L'industria del cemento deve impegnarsi ad affrontare le questioni ambientali. Il Gruppo Cementir non è diverso, e utilizza un approccio multiforme per affrontare il cambiamento climatico, mirando alla riduzione delle emissioni di CO2 e del consumo di acqua, alla conservazione degli habitat naturali e alla promozione di soluzioni tecniche per ridurre al minimo i rischi ambientali. Questo articolo si occuperà del Gruppo Cementir come caso di studio per mostrare come sia possibile sviluppare una gamma di prodotti per sostenere questa transizione sostenibile nel settore. 

Gli sforzi dell'industria per ridurre l'impatto ambientale interessano l'intera catena del valore, dall'approvvigionamento alla produzione, fino alla logistica e alla distribuzione. Il Gruppo Cementir collabora con le comunità locali, i fornitori, i clienti, le organizzazioni non governative e i vari stakeholder. Attraverso un'ampia pianificazione decennale, l'azienda mira a implementare misure più significative per la lotta al cambiamento climatico, ponendo l'accento sulla massimizzazione delle tecnologie esistenti e sulle basi per innovazioni rivoluzionarie che portino a una produzione a zero. 

Dal 2022 il gruppo ha intensificato l'attenzione sull'innovazione, un motore fondamentale per il progresso sostenibile. Gli studi in corso e lo sviluppo di cemento a basse emissioni di carbonio sono stati affiancati dall'installazione di un'unità pilota di cattura e stoccaggio dell'anidride carbonica (CCS) presso la cementeria di Aalborg Portland (Danimarca): sono in corso ulteriori studi di fattibilità sulle tecnologie CCS in impianti selezionati. Di conseguenza, la pianificazione aziendale per il 2030 è stata aggiornata per includere l'impiego di tecnologie di cattura del carbonio nell'impianto di Aalborg, oltre alle azioni già previste per tutte le unità operative.

La gamma D-Carb® come soluzione di prodotto

L'impegno dell'azienda per la sostenibilità si estende alla produzione di cemento bianco. La transizione verso una produzione più sostenibile del cemento bianco è in realtà più impegnativa di quella del cemento grigio, a causa delle notevoli differenze nel processo produttivo e delle prestazioni colorimetriche da garantire. Le azioni comuni per ridurre l'impronta di carbonio utilizzate per il prodotto grigio non sono adatte alla produzione di cemento bianco.

Dal punto di vista del processo, l'uso di combustibili alternativi deve essere limitato a causa del loro impatto negativo sulle prestazioni colorimetriche. L'azienda ha parzialmente mitigato questo aspetto grazie all'uso del recupero del calore in eccesso, fornendo il teleriscaldamento a circa 30.000 famiglie locali di Aalborg.

Dal punto di vista del prodotto, quasi nessuno dei materiali cementizi supplementari (SCM) utilizzati in modo proficuo nel cemento grigio per ridurre il  contenuto clinker, può sostituire efficacemente il clinker bianco senza influire negativamente sulla bianchezza e/o sulle prestazioni.

Per affrontare la sfida di ridurre l'impronta di carbonio del cemento nel rispetto dei vincoli legati ai requisiti di colore e prestazioni, nel terzo trimestre 2024 l'azienda ha lanciato D-Carb®, un nuovo marchio ombrello per i cementi bianchi a basso contenuto di carbonio, a sostegno degli sforzi di decarbonizzazione dell'industria. Il prodotto è stato lanciato in Europa prima della sua prevista diffusione a livello mondiale.

Il prodotto rappresenta uno sforzo di decarbonizzazione continuo e coerente per la gamma Aalborg White. Sono state avviate collaborazioni tecniche con aziende leader nel settore degli additivi e con clienti fedeli per approfondire diverse applicazioni finali.

Per rispettare i tempi stretti per la ricerca di soluzioni più sostenibili, sono state impiegate tecniche di prototipazione rapida, che hanno comportato un'ampia sperimentazione a livello di laboratorio e di prove in scala reale. Questo ha permesso all'azienda di trasformare un concetto collaudato in una realtà industriale.

Un'impronta a basso contenuto di carbonio “condita” con le prime prestazioni ad alta resistenza

Il primo prodotto della famiglia D-Carb® è il CEM II/A-LL 52,5R, prodotto ad Aalborg. Il prodotto è disponibile sia in sacchi che sfuso.

D-Carb® presenta un'impronta di carbonio più bassa, con un potenziale di riscaldamento globale (GWP/A1-A3) di 828 kg di CO2/t (documentato con la Dichiarazione Ambientale di Prodotto), pari al 15% in meno di emissioni rilasciate rispetto all'Aalborg White® CEM I 52.5R. D-Carb® è il primo sul mercato a coniugare un'impronta di carbonio più bassa con prestazioni eccezionali già nelle fasi iniziali.

