Un team dell'Universitat Politècnica de València (UPV) e del Politecnico di Milano ha progettato nuovi materiali cementizi ultra resistenti e autoriparanti. Hanno il 30% in più di durabilità rispetto al calcestruzzo ad alte prestazioni convenzionale in situazioni di fessurazione. In caso di crepa, è in grado di autoripararsi automaticamente grazie all'applicazione di tecniche autoriparanti.

"Queste proprietà sono possibili principalmente grazie alla progettazione della miscela e all'utilizzo di componenti come additivi cristallini, nanofibre di allumina e nanocristalli di cellulosa, che sono in grado di migliorare la capacità del materiale di autoripararsi", dice Pedro Serna, ricercatore dell'Istituto di Scienza e Tecnologia del Calcestruzzo (ICITECH) dell'Universitat Politècnica de València.

Un altro vantaggio di questi nuovi materiali cementizi è la riduzione degli interventi di manutenzione sia ordinaria che straordinaria, poter superare i consueti limiti (50 anni) degli attuali codici di progettazione. Per quanto riguarda le loro applicazioni, sono particolarmente indicati per infrastrutture soggette ad ambienti estremamente aggressivi, come le costruzioni situate in o vicino al mare, e anche per le centrali geotermiche.

“In questo progetto stiamo dimostrando come la durabilità dei materiali cementizi diventa una caratteristica progettabile attraverso la sinergia tra la composizione del materiale e la concezione strutturale. Abbiamo progettato e stiamo sperimentando nuovi composti cementizi con capacità di auto- riparazione in fase di fessurazione, che è il solito stato affrontato da una struttura in cemento armato", sottolinea Marta Roig Flores, ricercatore presso ICITECH.

In questo modo, ResHEALience rappresenta un cambiamento dal concetto di durabilità del materiale inteso come protezione passiva contro le aggressioni esterne ad una visione "attiva" dello stesso.

Testato in sei strutture pilota su larga scala

In fase di validazione, i composti cementizi ad altissima resistenza sviluppati nel progetto sono stati utilizzati per costruire sei strutture pilota di grandi dimensioni che sono attualmente in fase di analisi in condizioni operative strutturali reali. Due di loro si trovano nella Comunità Valenciana (un galleggiante progettato per torri eoliche galleggianti, costruito in collaborazione con Rover Maritime e UPV, che è installato nel porto di Sagunt, e una zattera per mitili installata nel porto di València dalla compagnia valenciana DRC), più due in Italia, uno in Irlanda e uno a Malta.

Queste strutture sono costantemente monitorate con tecnologia UPV, nello specifico, attraverso una vasta rete di sensori supervisionati da un team dell'Istituto IDM, che consente di verificarne le prestazioni nel tempo. È un sistema di sensori autonomo, configurato come una lingua elettronica, che fornisce in tempo reale e continue informazioni sulla durabilità della struttura. Inoltre, aiuta a individuare il rischio di corrosione e la presenza di agenti aggressivi che possono intaccare le strutture.

"Questi dati consentono agli esperti del settore di verificare il buono stato delle strutture, o, nel caso che fosse, adottare le misure necessarie per prevenire l'aggravarsi del danno, utilizzando il più appropriato, economico, e il metodo di protezione o riparazione meno influenzato dal funzionamento della struttura", spiega Juan Soto, ricercatore presso l'Istituto IDM (Universitat Politècnica de València).