Impatto delle acque reflue trattate sulle proprietà meccaniche e sulla durabilità del calcestruzzo

Perché l’acqua riutilizzata nel calcestruzzo conta

Con la crescita delle città e l’aumento delle pressioni climatiche, l’accesso all’acqua pulita diventa sempre più difficile. Allo stesso tempo, l’industria del calcestruzzo utilizza volumi enormi di acqua dolce per la miscelazione e la stagionatura. Questo studio pone una domanda pratica dalle grandi conseguenze: le acque reflue trattate in modo sicuro possono sostituire l’acqua potabile nella produzione del calcestruzzo, senza compromettere resistenza o durata? La risposta potrebbe contribuire ad alleviare la pressione sulle risorse idriche dolci mantenendo al contempo sicuri edifici e infrastrutture.

Trasformare l’acqua usata in una risorsa per l’edilizia

I ricercatori hanno esaminato calcestruzzi realizzati con tre tipi di acqua: acqua di rubinetto ordinaria e due campioni di acque reflue trattate prelevate da diversi impianti di trattamento in Egitto. Tutte e tre le acque rispettavano limiti di qualità comuni, ma si differenziavano per quantità di sali disciolti, particelle fini e altri componenti. Il team ha miscelato il calcestruzzo usando ciascun tipo di acqua, quindi ha stagionato i provini sia in acqua di rubinetto sia in acque reflue trattate per simulare pratiche edilizie reali in regioni con stress idrico.

Come il calcestruzzo ha resistito nei test di resistenza

Il team ha valutato la lavorabilità del calcestruzzo fresco e la sua resistenza nel tempo a compressione, trazione e rigidezza. L’uso di acque reflue trattate ha reso la miscela fresca meno lavorabile, principalmente perché particelle fini aggiuntive nell’acqua riducevano effettivamente l’acqua libera disponibile per il fluido. Alle prime età, il calcestruzzo miscelato o stagionato con acque reflue trattate mostrava una resistenza a compressione inferiore rispetto al calcestruzzo realizzato con acqua di rubinetto. Tuttavia, con l’invecchiamento del materiale queste differenze si sono ridotte e sono diventate piccole tra i 60 e i 90 giorni. Una delle acque trattate, contenente più solidi disciolti, si è persino avvicinata alla resistenza della miscela di controllo, probabilmente perché quei solidi fini hanno contribuito a riempire microscopiche lacune all’interno del calcestruzzo indurito.

Cosa ha rilevato lo studio sulla durabilità a lungo termine

Oltre alla resistenza di base, i ricercatori hanno verificato quanto facilmente acqua e ioni cloruro possono penetrare nel calcestruzzo, poiché quel trasferimento influisce su fessurazione e danni nel lungo periodo. Hanno misurato l’assorbimento d’acqua, la profondità di penetrazione sotto pressione, il flusso di ioni cloruro attraverso il calcestruzzo e la velocità di risalita capillare. Per la maggior parte di questi test, gli effetti delle acque reflue trattate sono risultati modesti, e una delle miscele con acqua trattata ha mostrato prestazioni quasi paragonabili al calcestruzzo con acqua di rubinetto. Immagini microscopiche hanno corroborato questi risultati, rivelando che il calcestruzzo di controllo aveva la struttura interna più densa, mentre la miscela con acqua trattata dalle migliori prestazioni mostrava una rete cristallina più organizzata rispetto a quella di qualità inferiore.

Il rischio nascosto per l’acciaio nel calcestruzzo

Dove le acque reflue trattate hanno sollevato preoccupazioni è nella protezione delle barre d’acciaio che rinforzano la maggior parte dei calcestruzzi strutturali. In test accelerati di corrosione, l’acciaio incorporato nel calcestruzzo prodotto con acque reflue trattate ha perso massa in misura nettamente maggiore rispetto all’acciaio nel mix di controllo. Ciò è avvenuto nonostante i livelli di cloruri nelle acque trattate fossero entro limiti accettati. I ricercatori indicano come possibili responsabili i solidi totali disciolti e la conseguente maggiore conducibilità elettrica, fattori che possono facilitare l’innesco e la propagazione della corrosione anche quando altre misure di durabilità appaiono accettabili.

Cosa significa per le pratiche edilizie future

Per un lettore generale, il messaggio principale è che le acque reflue trattate in modo sicuro possono produrre calcestruzzo con resistenza e durabilità di base quasi equivalenti a quelle ottenute con acqua potabile, specialmente alle età più avanzate. Tuttavia, tendono anche ad aumentare il rischio di ossidazione nelle armature in acciaio. Lo studio suggerisce che le acque reflue trattate sono un’opzione promettente per calcestruzzi privi di acciaio, come alcuni blocchi, pavimentazioni ed elementi non strutturali. Con un controllo accurato della qualità dell’acqua e ulteriori ricerche su come i suoi componenti influenzano la corrosione, le acque reflue trattate potrebbero diventare uno strumento importante per risparmiare preziosa acqua dolce in edilizia.

Citazione: Abdelazim, O., Abdel-Latif, I., Ismail, S. et al. Impact of treated wastewater on the mechanical properties and durability of concrete. Sci Rep 16, 15497 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-52561-0

Parole chiave: acque reflue trattate, durabilità del calcestruzzo, acqua riciclata, corrosione dell’acciaio, costruzione sostenibile