Introduzione al Progetto di Riparazione
Un team congiunto dell’University of Massachusetts Amherst (UMass Amherst) e del Dipartimento di Ingegneria Meccanica del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha testato la tecnologia di cold spray per intervenire sul ponte “Brown Bridge” di Great Barrington, costruito nel 1949. Questa applicazione in ambito infrastrutturale segna un passo in avanti rispetto ai tradizionali metodi di manutenzione e punta a offrire un’alternativa più rapida, economica e con minori impatti sul traffico veicolare.
Tecnologia del Cold Spray e Applicazioni Precedenti
Il procedimento di cold spray sfrutta getti di particelle metalliche ad alta velocità per depositare strati successivi sull’elemento da riparare, ripristinandone lo spessore e le capacità strutturali. In passato questa tecnica ha trovato impiego nel restauro di scafi navali, gusci di sommergibili e componenti aeronautici. Aziende come VRC Metal Systems e Impact Innovations, attive nella produzione di sistemi di spruzzatura criogenica, hanno brevettato polveri di rame, acciaio e titanio capaci di aderire senza fusione termica, riducendo il rischio di alterazioni metallurgiche.
Partnership e Sostegno Istituzionale
Alla sperimentazione partecipano il Massachusetts Department of Transportation (MassDOT), la Massachusetts Technology Collaborative (MassTech), il Dipartimento dei Trasporti degli Stati Uniti (USDOT) e la Federal Highway Administration (FHWA). Il Massachusetts Manufacturing Innovation Initiative ha fornito le attrezzature necessarie, incluse postazioni mobili di cold spray basate su sistemi Kinetic Concepts, consentendo al gruppo di effettuare l’intervento senza ricorrere a strutture fisse di cantiere.
Analisi con Scansione 3D LiDAR
Per individuare con precisione le aree più degradate, il team ha integrato un sistema di scansione LiDAR 3D prodotto da Leica Geosystems. Il modello digitale ottenuto consente di misurare le cavità dovute alla corrosione e di calibrare il programma di spruzzatura per sovrapporre materiale soltanto nei punti necessari. Rispetto alle ispezioni visive, il rilievo LiDAR accelera la definizione dell’area di intervento e riduce gli scarti di polvere metallica.
Verifica delle Riparazioni e Prospettive di Analisi
Poiché il ponte sarà smantellato nei prossimi anni, dopo la dismissione delle parti cold-sprayed i ricercatori estrarranno campioni per valutare resistenza meccanica e comportamento alla corrosione in condizioni reali. Il confronto con prove di laboratorio, condotte su coupon metallurgici prodotti da Element Materials Technology, permetterà di calibrare i parametri di spruzzatura e le proprietà della polvere per ottimizzare la durabilità.
Metodologie Alternative di Bioprinting e Stampa dei Materiali da Costruzione
Oltre al cold spray, emergono altre tecniche di stampa 3D per la manutenzione delle infrastrutture. L’University College London (UCL) ha sviluppato un sistema dedicato alla riparazione di asfalto, capace di erogare miscele bituminose su crepe e buche stradali con moduli di pompaggio controllati. La ditta Cintec, specializzata in ingegneria strutturale, ha invece impiegato rinforzi in acciaio inseriti attraverso additive manufacturing per consolidare l’edificio storico Red House a Trinidad e Tobago, sfruttando ancoraggi lunghi oltre 36 metri.
Prospettive e Collaborazioni Future
Secondo John Hart del MIT, l’iniziativa apre la strada a una trasformazione digitale dell’ispezione e della manutenzione delle infrastrutture. Prossime collaborazioni coinvolgeranno startup biotecnologiche e produttori di idrogel intelligenti, volti a integrare sensori di monitoraggio strutturale durante il processo di stampa. L’obiettivo è arrivare a interventi di riparazione “in situ” con robot mobili, capaci di operare senza interrompere la circolazione veicolare.
