Secondo le normative ingegneristiche la durata del ciclo di vita di una struttura è di circa 50 anni. Il ciclo si può estendere con una manutenzione regolare, altrimenti diventa necessario demolirla e ricostruirla. Utilizzando la tecnologia MCI® in ambienti fortemente corrosivi le strutture avranno una maggiore resistenza alla corrosione a quindi dureranno di più. Una maggiore durata equivale a meno riparazioni, migliore integrità strutturale e vita utile più lunga, aspetti che conducono a una maggiore sostenibilità.
La corrosione è una forza naturale che può essere letale. Sostanzialmente è il deterioramento dei materiali nel tempo. È un enorme problema per gli ingegneri che usano spesso il metallo per le loro strutture, poiché può metterne a rischio la sicurezza.
Purtroppo il recente episodio del crollo di un ponte accaduto in Italia ha dimostrato come trascurare questa potente forza possa avere conseguenze tragiche. Qualcosa è andato molto storto con il Ponte Morandi di Genova, che fu completato nel 1967.
Gli ingegneri avevano sollevato molte preoccupazioni riguardo ai suoi insoliti cavi in acciaio comune rivestiti di cemento. Quarant'anni fa il progettista del ponte di Genova aveva avvertito che la struttura avrebbe necessitato di costante manutenzione per rimuovere la ruggine, visti gli effetti corrosivi sul cemento dell'aria di mare e dell'inquinamento. Inoltre, il problema dell'affaticamento da corrosione degli elementi in metallo, particolarmente insidiosi in parti in acciaio sottoposte ad elevata forza meccanica come gli stralli, è ancora oggi un argomento poco conosciuto. Il Ponte Morandi è il quarto ponte crollato negli ultimi anni ed è un chiaro segnale di allarme.
"Poiché questo cemento armato precompresso è stato lì per più di 35 anni, è molto probabile che la corrosione delle barre di rinforzo sia stata un fattore decisivo", ha spiegato Ivana Liposcak, manager di supporto tecnico europeo della tecnologia MCI® di Cortec. "Il comportamento a lungo termine dei viadotti soggetti a traffico pesante e situati in ambienti aggressivi dimostra che ai tempi del progetto, ovviamente, molti concetti sulla sostenibilità del ponte non erano conosciuti e quindi considerati. A causa delle vibrazioni si sono verificate delle microfratture nel cemento, attraverso le quali l'umidità ha causato l'ossidazione e la corrosione dell'acciaio e in questo modo la struttura ha perso gradualmente la sua portata".
Lo sbriciolamento delle infrastrutture è un problema mondiale
Nella primavera del 2000 in North Carolina, mentre delle persone si dirigevano verso un parcheggio attraversando un ponte, la passerella in acciaio e cemento si spezzò a metà. A seguito di un'ispezione si giunse alla conclusione che tutti gli 11 cavi in acciaio che sostenevano il ponte erano corrosi e che il ponte crollò per il peso. La corrosione era causata dal troppo cloruro di calcio, un composto salino inorganico altamente corrosivo per l'acciaio, che era stato mescolato alla malta per cementare i cavi in acciaio del ponte. Contro la superstrada e la società costruttrice sono state intentate quasi 50 cause, con risarcimenti di milioni di dollari.
Una relazione della American Road & Transportation Builder Association afferma che più del 15 % dei ponti del paese sono "strutturalmente carenti". Il problema è che il cemento, o l'acciaio usato per rinforzarlo, può fallire in diversi modi. Sale, ghiaccio e intemperie possono causare fratture nella superficie del calcestruzzo. Una volta che l'acqua raggiunge l'acciaio di rinforzo o i tiranti, li corrode. Questo fa allargare le crepe, che possono fa cadere a pezzi il cemento. "Anche altri fattori comportano il deterioramento dei ponti, per esempio il traffico costante", spiega Liposcak, "ed è un problema per i ponti progettati 50 anni fa, quando il traffico era minore, le macchine più piccole e i camion più leggeri". Le condizioni meteo ostili, come caldo, freddo, alluvioni e venti forti contribuiscono tutti alla corrosione dei ponti. Questo è il motivo per cui sono necessarie ispezioni regolari e manutenzione.
