Costruzione Edifici in Acciaio Besana in Brianza

Il cemento armato, utilizzato fin dalla fine del XIX secolo, è un materiale che non smette di evolversi. Anche se diffuso da oltre un secolo, le tecniche di manutenzione e riparazione di queste strutture continuano a rappresentare una sfida significativa per l’ingegneria moderna.

Per comprendere meglio le pratiche attuali e le opinioni dei professionisti, il Centro Studi CNI ha realizzato un sondaggio nel maggio 2024, coinvolgendo ingegneri iscritti all’albo professionale.

Manutenzione e riparazione del cemento armato: progetto CONCRETO, risultati del sondaggio

L’indagine è stata svolta nell’ambito del Progetto CONCRETO, finanziato dall’Unione Europea attraverso il programma Erasmus+, con l’obiettivo di formare tecnici specializzati nella riparazione e conservazione delle strutture in cemento armato. Il consorzio che ha realizzato il progetto è guidato dalla Fondazione Pier Luigi Nervi e include 13 enti, tra cui la Fondazione CNI, centri di ricerca e organismi di rappresentanza professionale.

Tra i quasi 3.000 partecipanti al sondaggio, ben 2.124 (71,5%) hanno dichiarato di essere coinvolti frequentemente o occasionalmente in progetti di riparazione e conservazione del cemento armato. Questo dato indica chiaramente l’importanza crescente di questi interventi nel settore dell’ingegneria civile.

Peso degli interventi di riparazione nei progetti ingegneristici

Gli interventi di riparazione e recupero delle strutture in cemento armato rappresentano una parte significativa del lavoro per molti studi professionali. Per oltre il 30% degli ingegneri intervistati, questi interventi sono almeno il 25% del volume di lavoro annuale, mentre per un ulteriore 21% costituiscono addirittura il 40%.

Tipologie di strutture e interventi comuni

Gli edifici residenziali sono le strutture più frequentemente sottoposte a interventi di riparazione (80%), seguiti dagli edifici pubblici (46%). Anche le infrastrutture (30%) e gli edificazioni moderne di particolare pregio storico-architettonico (24%) vedono un numero considerevole di interventi. Quest’ultimo settore offre interessanti opportunità di collaborazione multidisciplinare tra ingegneri, architetti e altre figure tecniche.

Le principali particolarità di intervento segnalate includono le riparazioni delle parti sottostanti l’intonaco esterno (patch repair), interventi di rinforzo, riparazioni delle fessurazioni e l’uso di materiali fibrorinforzati. Questo evidenzia un mercato in espansione per l’ingegneria riparativa del cemento armato, con una crescente domanda di competenze specializzate.

Necessità di specializzazione e formazione

Nonostante l’importanza degli interventi di riparazione, solo il 42% degli ingegneri ha seguito corsi specialistici universitari o possiede certificazioni specifiche in questo campo. La maggior parte delle competenze viene acquisita attraverso l’esperienza pratica e i corsi di aggiornamento professionale. Il 98% degli intervistati riconosce, tuttavia, l’importanza di una formazione specifica sulla diagnostica e sulle tecniche di recupero del cemento armato.

Vi è una forte richiesta di eventi di aggiornamento e corsi universitari di medio-lunga durata aperti ai professionisti. Gli ingegneri desiderano approfondimenti su vari aspetti: il 58% richiede informazioni sulle metodiche di riparazione delle superfici, il 56% sugli interventi su cedimenti e rotture, e il 52% sull’uso del cemento fibrorinforzato e sulla valutazione dello stato delle strutture.

Considerazioni finali

L’indagine del Centro Studi CNI evidenzia come la riparazione e la conservazione delle strutture in cemento armato siano tematiche cruciali e in continua evoluzione nel settore dell’ingegneria. La crescente richiesta di interventi di riparazione sottolinea la necessità di formazione specializzata e certificazione delle competenze. Investire in questi ambiti non solo migliorerà la qualità degli interventi, ma garantirà anche la conservazione e la sicurezza delle strutture esistenti, rispondendo alle sfide future con competenza e innovazione.

