Il Pantheon in cemento a Roma è in ottime condizioni dopo 2, 000 anni. Tuttavia, il rinforzo in acciaio può ridurre drasticamente la durata delle strutture in calcestruzzo e il deterioramento può iniziare dopo soli 10 anni.

Le infrastrutture come ponti e strade sono generalmente in cemento armato, che necessitano di un monitoraggio continuo per il regolare funzionamento e la sicurezza. Le grandi strutture in calcestruzzo pongono varie sfide principalmente a causa dell'ampia gamma di aggregati, frammenti compattati insieme, nel materiale.

"On a roll":test non distruttivi (NDT mediante ultrasuoni

L'NDT è uno dei modi più efficaci per ispezionare tali strutture in calcestruzzo. Il progetto COBRI, parzialmente finanziato dall'UE, ha sviluppato un sistema semplice ed efficiente che è anche a basso costo e portatile. Come Philippe Olivier, CEO di ELOP AS, l'azienda che coordina COBRI spiega "La principale svolta tecnologica è un nuovo design per acquisire dati a ultrasuoni in tempo reale da strutture in calcestruzzo e presentare questi dati in un formato video 3D leggibile dall'uomo".

Lo scanner a rotolamento ad ultrasuoni incorpora anche una serie di altre funzioni. È ad alta velocità e scansiona da 10 cm/sa 100 cm/s a seconda della risoluzione. La profondità di penetrazione è stata aumentata da 15 cm a 50 cm. La risoluzione di circa 1 cm può rilevare l'armatura, abbreviazione di barra d'armatura, e separazione del materiale in strati e crepe.

Sviluppo del prototipo, test e validazione

C'erano sfide sulla strada e lo sviluppo del prototipo era più impegnativo del previsto. La gestione di diverse forme d'onda e la diffusione da aggregati ha richiesto molte ricerche extra ed esperimenti che richiedevano tempo.

È stato eseguito un test sul campo con Ramboll, un'azienda altamente qualificata nell'ispezione di ponti e NDT. ELOP ha collaborato con partner come TOPRO, Aurotech Ultrasuoni AS, COWI e RAMBOL per realizzare questo progetto.

Passi successivi:scalabilità ed espansione del mercato

COBRI è terminato alla fine del 2017 e ha piani ambiziosi per l'estensione delle funzionalità tecnologiche e l'introduzione sul mercato. L'ottimizzazione dell'elaborazione del segnale si tradurrà in una discriminazione tra i diversi materiali:acciaio, aria e acqua – nella visualizzazione. Parallelamente a questo, l'industrializzazione dello scanner sarà completata e l'azienda creerà anche la forza vendita e avvierà la produzione.

Per aree orizzontali più grandi, è in fase di progettazione una versione carrellata che utilizzi gli stessi rulli di base. Il terreno ispezionabile non è sempre pianeggiante e strutture come dighe, pilastri e silos richiedono tempo e ponteggi costosi per l'accesso. La risposta è lo scanner rotante collegato a robot o crawler.

Basato sullo stesso principio di rotazione per un'acquisizione rapida e sicura dei dati a ultrasuoni, il team sta progettando di affrontare un nuovo mercato. Usando frequenze più alte, nuovi scanner a banda larga possono essere utilizzati su materiali compositi e metallo. Anche, strutture bersaglio non distruttive potrebbero essere pale di mulini a vento, ispezione di saldatura, carri armati e scafi di navi e questo viene esplorato tramite il progetto spin-off Multrawheel.

Impatto socioeconomico e ambiente

"L'impatto non si esaurisce con il rilevamento dei problemi nelle strutture in cemento armato, anche se il rilevamento tempestivo e proattivo della corrosione, crack e delamination potrebbero portare a risparmi di miliardi di euro in tutto il mondo, " sottolinea Olivier. La catena del valore dell'utente include costruttori, consulenti di ispezione e fornitori di servizi NDT ai proprietari dei ponti. Inoltre, lo scanner richiede meno formazione specialistica rispetto ai sistemi attualmente in uso e i dati possono essere trasferiti a un sito centrale dove possono essere analizzati da esperti.

I vantaggi ambientali includono la riduzione del consumo energetico per la produzione di cemento e dei rifiuti da demolizione. La riduzione dei ritardi nel traffico significa meno carburante consumato insieme a meno rumore e inquinamento atmosferico associati. Riassumendo il successo del progetto, "Forniamo una soluzione a basso costo per CND facile ed efficiente di strutture in calcestruzzo, " dice Olivier. Riferendosi all'impatto sulle infrastrutture stradali, aggiunge "Questa soluzione innovativa semplificherà e migliorerà gli attuali metodi di ispezione dei ponti e di conseguenza migliorerà la sicurezza, potenziare gli investimenti di capitale e la capacità delle infrastrutture stradali".