Soluzioni di casseforme e opere di sostegno più intelligenti, sicure e sostenibili

Grazie ai progressi nei materiali e nella tecnologia, i sistemi di casseforme e impalcati sono diventati più efficienti, durevoli e adattabili, soddisfacendo le mutevoli esigenze dei moderni progetti di costruzione.

Robert Hauser, CEO di Doka, è consapevole che la tecnologia è la chiave per il futuro e l'azienda sta guidando lo sviluppo di prodotti e servizi innovativi per gli utenti del settore.

Hauser afferma che strumenti digitali come BIM (Building Information Modelling) consentono a Doka di creare modelli 3D per le casseforme, ottimizzando l'utilizzo dei materiali e garantendo così una perfetta aderenza.

Doka sta inoltre ottimizzando gli strumenti digitali sotto forma di Concremote. Il sistema di monitoraggio del calcestruzzo dell'azienda utilizza sensori per misurare la temperatura e calcolare la resistenza alla compressione della struttura in calcestruzzo.

Ingegnere Costain che utilizza la tecnologia dei sensori per calcestruzzo (Foto: Costain)

Sensori concreti

Anche l'impresa edile Costain sta utilizzando sensori per calcestruzzo. L'azienda ha utilizzato i sensori per calcestruzzo di Maturix per monitorare la temperatura e la resistenza del calcestruzzo indurente nei progetti di casseforme.

La tecnologia è stata implementata in numerosi progetti Costain nei settori stradale, idrico e ferroviario.

I sensori Gaia 200, grandi quanto uno smartphone, inviano in tempo reale dati sulla temperatura e sulla potenza in modalità wireless a ingegneri, progettisti di lavori temporanei e altri appaltatori specializzati.

Costain afferma che le informazioni possono aiutare gli utenti a prendere decisioni più rapide e consapevoli. Ad esempio, possono decidere quando rimuovere la cassaforma dopo un getto di calcestruzzo.

In media, si dice che l'introduzione di questi sensori abbia ridotto il tempo di posa delle casseforme di circa il 33%.

Un progetto Costain ha già utilizzato i sensori per oltre 80 diverse colate e strutture, eliminando la necessità di condurre test distruttivi su circa 500 cubi di colata.

Bhavika Ramrakhyani, responsabile dei materiali presso Costain, ha commentato: "Abbiamo un ruolo importante da svolgere nel massimizzare l'efficienza per i nostri clienti senza compromettere la qualità o la sicurezza. È importante che i nostri ingegneri abbiano accesso immediato alle informazioni giuste al momento giusto, con informazioni cruciali inviate direttamente ai loro dispositivi e laptop.

"Ciò significa che possono prendere decisioni informate per determinare con precisione quando è più sicuro rimuovere la cassaforma e la struttura provvisoria dopo un getto".

Ramrakhyani aggiunge: "Abbiamo già visto enormi benefici in termini di efficienza. Le velocità di distribuzione dei programmi sono migliorate notevolmente, con tempi di battuta ridotti di un terzo nei siti in cui abbiamo utilizzato i sensori.

“Allo stesso tempo, la tecnologia ci consente di riutilizzare e riutilizzare più strutture temporanee, oltre a ridurre la quantità di materiali utilizzati, riducendo così la nostra impronta di carbonio, il che rappresenta un altro importante vantaggio”.

Potenziale di innovazione

Come Costain, Hauser riconosce che esiste un immenso potenziale di innovazione per rivoluzionare il modo in cui le casseforme vengono prodotte e utilizzate nei cantieri edili.

Aggiunge che progressi come il BIM, le tecniche di prefabbricazione e l'integrazione dell'automazione migliorano già l'efficienza, la sicurezza e la qualità nei processi di costruzione e che in futuro assisteremo a un aumento di tutto questo.

L'azienda di robotica Saeki sta tentando di introdurre nuove tecnologie nel settore delle casseforme. I robot dell'azienda realizzano casseforme stampate in 3D per realizzare elementi di costruzione non standard e personalizzati senza rischi.

Andrea Perissinotto, CEO e fondatore di Saeki (Foto: Saeki)

Saeki afferma che questa è una soluzione sostenibile ed economica per la produzione in piccoli volumi di elementi in calcestruzzo non standard.

La startup attualmente opera con solo due robot che lavorano in modo indipendente per creare casseforme. Queste casseforme vengono spedite direttamente alle aziende edili per essere utilizzate nei cantieri o ai produttori che pre-gettano gli elementi in calcestruzzo e li vendono agli appaltatori.

Tuttavia, l'obiettivo finale dell'azienda non è quello di agire come produttore di casseforme stampate in 3D, bensì di vendere abbonamenti ai suoi servizi per la stampa 3D di casseforme e altri componenti.

Con questo modello di business, noto come "robotica come servizio", Saeki prevede di sviluppare diversi hub di stampa 3D, ciascuno composto da almeno 10 robot. Ciò consentirà ai clienti di tutto il mondo di prenotare del tempo con i robot per evadere gli ordini regolari.

