Sensori nel calcestruzzo: una nuova tecnologia per migliorare l'efficienza ed evitare lo spreco di materiale
Il controllo della forza e della maturità del calcestruzzo nei grandi progetti è stato tradizionalmente registrato e misurato manualmente. Oggi, ci sono nuove tecnologie che permettono ai costruttori di fondere sensori direttamente nel calcestruzzo, che -connessi a un trasmettitore- mostrano dati continui sulle temperature del materiale, inviando questi dati in modalità wireless alla piattaforma cloud. Il software calcola poi automaticamente la maturità e la resistenza in base ai dati storici, così il processo di sviluppo della miscela di calcestruzzo e della resistenza può essere seguito da qualsiasi dispositivo e in tempo reale.
Questi sensori, basati sulla tecnologia 0G di Sigfox -uno dei principali operatori IoT (Internet of Things) a livello mondiale- hanno facilitato la costruzione di uno dei progetti architettonici più innovativi d'Europa, le Cactus Towers (Kaktustårnene) a Copenhagen, aiutando a calcolare il momento esatto per rimuovere la cassaforma che forma la sua caratteristica facciata.
Abbiamo parlato con Rebecca Crowe, Managing Director di Sigfox Spagna, per saperne di più su questa nuova tecnologia.
Prima di parlare del sistema, potrebbe dirci qualcosa di più sul progetto Cactus Towers (Kaktustårnene) e sulla sua complessità tecnica e materiale?
Rebeca Crowe (RC): Le Cactus Towers, che dovrebbero essere pronte nella primavera del 2022, sono state progettate come edifici residenziali, intesi come case per giovani nel centro di Copenhagen. Hanno una complessità tecnica che pochi edifici hanno, dovuta alla particolare forma appuntita delle loro facciate, da cui deriva il nome. Hanno un nucleo esagonale con coperture che sembrano attorcigliarsi in balconi a livello. Uno è alto 60 metri e l'altro un po' di più, circa 80 metri, ed entrambi ospitano 495 appartamenti dall'estetica moderna.
In termini di materiali, un'attenzione particolare è rivolta alla cassaforma del calcestruzzo per ottenere una fondazione solida, che è una sfida aggiuntiva, poiché le grandi strutture con un certo numero di piani normalmente richiedono il raffreddamento per garantire la qualità del prodotto. In questo senso, il monitoraggio delle condizioni del calcestruzzo gioca un ruolo fondamentale, poiché è essenziale per dare alle torri la loro forma contorta e molto particolare.
Come ha funzionato il processo di misurazione in tempo reale dello stato del calcestruzzo attraverso i sensori?
RC: Per questo caso specifico, i costruttori hanno utilizzato una soluzione di uno dei nostri partner, Maturix, che consiste in uno strumento completo che ha permesso loro di controllare la resistenza del calcestruzzo in un modo molto più efficiente che è molto diverso dalle registrazioni manuali che venivano utilizzate in precedenza e che comportavano lavoro extra.
Con le termocoppie fuse nella struttura, si può accedere alla temperatura del calcestruzzo quasi in tempo reale. Essendo collegate a un trasmettitore, queste termocoppie scaricano le informazioni in modalità wireless al cloud. Maturix ha un software che si occupa di calcolare la maturità e la resistenza in base ai dati storici, il che è un vantaggio quando si fanno aggiustamenti nella gestione del progetto. Inoltre, con un edificio di questo calibro - così esteso e con un gran numero di subappaltatori - è un vantaggio in termini di organizzazione e misurazione del tempo.
Cos'è la tecnologia 0G e come funziona?
RC: La seconda parte che ha reso possibile il progetto, insieme ai sensori e alla tecnologia di Maturix, è la nostra rete 0G. Si tratta di un'alternativa semplice, a basso consumo e a lungo raggio per la connettività IoT, ampiamente utilizzata nel mondo dell'industria, della logistica o del monitoraggio degli asset. Essendo basata sulla tecnologia radio, supera alcuni dei limiti tradizionali di altre alternative basate su reti cellulari o schede SIM, come la scalabilità o la capacità di fornire il servizio in interni, aree rurali o, in questo caso, monitorare la temperatura del calcestruzzo in tempo reale.
La rete 0G è la prima opzione di connettività progettata esclusivamente per l'IoT. Poiché la maggior parte dei requisiti IoT industriali ha bisogno solo di un piccolo pacchetto di dati, abbiamo deciso di concentrarci su una rete a bassa potenza, per ottenere una portata molto maggiore in queste applicazioni.
In che misura questa tecnologia permette di creare soluzioni più sostenibili con il cemento?
RC: Questa tecnologia è progettata per semplificare il processo decisionale e migliorare l'efficienza nell'uso dei materiali. Avendo informazioni aggiornate in tempo reale, è molto più facile evitare lo spreco di materiale e migliorare la qualità finale del progetto.
Come vede il futuro del calcestruzzo nel mondo delle costruzioni e il suo rapporto con l'IoT?
RC: Il calcestruzzo è uno dei materiali più utilizzati nel settore delle costruzioni e qualsiasi novità che rappresenti un vantaggio dalla prima all'ultima fase è sicuramente ben accetta in un settore così essenziale come l'edilizia.
Questo settore, d'altra parte, è sempre più impegnato nell'efficienza, come tanti altri. La sostenibilità ha cessato di essere uno slogan commerciale ed è diventata un pilastro del business e della digitalizzazione su larga scala della costruzione in molti dei suoi settori. È già più comune rispetto a pochi anni fa, e questo è solo uno dei tanti esempi.
Grazie all'IoT, si possono ottenere dati sulla resistenza di questo materiale, che è un fattore chiave quando si tratta di risparmiare risorse ma anche di garantire che gli edifici siano in buone condizioni.
Credo che sempre più settori si sentano incoraggiati a utilizzare questo tipo di tecnologia per il potenziale che hanno e, nel caso dell'edilizia, l'IoT può essere applicato in diverse fasi del processo di lavoro, aiutando nella progettazione e nella successiva manutenzione degli edifici. L'uso di sensori connessi, come nel caso della Cactus Tower, fornisce agli architetti informazioni aggiornate sullo sviluppo del progetto, qualcosa che è utile per qualsiasi edificio, ma soprattutto in ponti e gallerie che tendono a subire danni regolari.
Indubbiamente, l'edilizia sta subendo una rivoluzione con l'arrivo dell'IoT e credo che sia un percorso da utilizzare per trasformare le imprese del settore, per continuare a innovare e soprattutto per migliorare l'efficienza dei processi.
