NEGLI ULTIMI ANNI, ABBIAMO ASSISTITO A UN’IMPRESSIONANTE EVOLUZIONE NEL MODO IN CUI PERCEPIAMO LA SCIENZA E LA TECNOLOGIA, CON NUOVE IDEE E INNOVAZIONI CGE STANO TRASFORMANDO SEMPRE PIÙ IL NOSTRO QUOTIDIANO. IN QUESTO CONTESTO DI CAMBIAMENTO DINAMICO, IL CALCESTRUZZO INTELLIGENTE EMERGE COME UN’ESPRESSIONE DI PROGRESSO NEL SETTORE DELLE COSTRUZIONI. SCOPRIAMO LE CARATTERISTICHE PIÙ INTRIGANTI DELLO SMART CONCRETE: DALL’AUTO-SENSING ALL’AUTO-RIPARAZIONE
Il calcestruzzo intelligente: Einstein gli fa un baffo
Lo smart concrete, o calcestruzzo intelligente, è il risultato di una combinazione di tecnologie all’avanguardia e di nuovi materiali progettati per migliorare le prestazioni e la durata delle strutture in calcestruzzo.
Tra le sue caratteristiche, la capacità di essere auto-sensoriale e auto-riparante. Insomma, a differenza del cemento convenzionale, lo smart concrete garantisce una maggiore durata, qualità meccaniche superiori, facilità di installazione e bassi requisiti di manutenzione. Ma quali sono gli ingredienti segreti del calcestruzzo intelligente?
Tecnologie innovative e materiali avanzati
La sua produzione, segue un processo simile a quello del calcestruzzo convenzionale ma, a allo smart concrete vengono aggiunti nanomateriali (cioè additivi di dimensioni molte piccole) quali la fibra di carbonio, nanotubi di carbonio o carbonio nero e sistemi di “auto-guarigione”.
I nanomateriali, vengono integrati nel liquame utilizzando un miscelatore rotante, con rapporti tipici acqua-cemento compresi tra 0,22 e 0,60 per litro. Dopo essere stati versati in stampi, i campioni di calcestruzzo vengono quindi lasciati riposare per un giorno e successivamente modellati e sottoposti a una fase di cura di ventotto giorni in un’atmosfera umida.
Ma veniamo alle proprietà.
Straordinarie caratteristiche
Nello specifico, la fibra di carbonio, che costituisce dallo 0,2% allo 0,5% del volume totale, è in grado di rilevare lo stress o la tensione nelle strutture in calcestruzzo, consentendo di prevenire fratture e danni. Questo materiale può essere utilizzato per una serie di applicazioni, come la creazione di autostrade in grado di tracciare la posizione, il peso e la velocità dei veicoli, o per la costruzione di edifici che resistono a una maggiore energia prima di rompersi.
Questa proprietà auto-sensoriale ha la capacità di monitorare attivamente lo stato delle costruzioni. Il materiale infatti, non solo garantisce l’integrità e la sicurezza strutturale, ma può anche contribuire all’estensione della vita degli stessi fabbricati.
Per migliorare ulteriormente le proprietà del calcestruzzo intelligente e garantire una maggiore resistenza e durata delle strutture, vengono impiegati sistemi di auto-guarigione che riparano le crepe e prolungano la vita utile del materiale. Questi sistemi possono includere l’uso di microbi, polimeri o capsule che contengono sostanze chimiche curative. Inoltre, aggiunte come nanotubi di carbonio, miscele minerali e leghe a memoria di forma contribuiscono a migliorare ulteriormente le prestazioni del calcestruzzo intelligente.
Questa caratteristica offre ulteriori vantaggi in termini di sostenibilità ambientale, poiché riduce la necessità di dispendiose operazioni di manutenzione e riparazione dei danni.
Tuttavia, bisogna notare che questo processo può rappresentare una sfida significativa. A causa dell’alta energia superficiale, i nanomateriali di carbonio hanno la tendenza ad agglomerarsi e aggregarsi. Questo comportamento può portare a cambiamenti nelle loro caratteristiche e aumentare il rischio di dispersione nell’aria.
Ciò può causare emissioni di nanoparticelle che vengono assorbite dagli esseri viventi o dall’ambiente circostante. I potenziali rischi per la salute e l’ambiente derivano principalmente dai nanomateriali particellari e fibrosi quando sono liberi. Questi materiali possono presentarsi sotto forma di polveri o essere rilasciati da forme legate.
Applicazioni rivoluzionarie del calcestruzzo intelligente
Una delle applicazioni più interessanti dello smart concrete è la sua integrazione nell’Internet delle cose (IoT). Di cosa parliamo?
IoT, acronimo di Internet of Things, si riferisce a un nuovo paradigma tecnologico che si basa sull’interconnessione di oggetti fisici dotati di sensori, software e altri dispositivi che consentono loro di raccogliere e scambiare dati attraverso Internet o altre reti di comunicazione. In sostanza, si tratta di trasformare oggetti comuni della vita quotidiana in dispositivi intelligenti capaci di comunicare tra loro e con altri sistemi.
Solitamente siamo abituati a pensare che questa innovazione riguardi esclusivamente dispositivi come computer, smartphone e tablet, elettrodomestici, dispositivi di sicurezza o automobili. In realtà anche le infrastrutture urbane e il cemento intelligente rientrano nella lista.
Il calcestruzzo autosensoriale, componente fondamentale dello smart concrete, trova infatti impiego in ogni fase del processo di costruzione, dalla progettazione all’esecuzione e alla manutenzione continua. Questo materiale avanzato consente la raccolta di dati in tempo reale, permettendo la manutenzione preventiva e l’ottimizzazione delle prestazioni delle infrastrutture nel tempo.
Campi di applicazione
Con applicazioni che spaziano dall’architettura e costruzione di edifici, agli ambiti del rilevamento del traffico e del monitoraggio strutturale, lo smart concrete offre un enorme potenziale per migliorare la sicurezza, la durata e le prestazioni delle nostre infrastrutture.
Guardando avanti, il calcestruzzo intelligente rappresenta insomma futuro delle costruzioni, dove l’intelligenza e la flessibilità si uniscono per creare un ambiente più efficiente, sostenibile e resiliente, in grado di ridurre gli sprechi e ottimizzare l’utilizzo delle risorse.
Fonte
Parametric Architecture
