I ricercatori del MIT affermano di aver fatto una svolta nella stampa 3D per le riparazioni dei ponti

Un team guidato dall'Università del Massachusetts ad Amherst, in collaborazione con i ricercatori del Dipartimento di Ingegneria Meccanica (MechE) del MIT, ha affermato che la spruzzatura a freddo potrebbe ridurre i costi di riparazione delle infrastrutture e attenuare le interruzioni del traffico.

Hanno testato la tecnologia sul "ponte rosso" di Great Barrington, Massachusetts, costruito nel 1949. La tecnica prevede la spruzzatura di particelle di polvere metallica ad alta velocità per rivestire sezioni di travi d'acciaio sui ponti. Spruzzature ripetute creano più strati, ripristinando lo spessore e altre proprietà strutturali dell'area trattata.

Il MIT ha affermato che, sebbene il metodo sia stato applicato ad altre grandi strutture come sottomarini e aeroplani, questa è la prima volta che viene applicato ai ponti.

I ponti rappresentano una sfida a causa delle loro dimensioni e del fatto che la stampante 3D deve essere portata in loco.

Ma Simos Gerasimidis, professore associato di ingegneria civile e ambientale presso l'Università del Massachusetts Amherst, ha dichiarato: "Ora che abbiamo completato questa riparazione proof-of-concept, vediamo chiaramente la strada verso una soluzione molto più rapida, meno costosa, più semplice e meno invasiva. A nostra conoscenza, questa è una novità assoluta. Certo, c'è ancora molto da fare in termini di ricerca e sviluppo, ma questo rappresenta un traguardo enorme".

Il processo accelera l'acciaio in polvere in un gas compresso, dopodiché il tecnico utilizza un applicatore per spruzzare l'acciaio sulla trave. Spruzzature ripetute creano più strati, ripristinando lo spessore e altre proprietà strutturali. (Immagine: MIT)

Il processo ha utilizzato metodi di scansione LiDAR 3D per sostituire le valutazioni visive. Ciò consente ai ricercatori di identificare con precisione la corrosione, sviluppare un piano di riparazione digitale e depositare il materiale solo dove necessario.

"Combinando la scansione con il deposito preciso del materiale, possiamo essere molto mirati e dire: 'stamperemo qui, qui e qui e daremo a questo ponte altri 10 anni di vita', il che è un risultato grandioso", ha affermato Gerasimidis.

Ha aggiunto che questa tecnica consente alle auto di continuare ad attraversare mentre il ponte viene spruzzato, riducendo così i disagi al traffico.

Il ponte rosso sarà demolito tra qualche anno. Dopodiché, il team dell'UMass riporterà le travi spruzzate in laboratorio e le testerà, misurando l'efficacia dell'adesione della polvere d'acciaio depositata alla struttura sul campo rispetto a quella di un laboratorio controllato. Potranno anche verificare se la polvere si è ulteriormente corrosa dopo la spruzzatura e determinarne le proprietà di resistenza meccanica.

Secondo il Report Card for America's Infrastructure del 2025, circa il 49% dei ponti negli Stati Uniti è in condizioni "discrete" e il 6,8% è classificato come "scadente". Il costo previsto per il loro ripristino supera i 191 miliardi di dollari, secondo il MIT.

John Hart, professore del 1922 presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica del MIT, ha dichiarato: "Si tratta di una straordinaria collaborazione in cui tecnologie all'avanguardia vengono impiegate per rispondere a un'esigenza infrastrutturale critica nel Commonwealth e in tutti gli Stati Uniti. Credo che siamo solo all'inizio di una trasformazione digitale dell'ispezione, della riparazione e della manutenzione dei ponti, tra molti altri importanti casi d'uso".