Andrea Perissinotto, uno dei co-fondatori dell'azienda, ha parlato a Construction Briefing. Afferma che se la cassaforma stampata in 3D venisse adottata su larga scala, avrebbe il potenziale per cambiare radicalmente il processo di costruzione e progettazione e ridurre la quantità di calcestruzzo utilizzata.

"Fino all'80% dei materiali utilizzati in un edificio moderno non hanno bisogno di essere presenti", afferma Perissinotto.

"Non c'è bisogno di gettare 30 centimetri di cemento in tutto l'edificio, è semplicemente economico farlo perché il cemento è economico. Ottimizzando la geometria di un edificio e i carichi che vi sono applicati, puoi togliere molto cemento dall'edificio.

"Al momento, questi dettagli di collegamento sono molto costosi perché se si crea una colonna ottimizzata, avrà una sorta di dettagli intricati ed è semplicemente più economico colare una lastra più spessa. Ma con la cassaforma stampata in 3D, queste limitazioni geometriche non sono più limitazioni".

Sviluppi sostenibili

La sostenibilità è un aspetto fondamentale anche nelle ultime innovazioni del settore, come dimostra lo sviluppo di sistemi di casseforme leggeri e riutilizzabili che riducono al minimo gli sprechi e l'impatto ambientale.

Per Hauser di Doka, il futuro delle impalcature e delle casseforme riguarda soluzioni più intelligenti, più sicure e più sostenibili.

Concremote utilizza sensori per misurare la temperatura e calcolare la resistenza alla compressione della struttura in calcestruzzo (Foto: Doka)

Le soluzioni sostenibili stanno diventando centrali per Doka, mentre l'azienda esamina i modi in cui può ridurre le emissioni. Hauser sottolinea che l'azienda con sede in Austria sta utilizzando la sostenibilità basata sui dati per misurare le emissioni di gas serra (GHG) generate dai suoi prodotti durante le fasi del ciclo di vita dei materiali rilevanti.

In questo modo, gli utenti possono comprendere meglio il loro impatto ambientale e valutare le opzioni per ridurre le proprie emissioni selezionando prodotti e sistemi più rispettosi dell'ambiente.

Per Hauser e Doka, l'obiettivo finale è creare prodotti intrinsecamente sostenibili, fondamentali per raggiungere la strategia di emissioni nette zero dell'azienda entro il 2040.

Aggiunge: "I materiali avanzati non solo contribuiscono a rendere i prodotti più rispettosi dell'ambiente, ma ne migliorano anche la maneggevolezza attraverso l'uso di materiali più leggeri e di caratteristiche di sicurezza migliorate".

Attualmente ci sono molte tendenze degne di nota e interessanti nell'edilizia sostenibile, ma una che spicca per Doka è la riduzione dell'impatto ambientale del calcestruzzo, in particolare delle sue significative emissioni di CO2.

Hauser afferma: "La sua resistenza, durevolezza, reperibilità e altri attributi lo rendono un materiale da costruzione indispensabile nel settore delle costruzioni per molti anni a venire. Trovare nuovi modi per rendere più sostenibile l'edilizia con il calcestruzzo richiederà la seria attenzione di tutti gli attori del nostro settore".

Calcestruzzo a basse emissioni di carbonio

Un'opzione promettente, afferma Hauser, è l'uso di miscele di calcestruzzo a basse emissioni di carbonio, che contengono meno clinker ma hanno tempi di stagionatura più lunghi, soprattutto nei climi più freddi.

Ci sono molte tendenze notevoli ed entusiasmanti nell'edilizia sostenibile al momento (Foto: AdobeStock)

"Questo periodo di stagionatura prolungato pone sfide concrete in termini di costi ed efficienza, poiché influisce sulle tempistiche del progetto e richiede che la cassaforma rimanga in posizione per periodi più lunghi.

“I recenti progetti di ricerca collaborativa con leader del settore come Strabag e Holcim in Austria mirano a sviluppare soluzioni che mantengano gli standard prestazionali del calcestruzzo a basse emissioni di carbonio.”

Il contributo di Doka a progetti come questi comprende lo sviluppo di un prototipo di cassaforma riscaldata intelligente, finalizzato ad accelerare lo sviluppo iniziale della resistenza e a facilitare l'implementazione pratica di calcestruzzo a ridotte emissioni di CO2.

"Ciò include l'uso di materiali più sostenibili, la riduzione degli sprechi, l'economia circolare e la riduzione al minimo dell'impronta di carbonio dei progetti di costruzione", afferma Hauser.

“Molte delle soluzioni di cui abbiamo bisogno per arrivare a zero netto esistono già, ma altre devono essere esplorate e innovate. È qui che risiede il potenziale più grande: nel comprendere la sostenibilità come catalizzatore per lo sviluppo di nuovi modelli di business, prodotti o servizi.”

In accordo con Hauser, è chiaro che il settore ha l'opportunità di dare il buon esempio adottando pratiche ecosostenibili per il futuro delle strutture portanti e delle casseforme.