1. Introduzione: L’importanza dei materiali innovativi nelle strutture metalliche

L’evoluzione del settore delle costruzioni metalliche è strettamente legata all’innovazione nei materiali utilizzati. La ricerca di materiali più leggeri, resistenti e facili da lavorare ha portato alla creazione di leghe avanzate che riducono i tempi di produzione e migliorano le prestazioni delle strutture finali. Materiali come gli acciai ad alta resistenza, le leghe di alluminio e i nuovi compositi metallici consentono di realizzare strutture più leggere e resistenti, riducendo al contempo i costi e i tempi di lavorazione. In questo articolo, analizzeremo i principali materiali innovativi che stanno rivoluzionando il settore delle costruzioni metalliche, con un focus sui loro vantaggi produttivi e sulle tecnologie che ne facilitano l’utilizzo.

2. Gli acciai ad alta resistenza e basso legato (HSLA): caratteristiche e benefici

Uno dei materiali più innovativi nel campo delle strutture metalliche è l’acciaio ad alta resistenza e basso legato (HSLA). Questo tipo di acciaio è progettato per offrire una combinazione ottimale di resistenza e duttilità, consentendo la realizzazione di strutture più leggere senza compromettere la sicurezza. Gli acciai HSLA contengono elementi come vanadio, niobio e titanio, che migliorano le proprietà meccaniche senza aumentare significativamente il peso. Grazie alla loro alta resistenza, gli acciai HSLA richiedono meno materiale per realizzare una struttura, riducendo così i tempi di produzione e i costi di fabbricazione.

Tabella 1: Confronto tra acciaio HSLA e acciaio al carbonio standard

3. L’uso dell’alluminio nelle strutture metalliche: leggerezza e lavorabilità

L’alluminio è un materiale che sta guadagnando sempre più spazio nelle costruzioni metalliche grazie alla sua leggerezza e facilità di lavorazione. Rispetto all’acciaio, l’alluminio ha una densità molto inferiore (circa un terzo), il che lo rende ideale per applicazioni in cui il peso è un fattore critico, come nel settore dei trasporti e nelle strutture modulari. Inoltre, l’alluminio è altamente resistente alla corrosione, eliminando la necessità di trattamenti superficiali costosi e riducendo i tempi di manutenzione. Grazie a queste proprietà, l’alluminio permette di accelerare la produzione, riducendo i tempi di saldatura e assemblaggio.

4. Leghe di alluminio ad alte prestazioni: una soluzione versatile

Le leghe di alluminio ad alte prestazioni, come la serie 7000 (contenente zinco come elemento principale), sono state sviluppate per combinare la leggerezza dell’alluminio con una resistenza meccanica elevata. Queste leghe offrono un’eccellente lavorabilità e possono essere facilmente estruse, saldate e formate, rendendole ideali per la produzione di componenti complessi in tempi ridotti. Le leghe della serie 7000 sono ampiamente utilizzate nel settore aerospaziale e nelle strutture leggere ad alta resistenza, dove il tempo di produzione e il peso del materiale sono fattori chiave.

Tabella 2: Confronto tra leghe di alluminio della serie 7000 e leghe tradizionali

5. Compositi metallici avanzati: una rivoluzione nella produzione

I compositi metallici, che combinano metalli con materiali ceramici o polimerici, rappresentano un’altra innovazione nel settore delle strutture metalliche. Questi materiali offrono proprietà superiori rispetto ai metalli puri, come una maggiore resistenza alla corrosione, una maggiore rigidità e una riduzione del peso. I compositi metallici sono particolarmente utili nelle applicazioni in cui sono richieste proprietà termiche ed elettriche specifiche. Inoltre, possono essere stampati in 3D o formati con tecnologie additive, riducendo significativamente i tempi di produzione e i costi associati alla lavorazione tradizionale.

