Il tondo per cemento armato di canapa potrebbe offrire un livello basso

Mar 09, 2024

I ricercatori del Rensselaer Polytechnic Institute degli Stati Uniti hanno inventato un'alternativa al tondo per cemento armato in acciaio ricavato dalla canapa, che secondo loro evita il problema della corrosione riducendo al contempo le emissioni di carbonio derivanti dalla costruzione.

L’armatura di canapa potrebbe essere utilizzata per sostenere strutture in calcestruzzo nello stesso modo in cui lo sono oggi l’acciaio e altre armature, ma con un impatto ambientale ridotto grazie sia alla composizione del materiale che alla sua durata.

Allo stato attuale, la ruggine delle armature in acciaio contribuisce in modo significativo al decadimento prematuro di strutture tra cui ponti, strade, dighe ed edifici, hanno detto a Dezeen i responsabili del progetto Daniel Walczyk e Alexandros Tsamis.

"A causa della corrosione, in ambienti con elevata concentrazione di sale, le strutture in calcestruzzo hanno una durata di 40-50 anni", ha affermato Tsamis, architetto e assistente professore presso il Rensselaer Polytechnic Institute (RPI).

"Se le armature non si corrodessero, sarebbe tre volte tanto, e ciò creerebbe un contributo complessivo significativo alla riduzione delle emissioni di carbonio, perché hai una durata di servizio tre volte maggiore per ogni singola cosa che produci."

Secondo il team RPI, le tradizionali armature in acciaio hanno una quantità relativamente bassa di energia incorporata, in particolare se sono realizzate con contenuto riciclato, sebbene il numero nasconda gli impatti della sua durata di servizio e delle esigenze di manutenzione.

Tuttavia, i progetti strutturali in ambienti altamente corrosivi utilizzano spesso alternative all’acciaio tradizionale, come le armature in polimero rinforzato con fibra di vetro (GFRP), che hanno un elevato impatto ambientale.

Il team afferma che i risultati preliminari mostrano che l’armatura in canapa ha una quantità di energia incorporata significativamente inferiore rispetto all’armatura in GFRP, pur essendo probabilmente altrettanto duratura, anche se il lavoro deve ancora essere sottoposto a revisione paritaria.

L'armatura di canapa viene realizzata attraverso un processo di pultrusione in cui le fibre vengono unite con materiali termoplastici in uno stampo riscaldato e fuse per formare una barra solida.

Il primo passo è trasformare la canapa in una corda contenente una miscela di fibre naturali e plastiche: la "ricetta" esatta per la quale il team RPI sta ancora mettendo a punto.

Le bobine di questa corda vengono poi alimentate in una macchina creata appositamente per questo processo. Questo dispositivo, una macchina CNC delle dimensioni di una piccola automobile, si trova sul posto e forgia l'armatura su richiesta, leggendo da file digitali per piegare e tagliare il prodotto nella forma stabilita.

L’armatura in canapa potrebbe ridurre i tempi di costruzione mantenendo bassi i costi

Un vantaggio di questo processo è che dovrebbe ridurre i tempi di costruzione. Walczyk e Tsamis intendono inoltre renderlo competitivo in termini di costi o più economico rispetto alle barre d'armatura in acciaio standard, a differenza di altre alternative non corrodibili attualmente disponibili.

Il loro obiettivo è rendere il prodotto la scelta più ovvia anche per progetti senza grandi budget o obiettivi di sostenibilità. Ciò ha influenzato anche il design della macchina per pultrusione in loco, che Tsamis descrive come avente un'estetica "John Deere", in riferimento all'azienda di trattori e attrezzature pesanti.

"Il tondo per cemento armato è un materiale di tutti i giorni", ha detto Tsamis. "È un materiale che deve essere comunicato a ogni appaltatore, a ogni costruttore in ogni villaggio in tutto il mondo. Quindi questa è volutamente una sorta di "macchina del popolo" in stile John Deere."

Walczyk e Tsamis, insieme ai loro collaboratori studenti Daniel Cohen e Sharmad Joshi, sperano di pubblicare il loro primo articolo sulla tecnologia l'anno prossimo.

Nel frattempo continueranno a sviluppare e testare l’armatura, insieme a una serie di altre innovazioni di prodotti, materiali e processi su cui stanno lavorando come parte di un percorso volto a sviluppare una tecnologia edilizia di prossima generazione utilizzando la canapa.

La canapa ultra resistente si dimostra promettente per molteplici materiali da costruzione

La canapa industriale è una classe della pianta di cannabis sativa che contiene solo una piccola quantità del composto psicoattivo THC. La sua fibra è tra le più resistenti del regno vegetale, forte quanto la fibra di vetro in termini di peso, e il raccolto eccelle anche nel sequestrare il carbonio atmosferico, a una velocità doppia rispetto a quella degli alberi.