Un sistem revoluționar de inteligență artificială, dezvoltat de cercetători din Elveția, este pe cale să revoluționeze una dintre cele mai poluante industrii la nivel global: producția de ciment.
Echipa de la Institutul Paul Scherrer (PSI) a creat ceea ce numesc un „manual digital pentru ciment prietenos cu clima” – un model AI care poate proiecta rapid noi formule de ciment cu o amprentă de carbon mult redusă, menținând în același timp proprietățile structurale necesare.
„Acest lucru ne permite să simulăm și să optimizăm formulele de ciment astfel încât să emită semnificativ mai puțin CO2, păstrând același nivel ridicat de performanță mecanică”, explică matematiciana Romana Boiger, autoarea principală a studiului publicat în Materials and Structures în iunie 2025.
Importanța acestei inovații este greu de supraestimat. Producția de ciment reprezintă aproximativ 8% din emisiile globale de dioxid de carbon – mai mult decât întregul sector aviatic la nivel mondial. Aproximativ jumătate din aceste emisii provin din reacția chimică ce are loc atunci când calcarul este încălzit pentru a produce clincher, principalul component de legare din ciment.
În mod tradițional, dezvoltarea de noi formule de ciment necesită teste de laborator extinse, fiecare iterație durând săptămâni sau luni. Abordarea AI a echipei PSI accelerează dramatic acest proces, folosind rețele neuronale antrenate pe date provenite din software-ul lor GEMS, care simulează reacțiile chimice complexe din timpul întăririi cimentului.
„În loc de secunde sau minute, rețeaua neuronală antrenată poate calcula acum proprietățile mecanice pentru orice rețetă de ciment în milisecunde – adică de aproximativ o mie de ori mai rapid decât modelarea tradițională”, explică Boiger.
În loc să testeze rețete la întâmplare, cercetătorii au folosit o abordare inversă, utilizând algoritmi genetici pentru a identifica formule specifice care să îndeplinească obiective prestabilite atât pentru emisiile de CO2, cât și pentru rezistența materialului. Mai multe rețete de ciment identificate de AI au demonstrat deja un potențial ridicat de reducere a emisiilor, păstrând totodată calitatea.
Proiectul interdisciplinar a reunit chimiști specializați în ciment, experți în termodinamică și specialiști AI, ca parte a Centrului Elvețian de Excelență pentru Emisii Net Zero (SCENE). Deși studiul actual servește în principal ca dovadă de concept, cercetătorii intenționează să extindă modelul pentru a lua în calcul și alți factori, precum disponibilitatea materiilor prime și condițiile de mediu.
„Acesta este doar începutul”, spune Nikolaos Prasianakis, inițiatorul studiului. „Economia de timp oferită de un astfel de flux de lucru general este enormă – ceea ce îl face o abordare extrem de promițătoare pentru toate tipurile de proiectare de materiale și sisteme.”