6. L’uso dell’acciaio inox duplex nelle strutture metalliche

L’acciaio inossidabile duplex è una combinazione di austenite e ferrite che offre una resistenza alla corrosione significativamente superiore rispetto agli acciai inossidabili tradizionali. Questo materiale è particolarmente indicato per applicazioni in ambienti aggressivi, come piattaforme offshore, strutture chimiche e impianti di trattamento delle acque. Oltre alla resistenza alla corrosione, l’acciaio duplex offre anche una resistenza meccanica maggiore, riducendo il peso complessivo della struttura e facilitando la produzione rapida grazie alla riduzione dei tempi di saldatura e assemblaggio.

Tabella 3: Proprietà dell’acciaio inox duplex rispetto all’acciaio inox austenitico

7. Titanio: alta resistenza e leggerezza per applicazioni speciali

Il titanio è un materiale che offre un’incredibile combinazione di leggerezza, resistenza e resistenza alla corrosione. Anche se è più costoso rispetto all’acciaio e all’alluminio, il titanio è utilizzato in applicazioni speciali dove queste proprietà sono cruciali, come nell’industria aerospaziale, nella costruzione di ponti e in strutture esposte a condizioni ambientali estreme. Il titanio richiede tecnologie di lavorazione avanzate, come la saldatura a fascio di elettroni e la forgiatura a caldo, ma la sua alta resistenza meccanica consente di ridurre il peso complessivo della struttura e, di conseguenza, i tempi di produzione.

8. L’alluminio-litio: il futuro delle leghe leggere

Una delle innovazioni più recenti nel campo delle leghe leggere è l’alluminio-litio. Questa lega combina le proprietà dell’alluminio con quelle del litio, rendendola ancora più leggera e resistente. L’alluminio-litio è particolarmente adatto per applicazioni aerospaziali e automobilistiche, dove la riduzione del peso è fondamentale. Rispetto alle leghe di alluminio tradizionali, l’alluminio-litio offre una maggiore resistenza meccanica, migliorando al contempo la lavorabilità. Inoltre, il litio riduce la densità della lega, permettendo di realizzare componenti più leggeri e con una migliore resistenza alla fatica.

9. L’adozione dei materiali ibridi: combinazione di metalli e polimeri

I materiali ibridi, che combinano metalli con polimeri o fibre di vetro, sono una delle soluzioni più avanzate per accelerare la produzione nelle strutture metalliche. Questi materiali offrono una combinazione unica di leggerezza, resistenza meccanica e flessibilità, rendendoli ideali per applicazioni che richiedono strutture leggere ma resistenti. I materiali ibridi vengono utilizzati soprattutto nel settore automobilistico e nelle costruzioni modulari, dove è essenziale ridurre il peso senza compromettere le prestazioni strutturali. La produzione di materiali ibridi può essere automatizzata attraverso tecnologie di stampaggio e laminazione avanzate, riducendo notevolmente i tempi di produzione.

10. L’uso dei rivestimenti metallici avanzati per migliorare la durabilità

Un’altra innovazione importante per la produzione rapida nelle strutture metalliche è rappresentata dai rivestimenti avanzati, che migliorano la durabilità e la resistenza alla corrosione dei materiali metallici. I rivestimenti ceramici e a base di nanotecnologie possono essere applicati su superfici metalliche per proteggerle dall’usura e dalla corrosione, prolungando la durata della struttura e riducendo la necessità di manutenzione. Questi rivestimenti possono essere applicati rapidamente mediante tecnologie di spruzzatura termica o deposizione fisica in fase di vapore (PVD), riducendo i tempi di lavorazione e migliorando le prestazioni del materiale.

Tabella 4: Confronto tra rivestimenti metallici tradizionali e avanzati

11. Riduzione dei tempi di lavorazione con tecnologie additive

Le tecnologie additive, come la stampa 3D di metalli, stanno rivoluzionando il modo in cui le strutture metalliche vengono progettate e prodotte. Grazie alla capacità di creare forme complesse direttamente da file digitali, la stampa 3D riduce notevolmente i tempi di produzione, eliminando la necessità di stampi e utensili. I materiali utilizzati nella stampa 3D includono leghe di acciaio, alluminio, titanio e compositi metallici, che offrono proprietà meccaniche superiori rispetto ai materiali convenzionali. Le tecnologie additive consentono inoltre di ridurre gli sprechi di materiale, poiché solo il materiale necessario viene utilizzato nel processo di costruzione.

