"Può sciogliere mezzo centimetro di neve all'ora", ecco il calcestruzzo "autoriscaldante" che combatte il gelo e la neve sulle strade

TRENTO. Un calcestruzzo in grado di autoriscaldarsi per liberare le strade dalla neve e dal ghiaccio per evitare di dover intervenire “meccanicamente” e per ridurre, oltre ai costi di manutenzione, il rischio di incidenti.

Di primo acchito potrebbe sembrare fantascienza, ma si tratta di una sperimentazione della Drexel University di Filadelfia che negli ultimi anni ha messo a punto un particolare mix di calcestruzzo in grado di “attivarsi” quando le temperature si avvicinano allo zero o in caso di accumuli nevosi.

Il progetto nasce nell'alveo delle varie ricerche volte alla costruzione di infrastrutture più reattive e resilienti rispetto all’ambiente, anche nell'ottica di ridurre notevolmente il costo delle operazioni per la loro manutenzione: basti pensare che, secondo le stime, negli stati settentrionali degli Stati Uniti, si spendono oltre due miliardi dollari l'anno in operazioni di rimozione di neve e ghiaccio e milioni per riparare le strade danneggiate dal clima invernale.

"Un modo per prolungare la vita delle superfici in calcestruzzo come le strade è aiutarle a mantenere una temperatura superficiale sopra lo zero durante l'inverno", ha spiegato il professore d'ingegneria Amir Farnam, associato presso il college dove si trova il laboratorio dove è stata condotta la ricerca che ha specificato: “Il lavoro sta cercando di capire come incorporare materiali speciali nel calcestruzzo che lo aiutino a mantenere una temperatura superficiale più elevata quando la temperatura ambiente circostante diminuisce”.

Tornando allo speciale calcestruzzo, il suo “segreto” è appunto l'aggiunta tra i componenti di un elemento come la paraffina liquida che, passando dallo stato liquido a quello solido quando le temperature diminuiscono, rilascia calore.

Ad essere testati sono stati due metodi per incorporare il materiale a cambiamento di fase: il primo prevede il trattamento degli aggregati leggeri porosi – i ciottoli e i piccoli frammenti di pietra che costituiscono gli ingredienti del calcestruzzo – con la paraffina liquida che viene assorbita da questi, mentre l'altra strategia consiste nel mescolare micro capsule di paraffina direttamente nel calcestruzzo.

Inizialmente eseguita solo in laboratorio, negli ultimi tre anni la sperimentazione si è "spostata" all'esterno per poterne dimostrare l'efficacia anche nell'ambiente naturale: e così tre lastre di calcestruzzo (una per metodo di incorporamento della paraffina e una normale) hanno affrontato un totale di 32 eventi di gelo-disgelo e 5 nevicate con accumulo di poco più di 2 centimetri.

Utilizzando telecamere e sensori termici, i ricercatori hanno poi monitorato la temperatura e il comportamento delle lastre in termini di scioglimento di neve e ghiaccio e la risposta è stata indicativa: le lastre a cambiamento di fase hanno infatti mantenuto, quando la temperatura ambientale è scesa sotto lo zero, una temperatura superficiale tra i 5,5 e i 12,5 gradi celsius per un massimo di 10 ore, e questo riscaldamento è sufficiente a sciogliere 2 centimetri di neve ad una velocità di circa mezzo centimetro all'ora.

Ad essere riscontrati sono stati però anche dei limiti: lo speciale calcestruzzo fatica infatti a “fronteggiare” nevicate con accumuli più abbondanti e, se il materiale a cambiamento di fase non ha il tempo di ricaricarsi riscaldandosi abbastanza, potrebbe fornire prestazioni meno efficaci.

Il team prevede quindi di continuare a raccogliere dati sulle lastre, in modo da comprendere l'efficacia a lungo termine dei materiali e migliorarne il funzionamento.

“Condurre questa ricerca è stato un passo importante per per capire come si comporta in natura il calcestruzzo che incorpora materiale a cambiamento di fase – viene spiegato dai ricercatori – e con questi risultati saremo in grado di continuare a migliorare il sistema, per ottimizzarlo per un riscaldamento più lungo e una maggiore fusione. È incoraggiante vedere prove di una significativa riduzione dei cicli di gelo-disgelo, il che dimostra che questi calcestruzzo è più resistente al gelo-disgelo rispetto a quello tradizionale”.