Potenziale di riduzione del carbonio e strategie di selezione delle tecnologie emergenti nella fase di costruzione

Perché i cantieri più puliti sono importanti

Gli edifici sono responsabili di una grande quota delle emissioni globali che riscaldano il clima, eppure la maggior parte dell'attenzione pubblica si concentra sul consumo energetico dopo l'ingresso delle persone. Questo studio si concentra invece su una fase più breve ma intensa della vita di un edificio: la costruzione. Esaminando 25 nuove tecnologie per la costruzione, i ricercatori mostrano come metodi e materiali più intelligenti possano tagliare drasticamente l'inquinamento da carbonio in cantiere e offrono indicazioni pratiche su quali strumenti funzionano meglio a seconda del tipo di progetto.

Da cantieri affollati ai costi nascosti del carbonio

Quando immaginiamo una costruzione pensiamo a gru, camion di calcestruzzo e pile di acciaio. Dietro quell'attività ci sono tre principali fonti di emissioni di carbonio in cantiere: i combustibili e l'elettricità che alimentano macchine e illuminazione, i gas e i materiali consumati in saldature e altri processi, e il trasporto dei rifiuti come rottami d'acciaio e casseforme scartate. Queste emissioni possono verificarsi in uno o due anni, ma sono altamente concentrati. Con la rapida costruzione e ricostruzione delle città, questo “carbonio della fase di costruzione” diventa una fetta significativa ma spesso trascurata dell'impatto climatico del settore edilizio.

Quattro famiglie di strumenti per cantieri più puliti

Gli autori hanno raggruppato le 25 tecnologie emergenti in quattro famiglie di facile comprensione. La prima riguarda materiali più resistenti e ad alte prestazioni, come calcestruzzo e acciaio ad alta resistenza, che permettono di usare meno materiale mantenendo la stessa portata. La seconda comprende metodi che semplificano i processi rimuovendo o accorciando fasi complesse in cantiere, come sistemi di solaio speciali che non richiedono un ulteriore strato di livellamento, o finiture murali che evitano l'intonacatura. La terza include tecnologie che sfruttano risorse rinnovabili e riducono i rifiuti, come la raccolta dell'acqua piovana, l'energia solare o da pompa di calore per l'alimentazione del cantiere e sistemi che riducono o riciclano gli scarti di costruzione. Infine, le tecnologie di prefabbricazione spostano gran parte del lavoro in fabbrica, trasformando il cantiere in un luogo prevalentemente di assemblaggio piuttosto che di fabbricazione pesante.

Quali opzioni riducono più carbonio

Non tutte le innovazioni sono uguali. Lo studio rileva che le tecnologie basate su risorse rinnovabili e riduzione dei rifiuti possono, direttamente in cantiere, eliminare quasi tutte le emissioni dirette legate all'approvvigionamento idrico, all'uso di elettricità e al trasporto dei rifiuti, perché si basano su energia pulita ed evitano il trasferimento dei detriti in discarica. Seguono la prefabbricazione: per la maggior parte dei sistemi prefabbricati analizzati, le emissioni in cantiere diminuiscono di oltre il 90% rispetto alla gettata di calcestruzzo e al taglio dell'acciaio in loco. I metodi che semplificano i processi mostrano una gamma ampia di benefici; alcuni, come la formazione del solaio in un'unica operazione e le pareti senza intonaco, eliminano completamente certe attività e le loro emissioni, mentre altri offrono risparmi più modesti. I materiali ad alta resistenza e ad alte prestazioni forniscono le riduzioni in cantiere più contenute, generalmente sotto il 30%, perché riducono principalmente la quantità di materiale più che l'energia e i rifiuti legati alle attività di costruzione.

Scegliere la combinazione giusta per ogni progetto

Poiché i progetti differiscono per altezza, struttura e funzione, gli autori sostengono che non esiste una tecnologia unica migliore per ogni situazione. Propongono invece una strategia di selezione basata sulla collocazione dell'edificio, sul suo uso previsto e sugli obiettivi climatici e politici locali. Per grattacieli superalti e ponti a campata lunga, calcestruzzo, acciaio e barre di rinforzo più resistenti possono ridurre l'uso di materiale e accorciare i tempi di lavoro. Per blocchi abitativi standardizzati e parchi uffici, processi snelli e pareti o lastre prefabbricate possono tagliare drasticamente il consumo energetico e i rifiuti in cantiere. Campus certificati verdi, scuole e ospedali possono ottenere i maggiori vantaggi combinando energia solare, sistemi per l'acqua piovana e rigide misure di riduzione dei rifiuti. Per testare questo approccio, il team ha applicato otto delle 25 tecnologie a un grande progetto di parco industriale a Xinyang, Cina. Il pacchetto combinato ha ridotto le emissioni di costruzione in cantiere di circa il 28%, un risparmio che gli autori paragonano alla quantità di carbonio che una piccola foresta di migliaia di alberi assorbirebbe nello stesso periodo.

Cosa significa per l'edilizia futura

Lo studio conclude che i cantieri possono diventare molto più puliti senza attendere scoperte lontane. Capendo come ciascuna tecnologia riduca il carbonio — che sia risparmiando energia, riducendo i rifiuti o spostando il lavoro in fabbriche più efficienti — costruttori e decisori politici possono scegliere le combinazioni giuste per ogni progetto. Sebbene il trasferimento di processi fuori cantiere generi nuove emissioni in fabbrica, questi ambienti controllati sono generalmente più facili da rendere puliti rispetto ai cantieri dislocati. Con dati migliori, strumenti digitali di pianificazione intelligenti e regole e incentivi di supporto, gli autori sostengono che le città possono scalare rapidamente queste pratiche emergenti, trasformando i cantieri ad alta emissione di oggi in hub di attività a molto più basso contenuto di carbonio.

Citazione: Liu, Z., Xia, Z., Li, J. et al. Carbon reduction potential and selection strategies of emerging construction-phase technologies. Sci Rep 16, 7863 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39122-1

Parole chiave: emissioni di carbonio in costruzione, edifici prefabbricati, tecnologie per costruzioni sostenibili, energie rinnovabili nei cantieri, riduzione dei rifiuti di costruzione