Un team di ricercatori di Brasile e Belgio, ha sviluppato una miscela capace di illuminarsi dall’arancione al rosso in caso di degrado del calcestruzzo rendendo le strutture più sicure
Maggiore è la concentrazione di colore rosso, maggiore è la degradazione
(Rinnovabili.it) – Il calcestruzzo è un materiale essenziale per la costruzione di edifici, ponti o infrastrutture di ogni genere, ma la sua vita non è eterna e l’aumento della concentrazione di CO2 nell’atmosfera velocizza quel processo di acidificazione tanto pericoloso per le strutture costruite con questo materiale. Ecco perchè, prevenire il degrado del calcestruzzo è un punto essenziale da raggiungere nell’immediato futuro, al pari dell’individuazione di soluzioni più “green” e con un minore impatto ambientale.
La durata del calcestruzzo, solitamente pari a circa 50 anni, può aumentare con una corretta prevenzione. Il problema è che le rilevazioni sullo stato di salute delle strutture sono quasi sempre invasive e costose, se addirittura difficili da mettere in pratica nelle strutture più complesse. Inoltre, se la procedura di prelievo del campione sul manufatto non è eseguita correttamente, potrebbe addirittura peggiorare le condizioni della struttura velocizzando il degrado.
La bioluminescenza potrebbe essere la soluzione al degrado del calcestruzzo?
Per ovviare al problema del prelievo di campioni necessario alla verifica del degrado del calcestruzzo, un team di ricercatori dell’Istituto di fisica dell’Università di San Paolo (IF-USP) in Brasile, in collaborazione con l’Università di Lovanio in Belgio, ha ipotizzato di inserire nella miscela un particolare catalizzatore, capace di “illuminarsi” in caso di degrado se esposto alla luce ultravioletta.
Nello studio, i ricercatori del Nanomaterials and Applications Laboratory (LNA) dell’IF-USP hanno sviluppato un catalizzatore a base di doppio idrossido stratificato (LDH), noto anche come argilla anionica, per misurare il grado di deterioramento del calcestruzzo. Aggiungendo poi l’europio trivalente (Eu 3+ ) il materiale è diventato capace di emettere una luminescenza di colore dall’arancio al rosso. I test di laboratorio hanno dimostrato che quando il materiale viene esposto alla luce ultravioletta UV, la sua luminescenza cambia colore a seconda della quantità di carbonato che il calcestruzzo ha assorbito.
In questo modo è possibile rilevare il deterioramento del calcestruzzo senza prelevare nessun campione: maggiore è la concentrazione di colore rosso, più carbonato è presente e più il cls è degradato.
“Il progresso principale è che il materiale può aiutare a determinare in tempo reale come si sta deteriorando il calcestruzzo presente in una struttura e quando la struttura richiede manutenzione, senza necessità di perforazione o attesa di analisi di laboratorio. Ciò contribuisce a un processo decisionale più agile, facilita la manutenzione preventiva e aiuta a evitare incidenti che possono costare vite umane e causare notevoli danni economici”, ha affermato Alysson Ferreira Morais, primo autore dell’articolo.
Come sottolinea Danilo Mustafa, autore dell’articolo e professore all’IF-USP, “quanto più a lungo durano gli edifici, tanto minore è la necessità di investire in nuove strutture, e tanto più l’industria delle costruzioni contribuisce allo sforzo di ridurre le emissioni di gas serra, l’8% dei quali proviene dall’industria a livello globale, a causa della produzione di calcestruzzo e dell’edilizia stessa”.
Il prossimo passo
Secondo i ricercatori, i prossimi passi prevedono la creazione di un sensore in grado di rilevare il materiale luminescente e testarlo in condizioni reali per verificare la resistenza agli agenti atmosferici e la stabilità. I risultati sono riportati in un articolo pubblicato su Chemical Communications.
