L’innovazione nei materiali da costruzione

Nuovi materiali da costruzione come il cemento autorigenerante
Il cemento che si ripara da solo

Come abbiamo già visto sulle pagine di questo portale, il settore delle costruzioni è uno di quelli che in passato è stato meno interessato da processi di innovazione tecnologica, il che lo ha portato a restare, nel complesso, indietro rispetto ad altri dal punto di vista della produttività delle aziende.

Nuovi materiali da costruzione come il cemento autorigenerante

Tuttavia, anche il mondo dell’edilizia può godere di innovazioni tecnologiche, di natura sia generale e trasversale che specifica per questo mercato. Alcune le abbiamo già viste, come i droni o l’uso della realtà virtuale e aumentata.

Oggi vogliamo invece focalizzare la nostra attenzione su una possibile innovazione nel mondo dei materiali da costruzione, e in particolare sulla possibilità di migliorarne drasticamente la durevolezza.

Si tratta infatti di innovazioni che da un lato possono fornire una spinta al settore attraverso lo stimolo alla ristrutturazione di edifici e opere pubbliche, e dall’altro, nel lungo e lunghissimo periodo, penalizzarlo, poiché riducono la necessità di interventi per la manutenzione delle strutture. Per questo, anche se non fanno direttamente parte dell’assortimento dei prodotti e servizi offerti dalle imprese del noleggio, sono comunque a nostro giudizio degli elementi di sviluppo possibile del settore su cui anche i noleggiatori devono essere informati.

Migliorare il cemento armato

I problemi del cemento armato tendono a cominciare in modo leggero e quasi impercettibile, con micro-fratture che espongono il metallo ad agenti corrosivi come acqua, ossigeno, anidride carbonica e altri, che ne compromettono l’integrità strutturale.

Sarebbe quindi ideale poter bloccare queste fratture, riempiendole con qualcosa che le “tappi” prima che diventino troppo estese. E se questo materiale di riempimento avesse natura organica?

La studiosa Congrui Jin lavora a questo problema da anni, e pensa di aver trovato la soluzione in alcune specie di funghi. E’ questo quanto sostiene nel suo articolo “Interactions of fungi with concrete: significant importance for bio-based self-healing concrete”, recentemente pubblicato nella rivista accademica “Construction & Building Materials”.

L’idea è nata pensando a come il corpo degli esseri viventi sia in grado di ripararsi da solo in caso di fratture, tagli e colpi: in caso di ferite il corpo è in grado di portare i nutrienti necessari nel punto del danno e di far ricrescere le parti danneggiate.

Nel caso di un prodotto inanimato, come il cemento armato, il sistema vivente impiegato per la riparazione è costituito da funghi, che vengono aggiunti al cemento in fase di mescolamento insieme ad alcuni componenti di cui i funghi si nutrono. La specie più adatta a questa funzione sembra essere la Trichoderma reesei.

Come si ripara il cemento

In caso di frattura è quasi certo che acqua e ossigeno entrano nel cemento. Quando i loro livelli raggiungono una certa quantità, le spore dei funghi, fino ad allora rimaste “dormienti”, germinano e iniziano a crescere, nutrendosi delle sostanza aggiunte al cemento e dell’ossigeno e dell’acqua che si sono resi disponibili: il fulcro dell’azione riparatrice consiste nel fatto che in questo processo i funghi generano anche carbonato di calcio, che riempie i buchi del cemento. Al termine del processo, quando lo stesso carbonato di calcio avrà impedito ad acqua e ossigeno di penetrare nel buco, i funghi torneranno naturalmente nel loro stato simile a un letargo, pronti a entrare nuovamente in azione quando necessario.

Questo sistema potrebbe consentire di creare nuove infrastrutture molto più durevoli di quelle attuali, e di intervenire nella ristrutturazione di quelle esistenti, come edifici, strade e ponti. Ma sarebbe estremamente utile per strutture in cui la tenuta del cemento armato è critica, come ad esempio le centrali nucleari.

La Dottoressa Jin e i suoi colleghi non sono ancora in grado di produrre un cemento valido dal punto di vista commerciale, perché le specie di funghi che stanno analizzando non sono ancora in grado di adattarsi a vari climi e alla presenza di nutrienti differenti. Ma si tratta di un campo di ricerca promettente, che potrebbe aumentare notevolmente l’efficacia delle tecnologi costruttive nei prossimi anni.

Tag dell'articolo: edilizia e costruzioni, innovazione

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