Un italiano scopre il cemento che pulisce l'aria

Si dice che gli italiani sono un popolo di eroi e di inventori. Una banalità? Niente affatto, è una definizione veritiera e che ci è riconosciuta a livello internazionale. Mi riferisco allo European Inventor Award un premio ideato dall'Ufficio Europeo dei brevetti e dalla Direzione Generale della Commissione Europea responsabile per l'industria e l'imprenditorialità nel 2006. Questo riconoscimento ha l'obiettivo di premiare le invenzioni che migliorano la qualità della vita quotidiana con la loro applicazione pratica, proteggono l'ambiente o creano nuovi posti di lavoro apportando benefici all'economia e alla società. Il premio ha solo 8 anni di vita e già per due volte l'Italia ha avuto due inventori tra i finalisti. Il primo, Benedetto Vigna, lo ha anche vinto con un'invenzione originale: ha infatti progettato un sensore di movimento tridimensionale, inizialmente applicato agli airbag delle automobili e successivamente, dopo averne ridotto dimensioni e costi, il sensore è stato utilizzato nei comandi senza filo della console Nintendo Wii.

Anche quest'anno tra i finalisti, nella categoria dedicata all'industria, c'era un chimico italiano da tempo impiegato presso la Italcementi, Luigi Cassar, che insieme al suo team ha creato TX Active il cemento che pulisce l'aria, purtroppo però la sua invenzione non ha vinto. E' comunque una scoperta rivoluzionaria che non solo previene in maniera duratura gli effetti dell'inquinamento, ma è allo stesso tempo in grado di contrastarlo. In pratica oltre ad avere un effetto positivo sull'ambiente, il cemento che elimina lo smog è anche capace di mantenerlo pulito e bianco!

(Video di presentazione per l'European Inventor Awrad)

COME FUNZIONA?

Il professor Luigi Cassar e il team di Italcementi (azienda italiana, quinto produttore di cemento a livello mondiale) hanno inventato e brevettato una nuova miscela di cemento altamente innovativa che può essere utilizzata per l'auto-pulizia delle facciate degli edifici e per il miglioramento della qualità dell'aria che respiriamo ogni giorno, soprattutto nelle grandi città. Il principio fotocatalitico chiamato TX Active è un sottile rivestimento in cemento che riesce a intrappolare alcune molecole tossiche (gli NOx) che si depositano sulle superfici delle costruzioni e, attraverso la luce del sole, le decompone in sostanze meno dannose per l'uomo e l'ambiente. Questo è possibile perché i fotocatalizzatori sono aggiunti alla miscela di calcestruzzo in una delle tre forme minerali del biossido di  titanio, l'anastasio, un composto che si ossida nel momento in cui entra in contatto con l'ossigeno e la luce solare. L'ossidazione favorisce una rapida decomposizione degli agenti inquinanti e impedisce loro di accumularsi sulla superficie di un edificio. E dato che i nitrati e solfati sul cemento sono facilmente lavati via con acqua piovana, le superfici degli edifici rimangano pulite e non si presenta più la necessità di effettuare periodici interventi di pulizia con detergenti chimici. La straordinarietà della scoperta è legata al fatto che il composto fotocatalizzatore ha un'ampia applicazione, infatti può essere incorporato anche in vernici ed intonaci. Si tratta di una scoperta senza precedenti, infatti nessuno - prima del team del Dottor Cassar - aveva mai penato di introdurre dei fotocatalizzatori nel cemento in modo da innescare una reazione chimica grazie alla luce e come conseguenza di disinquinare l'ambiente. Pensate che << se si coprissero con questo prodotto il 15% delle superfici esterne di una città come Milano, la riduzione delle sostanze inquinanti sarebbe di circa il 50%>>, afferma il Dottor Cassar. Niente male davvero!

COME È NATA QUESTA SCOPERTA?

Alla base di questa scoperta c'è ovviamente la ricerca e questa a sua volta comincia per rispondere ad un'esigenza, ovvero dare la risposta ad una richiesta o per trovare la soluzione ad un problema. Anche in questo caso è successo proprio così. Nel 1991 la Italcementi cominciò a ricevere, da architetti e costruttori, la richiesta di mettere a punto un intonaco bianco in grado di resistere alle intemperie e, al tempo stesso, che fosse capace di mantenere brillantezza e candore, un prodotto cioè che facesse rimanere inalterato nel tempo il colore delle superfici degli edifici. La chiave di volta è stata l'impiego di ossido di titanio, una sostanza capace appunto di restare «più bianco del bianco» proprio se esposto alla luce. Solo in un momento successivo, il team di lavoro, testando la resistenza del cemento ha scoperto effetti collaterali inaspettati, ma soprattutto positivi: nell'aria attorno all'edificio diminuiva del 50% la concentrazione di ossidi di azoto, di anidride solforosa, di formaldeide e quindi si veniva a ridurre la tossicità delle polveri sottili presenti nell'aria. Niente è stato lasciato al caso, la sua efficacia infatti è stata a lungo testata e quindi certificata da importanti centri di ricerca indipendenti (CNR, ARPA, Centro Ricerche di Ispra).

Ed è proprio dalla reazione che si viene ad innescare con la luce del sole che il TX Active è stato brevettato come mangia smog. 

