Asfalto auto-riparante: la rivoluzione verde con spore vegetali e olio di girasole

Un team di ricercatori internazionali, composto da esperti della Swansea University, del King’s College di Londra e dell’Universidad del Bío-Bío a Concepción, ha sviluppato un asfalto auto-riparante utilizzando rifiuti di biomassa e intelligenza artificiale. L’obiettivo del progetto era trovare una soluzione innovativa e sostenibile per affrontare il problema delle buche stradali, eliminando così la necessità di costosi interventi di manutenzione e riparazione manuale.

LA SOLUZIONE

Un moderno sistema stradale è solitamente costituito da due o tre strati di asfalto, con una durata prevista che varia tra i 20 e i 40 anni. Le crepe e le fratture si formano quando il legante bituminoso – composto da asfalteni e malteni (resine e oli) – subisce un processo di indurimento a causa dell’ossidazione. Questo fenomeno, unito allo stress derivante dal passaggio dei veicoli, accelera il deterioramento della pavimentazione.

Anche se questo processo non è reversibile, è possibile ripristinare le caratteristiche viscoelastiche della miscela asfaltica aggiungendo bitume ad alta penetrazione o un agente rigenerante. Questa aggiunta permette di ridurre la rigidità del legante ossidato, allungando così la durata della pavimentazione. È proprio in questo contesto che entra in gioco il rigenerante incapsulato sviluppato dal team di ricerca.

L’IMPIEGO DI SPORE BIOLOGICHE

Per la prima volta, i ricercatori hanno proposto l’uso di spore biologiche (Lycopodium clavatum) per incapsulare rigeneranti a base di olio riciclato. Le spore sono state trattate chimicamente e riempite con una miscela di olio di girasole e sporopollenina, un biopolimero resistente che si trova nelle pareti esterne dei granuli di polline. Quando l’asfalto inizia a danneggiarsi, le spore rilasciano il loro contenuto, contribuendo a riparare le fessure e a invertire il processo di deterioramento. I test in laboratorio hanno dimostrato che questo innovativo materiale è capace di riparare completamente una microfessura sulla superficie asfaltata in meno di un’ora.

Nel corso degli studi, è stato impiegato l’apprendimento automatico per analizzare le molecole organiche presenti in fluidi complessi come il bitume. Grazie a un nuovo modello basato su dati, il team è riuscito ad accelerare le simulazioni degli atomi, avanzando così nella ricerca sull’ossidazione del bitume e sulla formazione di crepe.

Il dott. Jose Norambuena-Contreras, docente del dipartimento di ingegneria civile dell’Università di Swansea ed esperto di queste tipologie di asfalti stradali afferma che:

Come parte del nostro studio interdisciplinare, abbiamo riunito esperti di ingegneria civile, chimica e informatica, combinando queste conoscenze con gli strumenti di intelligenza artificiale all’avanguardia di Google Cloud. Siamo orgogliosi di promuovere lo sviluppo di asfalto auto-riparante utilizzando rifiuti di biomassa e intelligenza artificiale. Questo approccio posiziona la nostra ricerca all’avanguardia nell’innovazione infrastrutturale sostenibile, contribuendo allo sviluppo di strade a zero emissioni nette con maggiore durata