Come costruire strutture sostenibili e durature?
Negli ultimi venti anni le tecnologie volte ad estendere il ciclo di vita delle strutture e a evitare che accadano possibili tragedie hanno fatto enormi progressi. Uno degli utilizzi più efficienti degli inibitori di corrosione migratori (MCI®) è la loro applicazione in fase di costruzione oppure come parte del sistema di manutenzione di strutture già esistenti. Per le strutture precompresse dei ponti gli MCI – ad esempio MCI 309 di Cortec - sono raccomandati per la protezione dei cavi precompressi prima della stuccatura.
L'edilizia sostenibile è diventata l'obiettivo dei proprietari in tutto il mondo. Un aspetto spesso trascurato è la durabilità e la vita utile della struttura finale, che pero sono due dei principali fattori che influenzano la sostenibilità di una struttura. Gli inibitori MCI® sono costituiti da una materia prima rinnovabile e permettono agli utilizzatori di guadagnare alcuni crediti LEED (Leadership in Energy and Environmental Design).
Oggi molti progetti nel mondo utilizzano la tecnologia degli inibitori migratori. Uno di questi è la costruzione del ponte Frederikssund in Danimarca. Lo scopo è sostituire il vecchio ponte costruito nel 1935 fornendo un'alternativa a quello che al momento è l'unico ponte attivo sul fiordo. Il progetto include il design e la costruzione di un'autostrada a due carreggiate lunga 8 km, comprensiva del ponte sul Fiordo Roskilde. MCI® è utilizzato per la protezione dei segmenti in cemento post-teso.
Gli MCI si basano sulla tecnologia amminica. Sono classificati come inibitori misti, ciò possono colpire si le porzioni anodiche che quelle catodiche di una cella di corrosione. Gli MCI® si possono applicare in vari modi, inclusa la commistione col cemento oppure il trattamento topico. L'inibitore si muove come un liquido attraverso la matrice del calcestruzzo con azione capillare e migra in fase vapore attraverso la struttura porosa di cemento. Quando l'MCI® entra in contatto con il metallo del rinforzo ha un'attrazione ionica con questo e forma uno strato molecolare protettivo. Il film previene l'ulteriore reazione degli elementi corrosivi con il rinforzo e riduce anche il tasso di corrosione esistente, estendendo notevolmente la vita utile del calcestruzzo.
Il Ponte Maslenica in Croazia è uno dei più grandi del suo genere, con un arco del diametro di 200 metri.
A causa dell'ambiente aggressivo caratterizzato da sbalzi di temperatura, umidità costantemente fluttuante e venti forti contenenti sale marino, l'acciaio di rinforzo ha iniziato a corrodersi, causando la scheggiatura del cemento. Per riparare il ponte e prevenire corrosione futura, tutto il cemento scheggiato è stato fatto saltare via con getto d'acqua insieme a sporco e corrosione delle barre. Corrverter® MCI Rust Primer è stato applicato a pennello sul tondino esposto per passivare il metallo da ulteriore corrosione, mentre MCI®-2020 è stato applicato all'intera struttura con spruzzatura airless, per prevenire ogni potenziale corrosione non visibile.
Se il mondo fosse fatto di mattoncini Lego la costruzione dei ponti sarebbe perfetta e probabilmente non crollerebbero mai. Nel mondo reale invece ogni progetto è diverso. La geologia, le condizioni meteo, il volume di traffico, e i materiali da costruzione disponibili influenzano il progetto e la costruzione. Oggi siamo fortunati a poter godere di enormi progressi applicabili al settore edilizio. Dobbiamo utilizzarli nel modo corretto per il beneficio di tutti.