Advantic impiega materiali alternativi a calcestruzzo e acciaio come rimedio alle costruzioni fatiscenti
La ruggine, la corrosione e l’esposizione agli agenti atmosferici rappresentano piaghe comuni che provocano l’invecchiamento delle strutture contenenti acciaio e calcestruzzo. I tempi, però, sono cambiati e i materiali si sono evoluti: compositi strutturali ampiamente testati, che rappresentano alternative a materiali tradizionali come calcestruzzo e acciaio, stanno trasformando radicalmente il settore delle costruzioni, grazie ad aziende innovative come Advantic, nella città di Dayton (Ohio).
Nata dalla scorporazione del laboratorio di Ricerca e Sviluppo e di produzione di materiali innovativi del Cornerstone Research Group, Advantic è una startup che punta a offrire materiali innovativi al settore delle costruzioni. “Noi siamo una sorta di pulsante di semplificazione, se esiste una cosa del genere, nel settore delle costruzioni”, spiega il presidente di Advantic Brad Doudican. “Se i compositi sono la soluzione giusta, allora noi cerchiamo il materiale giusto che rappresenti la soluzione a un problema specifico”.
Un composito è formato da due materiali con caratteristiche diverse che, insieme, vanno a creare un’alternativa più leggera o più durevole. “Quello che facciamo, soprattutto con le fibre di vetro e con diversi tipi di resine sintetiche, è prendere materiali sviluppati nel settore aerospaziale e sfruttare i vantaggi di questa tecnologia nel mercato civile e delle costruzioni”, spiega Jeff Nielsen, vicepresidente operativo di Advantic.
L’impresa Advantic ha aumentato il proprio capitale iniziale e ha completato il suo primo grande progetto nel 2013, aiutando il sistema della metropolitana di New York a soddisfare i requisiti di sicurezza antincendio dell’impianto di ventilazione, tramite la colata di compositi polimerici. Il nuovo materiale ha un peso del 75 percento inferiore rispetto al calcestruzzo, mantiene la stessa resistenza alla compressione, non è corrosivo e presenta un grado notevolmente superiore di permeabilità alle frequenze radio, aspetti fondamentali per i requisiti di manutenzione del progetto.
Dal momento che ogni progetto di Advantic è unico, il cliente vi partecipa in larga misura: dalla stesura del budget preliminare, la progettazione, i metodi d’uso dei materiali fino a una consulenza nelle fasi di costruzione e installazione. La fabbricazione avviene direttamente nella sede di Advantic e vengono prodotti componenti già fissati con bulloni e per i quali non è necessaria la saldatura. “Di solito finiamo per consegnare al cliente un kit prefabbricato”, commenta Doudican. “È un kit di componenti, inclusi viti e bulloni, consegnati su un impianto mobile e trasportati in cantiere da un autocarro”.
Il progetto successivo di Advantic ha rappresentato una sfida ancora più ardua: rinforzare la struttura del tetto in acciaio soggetto a corrosione della grandezza di uno stadio sopra alle miniere d’oro di Kalgoorlie nella zona ostile dell’outback australiano. La cosa più sorprendente? Il team aveva solo 10 giorni a disposizione per concludere il progetto.
La Newmont Mining Corporation ha trascorso diversi anni tentando di trovare una soluzione per Kalgoorlie e nell’ultimo periodo stava attraversando una fase di blocco. Il principale ostacolo consisteva nella lentezza e nel costo dei rinforzi tradizionali, per i quali sono richiesti numerosi installatori in loco. Una volta interpellata, Advantic ha colto subito la palla al balzo.
“Con loro abbiamo effettuato delle analisi preliminari, mostrando dove era possibile sfruttare i materiali compositi, leggeri e incredibilmente resistenti, e le nostre capacità di progettazione interne all’azienda per creare una soluzione ai loro problemi strutturali specifici”, afferma Doudican. “Ne risultò una serie di prodotti che avrebbero risanato gli elementi strutturali primari. Abbiamo fabbricato questi prodotti qui in America ed erano così leggeri che ci è convenuto trasportarli in Australia per via aerea”.
Questa soluzione, per un totale di 700 pezzi, è stata installata con facilità da squadre di due costruttori e un carrello a braccio telescopico, in nove giorni e mezzo, addirittura prima del termine previsto, facendo risparmiare a Newmont l’equivalente di oltre 3,5 milioni di euro. Pochi mesi dopo arrivò una conferma dal mondo reale tramite un’e-mail con un messaggio nefasto come oggetto: “Enorme tempesta nel Kalgoorlie”. Una potente cella temporalesca si era spostata verso l’outback, danneggiando numerose strutture della comunità. Tuttavia, in allegato a questa e-mail vi era una foto della tempesta, dietro a cui si scorge, ben salda, la struttura Advantic. “Hey, congratulazioni, avete passato il test a pieno carico”, si legge più avanti nell’e-mail.
