Il calcestruzzo al grafene Made in Italy che riscalda gli ambienti

L'evoluzione della ricerca per quanto riguarda il calcestruzzo non si ferma mai ed è sempre in continua evoluzione. Recentemente sul mercato è uscito il calcestruzzo al grafene, ovvero un particolare tipo di calcestruzzo capace di trasportare una corrente elettrica ed emettere calore. Vediamo meglio di cosa si tratta e quali sono le sue caratteristiche principali.

Grafene (immagine di seagul - Fonte: pixabay.com)

Indice

1. Cos'è il calcestruzzo al grafene
   
2. Come funziona il calcestruzzo al grafene
   
3. Caratteristiche principali
   
4. Possibili utilizzi del calcestruzzo al grafene
   
5. Grafene il materiale del futuro
   

 

Cos'è il calcestruzzo al grafene

Il calcestruzzo dalla sua invenzione ad oggi è certamente uno dei materiali da costruzione più utilizzati in edilizia e architettura. Nel corso degli anni il calcestruzzo si è affinato e migliorato sempre di più e gli istituti di ricerca assieme alle aziende produttrici hanno sviluppato calcestruzzi sempre più performanti e con caratteristiche tecniche elevate.

Ma fin'ora il calcestruzzo è sempre stato utilizzato a scopi strutturali, per realizzare le strutture degli edifici. Recentemente un gruppo di ricercatori del MIT Concrete Sustainability Hub (CSHub) e del Centro nazionale francese per la ricerca scientifica (CNRS) hanno sviluppato un calcestruzzo in grado di produrre calore (cosiddetto calcestruzzo conduttivo). Esso quindi potrebbe esser eutilizzato per scopi diversi da quelli puramente strutturlai come ad esempio l'autoriscaldamento o lo stoccaggio di energia. Sempre più spesso si cerca di trovare soluzioni alternative alla produzione di energia attraverso fonti di energia rinnovabile oppure con altri sitemi alternativi.

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Come funziona il calcestruzzo al grafene

Il calcestruzzo che riscalda gli ambienti è sostanzialmente un normale calcestruzzo (impasto formato da acqua, sabbia e cemento) al cui interno vengono inseriti dei nano materiali ad alta conduttività come il grafene. I ricercatori che hanno portato avanti questo progetto hanno potuto constatare che attraverso la massa di calcestruzzo c'è un passggio di corrente e grazie all'effetto Joule (riscaldamento resistivo) riesce anche a generare calore aprendo così la strada a nuove prospettive per il futuro. 

Dai testi di laboratorio si è visto che anche una piccola tensione di 5 Volt può far aumentare la temperatura della superficie anche di 41 °C. Un'applicazione immediata di questo innovativo calcestruzzo è nella realizzazione del riscaldamento a pavimento o a parete. Così facendo non ci sarà più bisogno di installare la sepentina sotto il pavimento ma il pavimento stesso diventerà un corpo scaldante, riducendo tempi di posa e costi di manutenzione. Inoltre grazie alla trasformazione dell'energia elettrica in calore aumenta il comfort abitativo e si ottimizzano gli spazi interni.

Caratteristiche principali

Il calcestruzzo al grafene è frutto di anni di ricerche e investimenti avviate nell'Unione Europea per la ricerca di nuovi materiali, ed è definito un "calcestruzzo intelligente"perchè è in grado di condurre elettricità e riscaldare gli edifici. In Italia è l'azienda Italcementi che dal 2014 ha iniziato ad investire tempo e denaro ed è entrata a far parte del Consorzio Graphene Flagship.

Le caratteristiche principali di questo materiale sono:

• resistenza e leggerezza;
• conduce elettricità e calore;
• buone proprietà meccaniche;
• molto resistente e flessibile,
• permette di aumentare la durabilità del materiale;
• preserva la salute dell'uomo e dell'ambiente.
  

 

Possibili utilizzi del cemento al grafene

Come abbiamo visto un utilizzo già realizzabile del cemento che riscalda gli ambineti è il riscaldamento a pavimento o a parete. Ma la tecnologia e la ricerca su questo materiale è appena all'inizio; sono molti infatti i possibili utilizzi per un futuro non tropo lontano. Ad esempio un altro utilizzo per cui si pensa possa essere utilizzato il cemento al grafene è negli spazi aperti pubblici ad esempio per sciogliere la neve o il ghiaccio senza dover utilizzare il sale corrosivo o altri sistemi con prodotti chimici che possono inquinare il sottosuolo. 

Un altro impiego del cemento conduttivo è quello monitoraggio strutturale delle costruzioni realizzate in calcestruzzo: grazie alla conduttività è possibile monitorare sforzi, deformazioni e stati fessurativi in tempo reale senza usare sensori. Questo permetterà di avere la situazione sempre sotto controllo e monitorare costantemente le strutture intervenendo immediatamente ai primi segnali di degrado.

Altri impieghi del calcestruzzo al grafene a cui si sta già pensando e lavorando per renderle effettivamente realizzabili sono:

• realizzazione di pavimentazioni antistatiche;
• realizzazione di schermature degli edifici dalle interferenze elettromagnetiche (EMI);
• dissipazione delle cariche elettrostatiche;
• ricaicare i veicoli elettrici in movimento su strade o parcheggi.

Ecco perchè il calcestruzzo al grafene viene definito anche il calcestruzzo del futuro. 

Grafene il materiale del futuro

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