Un team di ricercatori del Massachusetts ha sviluppato un sistema additivo a spruzzo per riparare l'acciaio corroso e prevenire il crollo dei ponti e delle infrastrutture critiche
Quasi sette anni fa, Genova fu sconvolta dal tragico crollo del Ponte Morandi, un evento drammatico che causò la morte di 43 persone, il ferimento di centinaia di altre ed oltre 560 sfollati. Purtroppo, quella del capoluogo ligure è solo una delle numerose tragedie legate al crollo dei ponti, spesso dovuto all’usura del tempo, alla corrosione e alla scarsa manutenzione.
Un team dell’Università del Massachusetts ad Amherst ha sviluppato un innovativo sistema “cold spray” che utilizza la stampa 3D per riparare i danni strutturali di ponti e infrastrutture critiche, con un intervento minimamente invasivo ed economicamente sostenibile.
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Quasi il 50% dei ponti US necessita di un intervento
Il progetto vede la collaborazione dell’Università del Massachusetts ad Amherst con i ricercatori del Dipartimento di Ingegneria Meccanica (MechE) del MIT e permetterà di testare su un primo caso studio la tecnologia sviluppata per poi estendere il progetto alle infrastrutture di tutti gli Stati Uniti.
La necessità di accelerare l’intervento sulle infrastrutture per prevenire il crollo di ponti e delle strutture stradali è urgente. Secondo i numeri forniti dal Report Card for America’s Infrastructure 2025 dell’American Society of Civil Engineers infatti, negli Stati Uniti, il 49,1% dei 623.218 ponti del paese è in condizioni “discrete” e il 6,8% è in condizioni “scarse“. Il costo previsto per il ripristino di tutti questi ponti supera i 191 miliardi di dollari.
Come funziona la spruzzatura a freddo per la manutenzione dei ponti
Il mese scorso, il team di ricerca ha seguito una riparazione proof-of-concept su una piccola sezione corrosa di un ponte a Great Barrington, nel Massachusetts. La tecnica utilizzata, chiamata “cold spray”, spruzzatura a freddo, consente di prolungare la vita utile delle travi rinforzandole con acciaio depositato.
Il processo prevede la spruzzatura ad alta velocità di particelle di polvere metallica, che rivestono le sezioni danneggiate. Si tratta di un metodo additivo simile a quello utilizzato nella stampa 3D, che consente la stratificazione ripetuta del materiale, aumentando progressivamente la resistenza dell’acciaio applicato.
Questo metodo si è già dimostrato efficace nella riparazione di grandi strutture come sottomarini, aerei e navi. Tuttavia, i ponti pongono una sfida logistica del tutto diversa: a differenza dei mezzi di trasporto, infatti, non possono essere spostati in officina per essere riparati. È quindi la tecnologia, in questo caso la stampante 3D, a dover raggiungere direttamente l’infrastruttura da sistemare. Inoltre, gli interventi devono essere eseguiti riducendo al minimo le interruzioni del traffico, un obiettivo che il nuovo approccio consente di raggiungere efficacemente.
Unire la componente digitale per velocizzare il processo di riparazione
Parte del lavoro del team ha sfruttato i metodi di scansione LiDAR 3D per sostituire le lunghe e soggettive valutazioni visive. Questo sistema ha permesso ai ricercatori di identificare con precisione la corrosione, sviluppare un piano di riparazione digitale puntuale ed infine, depositare il materiale solo dove necessario.
Il ponte utilizzato come primo caso studio verrà demolito entro qualche anno. A quel punto le travi trattate con l’innovativa tecnica di spruzzatura saranno trasportate al MIT per essere analizzate e testate. In questo modo, i ricercatori potranno valutare in maniera approfondita i punti di forza e le eventuali criticità della riparazione a spruzzo, verificando l’eventuale ulteriore corrosione avvenuta dopo l’intervento e determinandone le proprietà di resistenza meccanica. I resoconti delle ricerche sono disponibili al seguente LINK.
