Ricercatori della Purdue University che testano il calcestruzzo stampato in 3D in applicazioni eoliche offshore
Il vento al largo delle U. S. coste potrebbe essere utilizzato per generare più del doppio della potenza elettrica combinata di tutte le centrali elettriche della nazione, i rapporti hanno suggerito. Ma la costruzione di turbine eoliche offshore è costosa e richiede il trasporto di parti almeno 30 miglia dalla terra.
Gli ingegneri della Purdue University stanno conducendo ricerche su un modo per ricavare queste parti dal calcestruzzo stampato in 3D, un materiale meno costoso che consentirebbe anche alle parti di galleggiare in un sito da un impianto onshore.
“Uno dei materiali attualmente utilizzati per la produzione di ancore per turbine eoliche galleggianti è l’acciaio”, ha affermato Pablo Zavattieri, professore presso la Lyles School of Civil Engineering di Purdue. ” Tuttavia, le strutture in acciaio finito sono molto più costose del cemento.”
I metodi di produzione di calcestruzzo convenzionali richiedono anche uno stampo per modellare il calcestruzzo nella struttura desiderata, il che aumenta i costi e limita le possibilità di progettazione. L’uso della stampa 3D eliminerebbe le spese di questo stampo.
I ricercatori universitari stanno lavorando in collaborazione con RCAM Technologies, una startup fondata per sviluppare la produzione di additivi concreti per la tecnologia eolica onshore e offshore.
“Le capacità e le strutture di livello mondiale di Purdue ci aiuteranno a sviluppare questi prodotti per prodotti offshore per gli Stati Uniti . Grandi laghi, mercati costieri e internazionali”, ha affermato Jason Cotrell, CEO di RCAM Technologies. “Il nostro settore ha anche bisogno di università come Purdue per fornire agli studenti universitari di alta qualità le esigenze della nostra forza lavoro per queste tecnologie all’avanguardia.”
Il lavoro è anche finanziato dal programma INTERN della National Science Foundation. Il team sta sviluppando un metodo che prevede l’integrazione di un braccio robotico con una pompa per calcestruzzo per fabbricare sottostrutture e ancore di turbine eoliche.
L’attuale ricerca del gruppo prevede il ridimensionamento della stampa 3D utilizzando una miscela di cemento, sabbia, aggregati e additivi chimici per controllare la stabilità della forma quando il calcestruzzo è ancora fresco.
“L’energia eolica offshore è una piattaforma quasi perfetta per testare la stampa 3D”, ha dichiarato Jeffrey Youngblood, professore di ingegneria dei materiali a Purdue.
L’obiettivo è comprendere la fattibilità e il comportamento strutturale del calcestruzzo stampato in 3D prodotto su una scala più ampia di quello che il team ha precedentemente studiato in laboratorio. I ricercatori determineranno come la gravità influisce sulla durata della struttura stampata in 3D su larga scala.
“L’idea che abbiamo per questo progetto è di ampliare alcuni dei concetti di design bio-ispirati che abbiamo dimostrato su scala minore con la stampa 3D di pasta di cemento ed esaminarli su una scala più ampia”, ha dichiarato Mohamadreza “Reza” Moini, un Ph.D. candidato in ingegneria civile a Purdue.
“La stampa di motivi geometrici all’interno della struttura e la possibilità di disporre i filamenti o di giocare con la distribuzione dell’acciaio sono entrambe le possibilità che abbiamo preso in considerazione per ottimizzare e rafforzare le strutture”, ha dichiarato Jan Olek, James H. di Purdue e Carol H. Cure Professore di ingegneria civile.
