Un rivoluzionario sistema di intelligenza artificiale sviluppato da ricercatori in Svizzera è pronto a trasformare una delle industrie più ad alto impatto di carbonio al mondo: la produzione di cemento.
Il team interdisciplinare del Centro per l’Ingegneria Nucleare e le Scienze dell’Istituto Paul Scherrer ha creato un modello di intelligenza artificiale che funziona come un “ricettario digitale” per il cemento sostenibile, generando ricette ottimizzate in pochi secondi invece che nei mesi o anni richiesti dai test tradizionali.
"Invece di testare migliaia di varianti in laboratorio, possiamo utilizzare il nostro modello per ottenere suggerimenti pratici sulle ricette in pochi secondi", spiega la matematica Romana Boiger, autrice principale dello studio. L’IA calcola le emissioni totali di CO2 per diverse formulazioni di cemento circa 1.000 volte più velocemente rispetto ai metodi di modellazione convenzionali.
L’importanza di questa innovazione è enorme. La produzione di cemento è responsabile di circa l’8% delle emissioni globali di carbonio – oltre tre volte il contributo dell’intero settore dell’aviazione. Le emissioni derivano principalmente da due fonti: il riscaldamento ad alta intensità energetica dei forni rotativi fino a 1.400°C e, in misura ancora maggiore, il rilascio chimico di CO2 dalla trasformazione del calcare in clinker.
Il sistema di intelligenza artificiale mira specificamente a queste emissioni, individuando materiali cementizi alternativi che possono sostituire parzialmente il clinker mantenendo le fondamentali proprietà leganti del cemento. "Se riuscissimo a migliorare il profilo delle emissioni anche solo di qualche punto percentuale, ciò corrisponderebbe a una riduzione di anidride carbonica equivalente a migliaia o addirittura decine di migliaia di automobili", osserva John Provis, responsabile del Cement Systems Research Group presso il PSI.
La ricerca, condotta nell’ambito del progetto Swiss Centre of Excellence on Net Zero Emissions (SCENE), ha richiesto un approccio interdisciplinare che combina chimica del cemento, termodinamica e competenze di intelligenza artificiale. Sebbene il team abbia individuato numerose formulazioni promettenti, queste dovranno ora essere sottoposte a test di laboratorio prima di poter essere adottate nell’industria delle costruzioni.
Con la domanda globale di cemento green in crescita – e un mercato che si prevede raggiungerà i 52,15 miliardi di dollari entro il 2029 – questa innovazione rappresenta un passo fondamentale verso la decarbonizzazione di un materiale da costruzione essenziale. La tecnologia dimostra come l’intelligenza artificiale possa accelerare le soluzioni alle più urgenti sfide ambientali.