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.
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| Grafene (immagine di seagul – Fonte: pixabay.com) |
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 finora 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 essere utilizzato per scopi diversi da quelli puramente strutturali
come ad esempio l’auto riscaldamento 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 sistemi 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
passaggio 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
ambienti 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;
- ricaricare 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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