12. L’evoluzione dei materiali autoriparanti nelle strutture metalliche

Un’innovazione emergente nel settore dei materiali metallici è rappresentata dai materiali autoriparanti, che sono in grado di riparare autonomamente le microfratture e i danni superficiali. Questi materiali, spesso realizzati con l’aggiunta di capsule di polimeri autoriparanti o con rivestimenti avanzati, offrono un notevole vantaggio in termini di riduzione della manutenzione e della durata operativa. L’utilizzo di materiali autoriparanti nelle strutture metalliche può migliorare significativamente la durabilità delle infrastrutture, riducendo i costi operativi e accelerando la produzione grazie alla minore necessità di interventi di riparazione.

13. L’ottimizzazione della produzione grazie all’uso di leghe leggere e resistenti

L’uso di leghe leggere e resistenti, come il magnesio e le sue leghe, è un altro passo verso l’accelerazione della produzione nelle strutture metalliche. Il magnesio è uno dei metalli strutturali più leggeri, con una densità significativamente inferiore rispetto all’alluminio e all’acciaio. Le sue leghe, rinforzate con elementi come il litio, l’alluminio e il silicio, offrono un’eccellente resistenza meccanica e un’elevata capacità di assorbire urti. Questi materiali sono ideali per le strutture leggere e modulari, dove la velocità di produzione e l’efficienza sono fondamentali. Le leghe di magnesio possono essere lavorate rapidamente mediante fusione e stampaggio, accelerando ulteriormente i tempi di produzione.

14. L’impiego di nanotecnologie nei materiali metallici

L’integrazione delle nanotecnologie nei materiali metallici sta aprendo nuove opportunità per la produzione rapida e la realizzazione di strutture ad alte prestazioni. I nanomateriali metallici, come le nanoparticelle di rame o le nanofibre di acciaio, possono migliorare significativamente le proprietà meccaniche e termiche dei metalli tradizionali. Questi materiali sono in grado di aumentare la resistenza alla trazione, la durezza e la resistenza alla corrosione, rendendoli ideali per applicazioni industriali e strutturali. Le nanotecnologie permettono inoltre di sviluppare materiali con proprietà autoriparanti, migliorando la durabilità e riducendo i costi di manutenzione.

15. Il ruolo della digitalizzazione nella gestione dei materiali innovativi

La digitalizzazione sta svolgendo un ruolo fondamentale nell’ottimizzazione della produzione rapida di strutture metalliche. I software di gestione avanzata della produzione, come i sistemi MES (Manufacturing Execution System) e ERP (Enterprise Resource Planning), permettono di monitorare in tempo reale il flusso di materiali innovativi lungo la catena produttiva. Questo garantisce una gestione ottimale delle risorse, riducendo i tempi di fermo macchina e ottimizzando i cicli di produzione. Grazie alla digitalizzazione, è possibile tracciare ogni fase del processo produttivo, dal monitoraggio delle scorte di materiali innovativi alla gestione delle fasi di lavorazione e assemblaggio.

16. Materiali a memoria di forma: applicazioni e vantaggi

I materiali a memoria di forma (SMA – Shape Memory Alloys) sono un’altra innovazione significativa che sta migliorando la velocità di produzione nelle strutture metalliche. Questi materiali, principalmente leghe di nichel-titanio (NiTi), hanno la capacità di recuperare la loro forma originale dopo essere stati deformati, rendendoli utili in applicazioni che richiedono componenti autoregolanti o mobili. Gli SMA vengono utilizzati in dispositivi attivi per il controllo delle strutture, come attuatori e ammortizzatori, e consentono di semplificare il design e ridurre i tempi di produzione grazie alla loro versatilità e alla riduzione delle parti mobili.