 (rappresentazione del cemento magia smog)

L'INVENTORE

L'eccellenza italiana in questo settore di ricerca e tecnologia applicata all'edilizia è rappresentata da Luigi Cassar, un signore di 76 ormai in pensione, un chimico che dopo aver studiato a Roma nel 1961, ha lavorato prima per la Montedison e presso l'Università di Chicago. Ha ricoperto, poi, posizioni manageriali in vari dipartimenti di Ricerca e Sviluppo e ha tenuto corsi come docente presso le Università di Sassari, Parma e Bologna. Cassar detiene 80 brevetti ed è autore di 95 pubblicazioni scientifiche. Dopo essere entrato come consulente alla Italcementi nel 1991, ha trascorso un decennio nel suo reparto Ricerca e Sviluppo dedicandosi agli studi sui materiali da costruzione contenenti fotocatalizzatori. E finalmente quest'anno ha ottenuto la viabilità che merita. Peccato solo non abbia vinto il riconoscimento internazionale. 

(Luigi Cassar)

 APPLICAZIONI

Proprio grazie alle sue proprietà e agli effetti positivi che il TX Active può avere sull'ambiente, questo materiale è stato scelto per la realizzazione del Padiglione Italia di Expo2015 "Nutrire il Pianeta. Energia per la vita".

Non sarà però, l'Expo, il primo campo i applicazione di questo materiale. Il cemento che "respira" è già stato utilizzato in diverse costruzioni, tra cui la chiesa Dives in Misericordia a Roma progettata dall'archistar americana Richard Meier, il Vodafone Village a Milano, il quartier generale degli uffici di Air France all'aeroporto Charles de Gaulle di Parigi e il nuovo centro di Ricerca & Innovazione di Italcementi a Bergamo.

Forse il progetto architettonico che grazie all'applicazione del TX Active ha portato ad un risultato davvero di straordinaria bellezza è quello della chiesa Dives in Misericordia a Roma.

(Chiesa Dives Misericordia, Roma)

Infatti questa costruzione non solo è in grado di esprimere la spiritualità del nuovo millennio, ma è stata anche in grado di inserire un contributo architettonico e urbano senza precedenti in un quartiere romano caratterizzato da edilizia convenzionale. Oltre al design innovativo che rappresenta tre  vele che si gonfiano al vento, ciò che caratterizza l'edificio è il colore bianco: << il ... più bello in assoluto, perché dentro di esso si possono vedere tutti i colori dell' arcobaleno. Il biancore del bianco non è mai solo bianco: è sempre trasformato almeno dalla luce e da ciò che sta cambiando, il cielo, le nuvole, il sole e la luna>>, come ha affermato più volte l'architetto R. Meier. In questo caso il candore del bianco è stato realizzato e preservato proprio grazie al TX Active, che è andato ad arricchire un conglomerato speciale di polveri di marmo di Carrara materiale principale usato per la realizzazione di questo progetto. Ed è  proprio la combinazione tra bianco e luce che trasmette un significato ancor più profondo, perché contribuisce a connettere ciò che è tangibile con ciò che è intangibile.

Altrettanto interessante perché più complesso è lo i.lab è il Centro Ricerca e Innovazione di Italcementi, realizzato all'interno del Parco Scientifico e Tecnologico Kilometro Rosso  a Bergamo e progettato sempre dell'architetto americano Richard Meier. L'edificio si sviluppa su uno spazio di 23 mila metri quadrati e ospita circa 120 ricercatori impegnati nello studio e nello sviluppo di innovazioni tecnologiche, funzionali ed estetiche dei nuovi materiali per le costruzioni.Il centro è stato costruito secondo i valori ispiratori dell'azienda quali innovazione, sostenibilità e eccellenza architettonica. La sua struttura I.lab rappresenta la sintesi della più avanzata tecnologia in termini di qualità dei materiali e di tecnologie green, infatti questa costruzione risponde ai requisiti più importanti in materia di risparmio energetico e qualità innovativa della progettazione ed è stato certificato "Platinum" LEED (Leadership in Energy and Environmental Design), il più alto standard di certificazione energetica e ambientale per l'edilizia che esiste al mondo.

(Centro Ricerca e Innovazione di Italcementi, Bergamo)

Le innovazioni che hanno permesso l'attribuzione di questa certificazione allo i.lab. sono molte, e sono sia si tipo tecnico e industriale. Ne possiamo elencare alcune: il sistema di vetrate installato crea un effetto di contrasto tra la solidità del cemento e la leggerezza trasparente del vetro; il curtain wall - nato da un'esigenza legata all'illuminazione naturale - è posizionato sul fronte dell'edificio che si rivolge verso l'autostrada ed è formato da una serie di lame in calcestruzzo simili a una scultura geometrica ed in grado di proteggere l'interno dall'eccessiva insolazione. La sostenibilità dell'edificio è data dalla presenza di 420 pannelli fotovoltaici che permettono di produrre annualmente 96.000 kWh di energia elettrica con un risparmio annuo complessivo di 52 tonnellate di CO2; 50mq di pannelli solari termici che soddisfano il 65% del fabbisogno annuo di acqua calda dell'edificio e sono stati predisposti 51 pozzi geotermici, che scendono nel terreno fino a una profondità di 100 metri dal livello stradale. L'impianto geotermico, infine, contribuisce al riscaldamento d'inverno e al raffrescamento nei mesi caldi, con un risparmio energetico fino al 50% nel primo caso e fino al 25% nel secondo.

Mentre il Vodafone Village a Milano con 20.000 metri quadrati di superficie fotocatalitica detiene il record della più grande opera finora realizzata con questo materiale. Non c'è che dire, davvero costruzioni eccezionalmente belle e all'avanguardia.

CONCLUSIONE

È evidente che la scoperta del Dottor Cassar è veramente importante e in grado di lasciare il segno nelle nostre città. I vantaggi, infatti che presenta sono numerosi, tangibili e con la duplice ricaduta sull'ambiente e sull'uomo, quindi è importante dare risalto a questo materiale e favorire il suo utilizzo. Ci auguriamo poi che il Dottor Cassar continui il suo lavoro di ricercatore e possa presto vincere l'European Inventor Award con un'altra invenzione da capogiro.