Prendono fanghi fecali, li trasformano in una polvere ricca di carbonio e la usano per sostituire una parte del cemento. Dopo 91 giorni, il calcestruzzo che ne contiene il 10% resiste il 21% in più alla compressione e il 42% in più alla flessione rispetto alla miscela convenzionale. La materia prima non è esattamente quella che ci aspetteremmo di trovare in un materiale da costruzione. I risultati, invece, meritano attenzione.
A ottenere questa miscela è stato un gruppo di ricercatori della Manipal University Jaipur, in India, e della Louisiana Tech University, negli Stati Uniti. Lo studio, pubblicato su Scientific Reports il 5 settembre 2026, parte dai fanghi raccolti negli impianti di trattamento dei rifiuti provenienti da fosse settiche e altri sistemi sanitari.
Prima precisazione, che evita di immaginare cantieri parecchio più pittoreschi del necessario: gli escrementi non vengono infilati direttamente nel calcestruzzo. I fanghi vengono trattati e trasformati in biochar, un materiale carbonioso ottenuto attraverso la pirolisi, cioè il riscaldamento della materia organica in condizioni di scarsità di ossigeno.
Con il 10% di biochar il risultato migliore arriva dopo 91 giorni
I ricercatori hanno provato a sostituire una parte del cemento con diverse quantità di biochar derivato da fanghi fecali: 5%, 10% e 15%. Poi hanno misurato resistenza, assorbimento dell’acqua, porosità, ritiro durante l’essiccazione e caratteristiche della microstruttura.
La miscela più interessante è quella con il 10%. Dopo 91 giorni di maturazione ha raggiunto un aumento del 21% della resistenza alla compressione e del 42% della resistenza alla flessione rispetto al calcestruzzo di controllo. Quel 42%, quindi, non significa che sia diventato genericamente “più resistente del 42%”: riguarda una proprietà precisa, cioè la capacità del materiale di sopportare le sollecitazioni che tendono a piegarlo.
Anche il 5% ha migliorato le prestazioni, mentre salire al 15% non ha prodotto un vantaggio altrettanto netto. Più fanghi trasformati in biochar, insomma, non significa automaticamente calcestruzzo migliore. La fascia che nello studio sembra funzionare meglio resta quella compresa tra il 5 e il 10%.
Il comportamento nel tempo è un altro dettaglio interessante. Dopo 120 giorni, il ritiro della malta contenente il 10% di biochar era simile a quello della malta realizzata con normale cemento Portland. Anche assorbimento dell’acqua e porosità della miscela al 15%, dopo 28 giorni, risultavano comparabili a quelli del campione convenzionale.
Perché un materiale così poroso può aiutare il calcestruzzo
La struttura del biochar sembra avere una parte importante nel risultato. I suoi pori possono trattenere acqua e renderla disponibile più lentamente durante la maturazione, favorendo le reazioni che fanno indurire il cemento. La sua composizione minerale contribuisce inoltre alla formazione dei composti che danno resistenza alla matrice cementizia.
C’è poi un passaggio meno appariscente del 42%, ma decisamente importante quando la materia prima arriva da fanghi fecali: i metalli pesanti. Gli autori hanno rilevato una riduzione della loro concentrazione nei campioni all’aumentare della quantità di biochar e indicano la possibilità che il materiale contribuisca a trattenerli all’interno della matrice del calcestruzzo, limitandone il rilascio. È un risultato da approfondire, soprattutto perché la composizione dei fanghi può cambiare molto a seconda della loro provenienza.
Ed è uno dei motivi per cui siamo ancora davanti a un materiale sperimentale. Prima di pensare a travi, pilastri e condomini serviranno prove più lunghe e condizioni molto meno comode di quelle del laboratorio: gelo, caldo, salinità, cicli ripetuti di umidità e asciugatura e, soprattutto, controlli sul comportamento ambientale nel tempo.
Meno cemento, un rifiuto in meno da gestire
Il lavoro interessa anche per ciò che il biochar va a sostituire. Produrre cemento significa consumare molta energia e liberare CO2 sia per i combustibili necessari a raggiungere temperature elevate, sia durante la trasformazione chimica del calcare in clinker. L’Agenzia internazionale dell’energia indica infatti tra le strade necessarie per ridurre l’impatto del settore proprio un maggiore utilizzo di materiali cementizi supplementari, così da diminuire la quantità di clinker necessaria.
Qui il vantaggio potenziale arriva da entrambe le estremità: si recupera un residuo problematico dei sistemi igienico-sanitari e si riduce una parte del cemento necessario. Lo studio, però, non calcola l’intero bilancio climatico della soluzione. Per sapere quante emissioni si potrebbero davvero evitare bisognerà mettere nel conto anche trattamento dei fanghi, produzione del biochar, energia necessaria e trasporti.
Niente “cemento fatto con la cacca” pronto a invadere i cantieri, dunque. C’è qualcosa di più interessante: un rifiuto umano trattato che, sostituendo appena una parte del cemento, ha migliorato alcune proprietà del calcestruzzo invece di peggiorarle. Per un materiale nato da ciò che normalmente vogliamo far sparire nello scarico, è già una carriera piuttosto notevole.