17. Produzione sostenibile con materiali metallici riciclati

La sostenibilità è diventata una priorità nel settore delle strutture metalliche, e l’uso di materiali metallici riciclati sta diventando una pratica comune per accelerare la produzione e ridurre l’impatto ambientale. L’acciaio, ad esempio, è uno dei materiali più riciclati al mondo, e il suo riutilizzo non solo riduce la domanda di nuove materie prime, ma contribuisce anche a ridurre i costi energetici legati alla produzione. I processi di riciclo avanzati permettono di mantenere la qualità del materiale riciclato, rendendolo adatto per la realizzazione di strutture complesse e durature.

18. Conclusioni: l’importanza dei materiali innovativi nella produzione rapida

I materiali innovativi stanno trasformando il modo in cui le strutture metalliche vengono progettate e prodotte. L’uso di acciai ad alta resistenza, leghe di alluminio, compositi e nanotecnologie consente di ridurre i tempi di produzione e migliorare le prestazioni strutturali. Questi materiali non solo accelerano la fabbricazione, ma offrono anche vantaggi significativi in termini di durabilità, sostenibilità e resistenza alle condizioni ambientali estreme. Le aziende che adottano questi materiali innovativi possono migliorare la loro competitività, riducendo i costi e i tempi di realizzazione dei progetti.

Fonti:

1. HSLA Steel Properties and Applications: HSLA Steel Overview
2. Aluminum-Lithium Alloys for Aerospace: Aluminum-Lithium Innovation
3. Nanomaterials in Metal Structures: Nanotechnology in Metals

Nel cammino verso un acciaio ecosostenibile, il gigante sudcoreano dell’acciaio, POSCO, ha recentemente firmato un memorandum d’intesa (MOU) non vincolante con Hazer Group, un’azienda tecnologica australiana. Questo accordo mira a integrare la tecnologia di Hazer nella produzione di acciaio a basse emissioni di carbonio di POSCO, segnando un passo significativo verso un futuro più sostenibile.

Impegno di POSCO per la neutralità del carbonio

Dr. Seong-yeon Kim, capo del laboratorio di ricerca tecnica e vicepresidente esecutivo senior di POSCO, ha espresso l’entusiasmo dell’azienda per questa collaborazione: “Alla POSCO siamo incredibilmente concentrati sulla riduzione delle emissioni del processo di produzione dell’acciaio e ci siamo impegnati a ridurre le emissioni del cantiere del 10% entro il 2030, del 50% entro il 2040 e ad essere neutrali al 100% entro il 2050. Riteniamo che la tecnologia unica di Hazer offra importanti vantaggi che ci consentono di raggiungere la nostra visione di zero emissioni, come stabilito nella nostra tabella di marcia per la neutralità del carbonio per il 2050″.

POSCO sta affrontando una delle sfide più pressanti dell’industria siderurgica: ridurre le emissioni di carbonio in un settore noto per il suo impatto ambientale. La collaborazione con Hazer rappresenta un elemento chiave in questo ambizioso piano, fornendo le soluzioni tecnologiche necessarie per raggiungere gli obiettivi prefissati.

Hazer Group: tecnologia e opportunità commerciali

Glenn Corrie, amministratore delegato e direttore generale di Hazer, ha manifestato il suo entusiasmo per la collaborazione con POSCO: “Sono lieto di iniziare questo importante progetto di collaborazione con POSCO, uno dei più grandi e competitivi produttori di acciaio del mondo, a dimostrazione di quanto siano ampie e variegate le opportunità commerciali per Hazer e la sua tecnologia. Abbiamo identificato l’industria siderurgica come uno dei nostri principali obiettivi strategici e commerciali per il processo Hazer, dato che si tratta di un settore notoriamente difficile da abbattere“.

Corrie ha sottolineato l’importanza di questa partnership strategica per Hazer, che mira a scalare la propria tecnologia nel mercato chiave della siderurgia. La collaborazione con POSCO offre un’opportunità unica per dimostrare l’efficacia delle soluzioni di Hazer in un contesto industriale di grande scala, evidenziando l’impegno di entrambe le aziende verso la sostenibilità e l’innovazione.

Durata e obiettivi del Memorandum d’Intesa

Il MOU ha una durata iniziale di due anni, durante i quali POSCO e Hazer lavoreranno insieme per sviluppare e implementare piani di integrazione della tecnologia Hazer nel processo di produzione dell’acciaio di POSCO. Questo periodo di collaborazione sarà cruciale per stabilire gli accordi necessari per lo sviluppo di progetti congiunti, ponendo le basi per una produzione siderurgica a basse emissioni di carbonio.

