuti da Viacheslav Troian nel suo sobborgo di Kiev a spingere il professore dell'Università nazionale di Kiev di ingegneria civile e architettura a fuggire in Europa occidentale con la sua famiglia. Essendo padre di quattro figli, gli fu permesso di lasciare il Paese. Il fatto che alla fine sia finito in Svizzera e all'ETH è dovuto in parte al caso. "Eravamo alla stazione ferroviaria di Budapest e mi sono consultato con mia moglie su dove andare", racconta Troian. All'epoca, i rifugiati ucraini non dovevano pagare il viaggio in treno. Tutto ciò che dovevano pagare era la prenotazione del posto a sedere, pari a tre euro, indipendentemente dalla destinazione. L'ultima fermata dell'unico treno per il quale Troian riuscì a prenotare un posto fu Zurigo. Fu così che lui e la sua famiglia si recarono in Svizzera. "Speravamo che la guerra sarebbe finita presto e che saremmo tornati". Le cose andarono diversamente.
Ingegnere chimico specializzato in calcestruzzo, Troian vanta un'esperienza ventennale nello sviluppo di vari tipi di calcestruzzo. Tra le altre cose, ha partecipato allo sviluppo della miscela di calcestruzzo per le traversine ferroviarie delle ferrovie ucraine e per la fondazione del guscio protettivo del reattore nucleare danneggiato di Chernobyl. Attualmente Troian lavora come ricercatore ospite all'ETH di Zurigo con i professori Ueli Angst e Robert Flatt. Entrambi sono anche specialisti di calcestruzzo.
Troian e i coautori dell'ETH di Zurigo e dell'Università Gustave Eiffel di Parigi hanno appena pubblicato un documento scientifico sul riciclaggio del calcestruzzo. Da tempo gli ingegneri dei materiali da costruzione frantumano il materiale di demolizione del calcestruzzo e lo utilizzano per produrre calcestruzzo fresco. Secondo gli standard attuali, questo può sostituire fino al 50% della ghiaia o del pietrisco necessari. Troian vede un grande potenziale per il calcestruzzo riciclato per la ricostruzione di edifici e infrastrutture distrutte in Ucraina. Nella nuova pubblicazione specializzata, descrive il contributo concettuale che il calcestruzzo riciclato può dare.
Economia circolare
Il calcestruzzo è noto per essere un materiale da costruzione con un'importante emissione di CO2-pressione al piede, dovuta alla produzione di cemento. Il calcestruzzo riciclato richiede la stessa quantità di cemento del calcestruzzo convenzionale. Ciò significa che il calcestruzzo riciclato non è un modo per ridurre le emissioni di CO2-L'impronta ecologica, ma piuttosto l'ottimizzazione dei flussi di materiali. "Se si demoliscono edifici, il materiale di demolizione finisce nelle discariche di rifiuti edili e se si costruiscono nuovi edifici con calcestruzzo convenzionale, è necessario estrarre molta ghiaia. Se almeno una parte del materiale di demolizione può essere riutilizzato, si può risparmiare sulla capacità di smaltimento in discarica e di estrazione della ghiaia", spiega Troian.
Inoltre, la ricostruzione delle infrastrutture di un Paese devastato dalla guerra in un periodo di tempo relativamente breve rappresenta una sfida enorme per la catena di approvvigionamento della massicciata. "Se è possibile riprocessare e riutilizzare il materiale di demolizione in loco, lo sforzo logistico può essere ridotto", afferma Troian.
Nel nuovo studio, Troian ha anche mostrato come gli svantaggi noti del calcestruzzo riciclato possano essere minimizzati con uno sforzo aggiuntivo relativamente basso. Gli ingegneri civili sanno che il calcestruzzo con un contenuto di riciclato troppo elevato è meno resiliente e meno resistente all'acqua, ai sali e all'atmosfera. Pertanto, ha una vita più breve. Inoltre, il calcestruzzo riciclato ha una maggiore tendenza a fessurarsi rispetto al calcestruzzo convenzionale, il che ne rende più difficile l'utilizzo. Il motivo principale di questi svantaggi è che la superficie del materiale riciclato frantumato è costituita da vecchia malta di cemento. Questa può assorbire l'acqua.