In un altro test di materiali Advantic, lo zoo di Cleveland Metroparks si è rivolto all’azienda con la richiesta di modificare le gabbie dei gorilla. Per poter accogliere un nuovo gorilla che sarebbe arrivato poco dopo, e offrire più spazio a tutti gli animali, Advantic creò il tunnel per gorilla, un condotto sopraelevato che offre ai gorilla una vista a 360° del loro habitat. In questo caso, le travi in materiale composito rappresentavano un’alternativa migliore rispetto a quelle in acciaio per limitare eventuali disagi sia per i gorilla che per gli animali nelle gabbie limitrofe.
“Con le costruzioni in acciaio si hanno gas tossici derivanti dalla saldatura, impianti rumorosi e invasivi e, solitamente, un ambiente più caustico”, spiega Luke Sideras, tecnico per la progettazione CAD presso Advantic. “Siamo stati in grado di tagliare e forare tutte le travi nel nostro magazzino, prima ancora che arrivassero allo zoo. Questo va a ridurre drasticamente i tempi di fermo durante i quali i gorilla vengono spostati, che rappresentano un potenziale fattore di stress per gli animali. Ci siamo divertiti molto a lavorare a questo progetto, che ha prodotto eccellenti risultati per tutti”.
Sono successi come questi a permettere ad Advantic di fare progressi nel mondo delle costruzioni, un settore in cui l’evoluzione e l’impiego di nuove tecnologie sono sempre avvenuti lentamente per via del suo essere profondamente radicato alla tradizione, con l’uso di mezzi e metodi ben consolidati per l’esecuzione dei progetti. Tuttavia, come osserva Doudican, i nuovi materiali rappresentano un rischio per i proprietari, gli appaltatori e gli ingegneri, ed è compito del suo team creare una tolleranza al rischio tramite la fiducia. Sfruttando il programma Fusion 360 di Autodesk, Advantic ha dipendenti che creano disegni istantanei sul campo e poi in ufficio nell’Ohio, con la possibilità di visualizzare tutte le modifiche in tempo reale. “In questo modo ottimizziamo il nostro processo di consegna del progetto”, spiega Doudican. “E, alla fine della giornata, questo infonde fiducia nei nostri clienti, che è ciò di cui abbiamo maggiormente bisogno”.
La fiducia è un elemento chiave quando si tratta di accettare materiali da costruzione ancora inesplorati; la robustezza e le prestazioni dei materiali Advantic superano di gran lunga quelle dei materiali convenzionali. “Siamo in grado di produrre strutture tanto resistenti quanto quelle in calcestruzzo, ma il risultato è del 50, 60, 75 percento più leggero”, spiega Doudican. “Un calcestruzzo estremamente leggero rappresenta un’opportunità incredibile per il settore delle costruzioni, poiché la maggior parte dei costi di costruzione non sono legati al materiale, bensì al trasporto dello stesso in loco e al montaggio in sicurezza”.
I polimeri fusi sono i materiali più leggeri prodotti da Advantic come alternativa al calcestruzzo, che spesso possono essere spostati senza l’ausilio di attrezzature di sollevamento costose e pericolose. Advantic sviluppa anche formulati di calcestruzzo a base di polimeri brevettati, più pesanti dei polimeri fusi, per costruzioni come cavità e trincee per la posa di sottoservizi, in quanto non sono suscettibili alla corrosione alcalina e non hanno problemi di permeabilità. “Con questi materiali compositi, alternativi a calcestruzzo e acciaio, si amplia notevolmente il kit di strumenti con cui un costruttore o un ingegnere si trova a lavorare”, commenta Nielsen.
Doudican è d’accordo, sottolineando come alcuni costruttori siano ancora timorosi quando hanno a che fare per la prima volta con i materiali Advantic. “La prima volta che un montatore di strutture in acciaio ti dice ‘Wow, quella roba era fantastica. L’abbiamo trasportata sulle nostre spalle’, oppure, ‘Abbiamo montato la struttura con una velocità di tre, cinque, dieci volte superiore rispetto alle strutture in materiali convenzionali’, questa reazione ti fa capire che sei sulla strada giusta”, spiega Doudican.
Questa strada è lastricata di entusiasmo nei confronti dei nuovi materiali: un’impresa che appare impossibile in un settore così tradizionale. “La cosa più divertente di questo processo di trasformazione del settore delle costruzioni con l’introduzione dei compositi, è osservare con quanta rapidità le persone abbracciano questo cambiamento; persone abituate al loro kit di strumenti tradizionali, quali acciaio, calcestruzzo e legno”, commenta Nielsen. “È entusiasmante vedere come gli altri ne riconoscano il valore così in fretta”.