I ricercatori della Drexel University hanno condiviso risultati promettenti sullo sviluppo di un calcestruzzo autoriscaldante, che potrebbe non solo far risparmiare alle persone il fastidio di spalare il marciapiede in una giornata di neve, ma anche di ridurre l’uso del sale per prevenire la formazione di ghiaccio sui marciapiedi.
Il rapporto della U.S. Environmental Protection Agency (EPA), agenzia statunitense per la protezione dell’ambiente, riporta che i sali utilizzati per la sghiacciatura possono defluire nei corsi d’acqua locali, causandone la contaminazione. Gli alti livelli di cloruro nell’acqua possono essere tossici per la vita acquatica, mentre i sali sui marciapiedi e sulle strade si accumulano e possono uccidere la fauna selvatica che li mangia, questi sali possono anche danneggiare strade, veicoli, ponti e altre infrastrutture, quantificando il costo annuo in 5 miliardi di dollari di riparazioni negli Stati Uniti.
Il calcestruzzo autoriscaldante dei ricercatori è attualmente in uso nel campus di Drexel tramite due lastre di 76 x 76 cm del materiale che hanno sviluppato negli ultimi 5 anni. Le due lastre del campus sono in funzione da 3 anni. Le lastre nei test sul campo, si sono dimostrate efficaci nel tenere a bada la neve, il nevischio e l’accumulo di ghiaccio, anche quando è stato necessario spalare o salare il resto dell’area circostante.
Amir Farnam, professore associato del College of Engineering, il cui Advanced Infrastructure Materials Lab guida la ricerca, ha affermato:
«Un metodo per prolungare la vita utile delle superfici in calcestruzzo, come le strade, è aiutarle a mantenere una temperatura superiore allo zero durante l’inverno. Impedire il congelamento e il disgelo e ridurre la necessità di spalare e salare, sono buoni modi per evitare che la superficie si deteriori, per questo motivo, il nostro lavoro sta cercando di capire come incorporare materiali speciali nel calcestruzzo, che lo aiutino a mantenere una temperatura superficiale più elevata quando la temperatura ambientale si abbassa».
Il materiale in calcestruzzo progettato dai ricercatori, utilizza una paraffina liquida a bassa temperatura per aiutare la lastra a rilasciare calore, anche quando l’aria esterna diventa più fredda. I ricercatori per sviluppare il progetto in una lastra hanno unito la paraffina liquida direttamente alla miscela di calcestruzzo; una seconda lastra è stata trattata con un aggregato leggero composto da piccoli ciottoli e pezzi di pietra con la paraffina liquida. Hanno anche creato una terza lastra di controllo in calcestruzzo tradizionale.
Il team di ricercatori in seguito ha avviato il test. Le lastre sono state sperimentate 32 volte quando la temperatura è scesa sotto lo zero e cinque volte quando è caduto più di un centimetro di neve. Le due lastre con la paraffina liquida hanno mantenuto una temperatura compresa tra i 5 e 12° C per un massimo di 10 ore quando la temperatura è scesa sotto lo zero.
La lastra che conteneva paraffina mescolata al calcestruzzo si è riscaldata più velocemente, ma non è rimasta calda a lungo, mentre la lastra con l’aggregato trattato si è riscaldata più lentamente, ma ha mantenuto la temperatura calda più a lungo.
Il team di ricercatori ha pubblicato i risultati nella rivista Journal of Materials in Civil Engineering, continuerà la sua ricerca per determinare meglio come questo materiale possa essere efficace a lungo termine.
Lo sviluppo di un calcestruzzo autoriscaldante è una delle numerose opzioni che gli esperti stanno considerando come alternativa ai sali invernali. È stato evidenziato che altri materiali sono stati utilizzati o testati per lo sbrinamento come i composti di buccia d’uva, la salamoia di sottaceti o formaggi e i fondi di caffè, anche se queste alternative possono avere un impatto ambientale negativo.
Lo studio per la rimozione della neve ha preso in considerazione anche l’utilizzo di tappeti riscaldati e spazzaneve elettrici.