La famiglia di prodotti è stata ottimizzata a partire dalla sinergia tra il noto clinker Aalborg White® e il calcare, con la scelta di un coadiuvante di macinazione adatto allo scopo, per ottenere prestazioni eccezionali alle brevi stagionature  a quelle di Aalborg White® CEM I 52.5R. Questo è un ottimo risultato se si considera la sostituzione del clinker con il calcare, non considerato come aggiunta reattiva.

Modificando la finezza del calcare e la distribuzione granulometrica complessiva, il D-Carb® consente di ottenere una reologia migliorata e costante, considerata un sigillo di qualità nelle applicazioni di getto fluido in cui si utilizza principalmente il calcestruzzo autocompattante. I clienti possono beneficiare di queste proprietà reologiche superiori per ottenere una finitura simile alla superficie del marmo.

Il riconoscimento della sinergia tra cemento e additivi è fondamentale per qualsiasi produzione. Nel laboratorio di ricerca e sviluppo dell'azienda, lo sviluppo è stato sottoposto a un'ampia fase sperimentale, che ha riguardato tutti i segmenti applicativi ed è stato condotto in collaborazione con le principali aziende di additivi sul mercato. È stata così avviata una collaborazione con i principali produttori per approfondire il sistema cemento/additivi/altri componenti delle miscele, al fine di evitare qualsiasi incompatibilità tra cemento e additivi.

Nell'ambito dell'indagine, è stata posta un'attenzione specifica sugli elementi di calcestruzzo prefabbricato, testando SCC - calcestruzzo autocompattante e miscele ad alta resistenza, basate sulle ricette dei clienti, facendo un confronto tra D-Carb® e Aalborg White CEM I 52.5R. I risultati del laboratorio di R&S hanno confermato che D-Carb® ha una richiesta di superfluidificante simile, è stabile nelle formulazioni autocompattanti e soprattutto mantiene una maggiore lavorabilità.

Oltre ai calcestruzzi prefabbricati, D-Carb® può essere applicato in modo proficuo a tutte le principali applicazioni, in particolare RMC, calcestruzzo gettato a secco e dry mix.

Grazie a queste prestazioni complessive ottenute dal D-Carb®, i clienti hanno lo strumento per sostituire il CEM I 52.5R nei processi di produzione industriale, soprattutto quando le prestazioni in fase di stagionatura  a breve sono i requisiti più esigenti. Si raccomanda sempre un programma di test specifico a livello di produzione. 

D-Carb® con le esperienze sul campo: la voce dei clienti

Dal suo lancio nel corso del secondo trimestre del 2024, il prodotto è stato distribuito sul mercato europeo sia in sacchi che sfuso. I clienti hanno potuto testarlo efficacemente nei loro processi produttivi, coprendo tutti i potenziali segmenti tecnologici e i prodotti. Il team tecnico-commerciale ha supportato questi test con la propria esperienza per guidare gli utenti nell'adozione del prodotto D-Carb® e nella sua integrazione nei processi produttivi. La condivisione continua delle informazioni è stata stabilita per agire tempestivamente in questo periodo di transizione.

Poco prima e durante il lancio commerciale sono state condotte numerose prove industriali con riscontri positivi in tutti i segmenti in cui il D-Carb® viene applicato.

La scelta del D-Carb® da parte dei clienti è dettata dall'obiettivo di ridurre costantemente l'impronta di carbonio dei loro prodotti per sostenere la loro strategia di decarbonizzazione. Tuttavia, la fattibilità nel processo produttivo degli utenti è un prerequisito per applicare qualsiasi cambiamento.

Tutti gli utilizzatori industriali concordano sul fatto che il D-Carb® è facile da usare nella prefabbricazione del calcestruzzo. La transizione dall'Aalborg White CEMI al D-Carb® è stata agevole, in quanto si integra bene con il processo produttivo dell'azienda senza richiedere modifiche sostanziali alla formulazione. Anche prestazioni elevate come C50/60 possono essere raggiunte con una messa a punto specifica.

A prima vista, alcuni clienti hanno ammesso di essere riluttanti a sostituire il CEM I 52.5R, ma poi sono rimasti colpiti dalle prime prestazioni di resistenza e dall'eccellente reologia, per mantenere elevati standard di produzione senza incidere su tempi e produttività.

Grazie all'implementazione del D-Carb® nel processo produttivo con piccole messe a punto, gli utilizzatori industriali hanno confermato di essere riusciti a ridurre l'impatto ambientale dei prodotti Cementir.