Per ridurre questo problema, negli ultimi anni sono stati sviluppati diversi metodi per pretrattare il materiale da demolizione: viene pre-bagnato con acqua o trattato con calore, acido o microonde. Troian sottolinea nello studio che la semplice pre-bagnatura con acqua porta già grandi vantaggi. Per la ricostruzione in Ucraina, questa è una soluzione efficiente e pratica che può ridurre al minimo le immense risorse necessarie per altri approcci.
Attualmente in Ucraina non viene utilizzato praticamente nessun calcestruzzo riciclato. La Svizzera, invece, è considerata il leader europeo con il 18% di calcestruzzo riciclato utilizzato.
"Non possiamo ricostruire in pochi anni ciò che ha richiesto decenni per essere creato".Viacheslav Troian
L'assunzione di Troian all'ETH di Zurigo è stata possibile grazie all'impegno dell'Istituto dei materiali da costruzione e del Dipartimento di ingegneria civile, ambientale e geomatica (D-BAUG), nonché della Direzione della scuola dell'ETH di Zurigo. Nell'ambito dell'iniziativa di solidarietà dell'ETH nei confronti dei ricercatori ucraini, è stato deciso di ospitare, con breve preavviso, ricercatori ospiti ucraini come Troian e di dividere il finanziamento tra il rispettivo istituto, il dipartimento e l'università nel suo complesso. Inoltre, le aziende del settore edile sostengono il suo soggiorno attraverso il programma della Fondazione ETH per la costruzione sostenibile e la fabbricazione digitale.
Viacheslav Troian non solo porta avanti la ricerca sul calcestruzzo riciclato all'ETH di Zurigo, ma anche sugli edifici esistenti. pagina esternaVideo didattici tradotti in ucraino per gli studenti. "Spero che questi video siano utili per gli studenti ucraini e per l'industria", afferma. In questo modo, vuole contribuire ad aumentare le conoscenze dei professionisti in Ucraina".
Lo pensano anche l'ETH e i professori Angst e Flatt, con i quali è ospite e che sono coautori dello studio sul riciclaggio del calcestruzzo. "Quando è iniziata la guerra in Ucraina, ci siamo chiesti quale contributo potevamo dare per aiutare la popolazione del Paese", afferma Flatt. "Rendere le conoscenze rilevanti facilmente accessibili a loro è una delle nostre modeste opportunità".
Riparare ciò che può essere riparato
Secondo Troian, non sarà possibile demolire tutti gli edifici vecchi e danneggiati e ricostruirli rapidamente: "Non possiamo ricostruire in pochi anni ciò che ha richiesto decenni per essere costruito", ma ciò che può essere riparato deve essere riparato. Nei prossimi mesi, quindi, si concentrerà sulla questione di come prevedere la vita utile residua dei vecchi edifici in calcestruzzo. I modelli sviluppati all'ETH di Zurigo potrebbero essere utilizzati a questo scopo. Ciò aiuterà gli urbanisti a stabilire le priorità di ricostruzione.
Troian spera che i suoi figli facciano molte esperienze positive in Svizzera e che questo faccia passare in secondo piano i ricordi dei primi giorni di guerra in Ucraina. Tuttavia, è consapevole che molte persone in Ucraina stanno attualmente resistendo e combattendo o soffrendo di estreme difficoltà, e che anche molti bambini sono rimasti in Ucraina. Con la sua esperienza e le sue ricerche, vorrebbe dare il suo contributo a una ricostruzione, speriamo rapida, del suo Paese.
Letteratura di riferimento
Troian V, Gots V, Keita E, Roussel N, Angst U, Flatt RJ: Sfide nel riciclaggio dei materiali per la ricostruzione postbellica. RILEM Technical Letters, 16 dicembre 2022, doi: pagina esterna10.21809/rilemtechlett.2022.171