Prospettive future nella decarbonizzazione dell’Industria Siderurgica

La partnership tra POSCO e Hazer rappresenta un passo significativo verso la decarbonizzazione dell’industria siderurgica. La tecnologia di Hazer, combinata con l’esperienza e la scala operativa di POSCO, ha il potenziale di trasformare significativamente il modo in cui l’acciaio viene prodotto, riducendo le emissioni e migliorando la sostenibilità dell’intero settore.

POSCO e Hazer condividono una visione comune di un futuro in cui l’acciaio possa essere prodotto senza compromettere l’ambiente. Questo MOU non solo evidenzia l’impegno delle due aziende verso la neutralità del carbonio, ma apre anche nuove strade per l’innovazione e la collaborazione internazionale.

La firma del memorandum d’intesa tra POSCO e Hazer Group segna l’inizio di una collaborazione strategica volta a ridurre le emissioni di carbonio nella produzione di acciaio. Con un impegno congiunto per la sostenibilità e l’innovazione, questa partnership potrebbe rivoluzionare il settore siderurgico, promuovendo un futuro più verde e sostenibile per le generazioni a venire.

La tomba di San Francesco d’Assisi, situata nella Basilica di San Francesco ad Assisi, è un luogo di grande spiritualità e devozione per i fedeli di tutto il mondo. Qui, si narra che il vento porti via il dolore e le preoccupazioni di coloro che si recano a pregare sulla tomba del Santo.

Un’altra tomba famosa per questa credenza è quella di Papa Giovanni Paolo II, situata nella Basilica di San Pietro in Vaticano. Anche qui, si racconta che il vento porti via il dolore di coloro che si inginocchiano davanti alla tomba del Pontefice.

Queste tradizioni popolari riflettono la profonda venerazione e il rispetto che i fedeli nutrono per queste figure spirituali. La sensazione di pace e di consolazione che si prova davanti alle loro tombe è considerata un segno della presenza divina e della protezione celeste.

In entrambi i casi, la tomba di San Francesco e quella di Papa Giovanni Paolo II sono luoghi di pellegrinaggio per milioni di persone ogni anno, che si recano lì per pregare, meditare e chiedere intercessione.

Il progetto della centrale nucleare di prossima generazione da 4 miliardi di dollari in Wyoming ha recentemente ottenuto importanti approvazioni chiave. Il developer TerraPower e l’appaltatore Bechtel hanno siglato un accordo sindacale per la costruzione di un reattore nucleare veloce raffreddato al sodio da 345 MW nella regione.

Il reattore proposto utilizzerà una tecnologia innovativa sviluppata da TerraPower, chiamata reattore nucleare veloce raffreddato al sodio. Questo tipo di reattore è progettato per essere più efficiente ed economico rispetto ai reattori tradizionali, e potrebbe rappresentare un passo avanti significativo nel settore dell’energia nucleare.

L’accordo sindacale con i lavoratori assicura che la costruzione della centrale nucleare avverrà nel rispetto delle normative vigenti in materia di sicurezza sul lavoro e diritti dei lavoratori. Questo garantisce che il progetto sarà realizzato nel rispetto delle leggi e delle regolamentazioni in vigore, proteggendo sia l’ambiente che il benessere dei lavoratori coinvolti.

La costruzione di una centrale nucleare di questa portata rappresenta un investimento significativo nell’infrastruttura energetica del Wyoming e potrebbe contribuire in modo significativo alla produzione di energia pulita e sostenibile nella regione. Inoltre, potrebbe creare opportunità di lavoro per la comunità locale e portare benefici economici a lungo termine.

Con le approvazioni chiave ottenute e l’accordo sindacale siglato, il progetto della centrale nucleare di prossima generazione in Wyoming sembra essere sulla buona strada per diventare una realtà, portando con sé potenziali vantaggi sia dal punto di vista energetico che economico.