Dall’Università del Texas una nuova tecnologia bioinspirata permette di riparare il cemento in modo autonomo, riducendo la manutenzione e aumentando la sicurezza delle strutture
L’Università del Texas e l’Università del Nebraska-Lincoln hanno unito le forze per produrre un calcestruzzo capace di autorigenerarsi senza l’aggiunta di additivi esterni. Ispirandosi alle proprietà naturali di funghi e licheni, il team ha sviluppato una miscela che permette di riparare il cemento in completa autonomia, chiudendo crepe e fessure senza la necessità di interventi umani.
Dire addio alla manutenzione del calcestruzzo
“Il calcestruzzo autoriparante a base microbica è stato ampiamente studiato per oltre tre decenni”, sottolinea la Dott.ssa Congrui Grace Jin del Dipartimento di Ingegneria, Tecnologia e Distribuzione Industrial dell’Università del Texas, “ma soffre ancora di un’importante limitazione: nessuno degli attuali approcci autoriparanti è completamente autonomo, poiché richiedono un apporto esterno di nutrienti affinché gli agenti riparanti possano produrre continuamente materiali di riparazione“.
Ma lo studio portato avanti dal team e pubblicato su Materials Today Communications, supera anche questo problema inserendo le sostanze capaci di riparare il cemento, nel materiale stesso.
Il calcestruzzo è il materiale da costruzione più utilizzato al mondo, ma anche in presenza di un processo costruttivo impeccabile, tende col tempo a fessurarsi, generando crepe di varia entità che possono compromettere la stabilità di edifici, ponti e infrastrutture.
La chiave per risolvere questo problema, secondo gli scienziati, risiede nel processo produttivo stesso. Il calcestruzzo si ottiene mescolando pietrisco e sabbia con argilla e calcare in polvere. Aggiungendo l’acqua si innesca quindi il processo di idratazione che porta al successivo indurimento e conferisce resistenza della struttura. Ma i cicli di gelo e disgelo, le infiltrazioni e l’usura possono compromettere la stabilità. Crepe di piccole dimensioni, soprattutto se nascoste in profondità, potrebbero rivelarsi più pericolose di quanto si immagini.
La manutenzione diventa quindi indispensabile, comportando però un notevole dispendio di risorse, sia per analizzare le strutture e individuare le fessurazioni, sia per intervenire successivamente nella loro riparazione.
Il segreto dei licheni sintetici
La risposta arriva dai licheni, organismi naturali caratterizzati da un esclusivo sistema simbiotico tra funghi e alghe (o cianobatteri), che formano una partnership autosufficiente in grado di prosperare anche nelle condizioni più estreme.
Ispirandosi a questi straordinari elementi, i ricercatori hanno sviluppato un sistema di licheni sintetici in grado di collaborare con quelli naturali.
Grazie ai cianobatteri inseriti nella miscela, basteranno la luce solare, l’acqua e l’aria per riparare il cemento in maniera del tutto autorigenerante.
Nei test di laboratorio, queste comunità microbiche sono riuscite a crescere e a produrre minerali capaci di riempire le crepe, anche in ambienti difficili come quelli del cemento.
Questa ricerca rivoluzionaria apre la strada a numerose applicazioni: un calcestruzzo autoriparante potrebbe ridurre drasticamente i costi di manutenzione, prolungare la vita utile delle strutture e aumentare la sicurezza, contribuendo potenzialmente a salvare vite umane. Il suo impatto potrebbe estendersi a tutti i settori dell’edilizia sostenibile, fino alle infrastrutture spaziali.
