O echipă de ingineri din SUA a inventat betonul autoîncălzit, care topeşte zăpada şi gheaţa de pe el fără vreo sursă externă de energie

Peste tot în lume unde există drumuri în regiuni climatice ce presupun îngheţuri şi zăpezi apare periodic şi necesitarea curăţării drumurilor sau cel puţin tratarea lor cu material antiderapant. E un proces ce necesită multiple autospeciale, muncitori, mii de tone de material antiderapant, iar curăţarea mecanică a drumurilor le mai predispune şi la deteriorări pe perioada iernii. Iar pe lângă asta, materialul antiderapant mai poate favoriza şi coroziunea accelerată a unor maşini. Ei bine, acum o echipa de ingineri de la Universitatea Drexel din SUA a inventat betonul auto încălzit, care topeşte zăpada şi gheaţa căzută pe el, fără a utiliza vreo sursă externă de energie. Autorii aceste invenţii spun că betonul creat de el ar putea economisi miliarde de dolari în întreaga lume în costuri de deszăpezire.

Ideea de a avea alei încălzite, eventual în interiorul unor curţi, nu e absolut nouă, doar că ea foloseşte de obicei conducte subterane cu apă caldă sau circuite electrice, care generează căldura necesară topirii zăpezii şi gheţii. Şi e o metodă foarte energofagă, risipitoare de energie şi bani.

Invenţia de acum a inginerilor din SUA, însă, nu foloseşte nici o asemenea sursă externă de energie şi prin urmare nu risipeşte vreo sursă de energie în niciun fel, şi nu doar că nu generează emisii CO2 prin vreo energie consumată, ci şi contribuie la evitarea emisiilor de la autospecialele care ar curăţa drumurile. Aşadar, care e secretul acestui nou tip de beton?

Ei bine, e vorba de o compoziţie specială a betonului, care conţine în ea o parafină specială, cu punct coborât de topire. În formă pură, aşa cum a fost elaborată şi cizelată în laborator, parafina e lichidă la temperatura de cameră, însă la temperaturi mai mici tinde să devină solidă, iar partea cea mai interesantă e că materialul e unul schimbător de fază termică, adică absoarbe căldură când e o diferenţă în jurul său, iar când se răceşte, generează şi emană căldură pentru un timp îndelungat.

Atunci când e pus în compoziţia betonului, materialul îi redă acestuia şi o uşoară elasticitate ce-l protejează de ciclurile de îngheţ şi dezgheţ, dar totodată transformă betonul într-un material care absoarbe căldura din jurul său chiar şi atunci când sunt diferenţe mici pe timp de zi, sau raze ale soarelui care să încălzească uşor suprafaţa. Ulterior, când intervine răcirea, căldura captată anterior ajunge pentru ore în şir de emanare discretă, care topeşte zăpada şi gheaţa de pe acest beton, chiar dacă afară temperaturile coboară simţitor sub zero grade.

Mixarea betonul are loc cu microcapsule de parafină direct la formarea betonului, sau la amestecarea anterioară a prundişului. Inginerii au testat diverse concentraţii pe 3 mostre, pentru a identifica cea mai bună dintre ele şi testele au durat doi ani, cu trei plăci de beton expuse în permanenţă afară în decursul a doi ani.

Aceste teste au arătat că plăcile de beton au trecut prin 32 de cicluri de ninsori şi îngheţare cu depunere de gheaţă şi au putut topi de fiecare dată reuşind să topească zăpada şi gheaţa de pe ele. Suprafaţa betonului s-a menţinut la temperaturi cuprinse în 5 şi 12 grade Celsius pe o perioadă de circa 10 ore după atingerea punctului de îngheţ al aerului de la sol, ceea ce i-a permis să topească zăpada de pe el cu o rată medie de circa 0,64 cm pe oră. În 10 ore, până la 6-7 cm de zăpadă sunt topite astfel.

După acest timp, dacă ninsorile mai continuă, betonul ajunge şi el la temperaturi mai mici de zero şi atunci zăpada încetează a mai fi topită. Ulterior, când are parte de temperaturi mai mari, acesta absoarbe din nou căldură şi reia ciclul. Zece ore şi 6-7 cm de zăpadă par puţine, însă e perfect suficient pentru a elimina vreo 60-80% din intervenţiile drumarilor, inclusiv toate intervenţiile când e vorba de gheţuş şi deja de ninsori slabe şi medii. Doar la ninsori mai puternice ar rămâne necesitatea intervenirii cu autospeciale. Şi o contribuţie poate la fel de mare ar fi în elasticitatea pe care o conferă betonului, ceea ce ar lungi mult durata de viaţă.

Inginerii americani spun că ar mai fi loc de îmbunătăţit consistenţa şi compoziţia, însă rezultatele încurajatoare îi determină deja de a căuta soluţii pentru plasarea în producţie a acestui material pentru folosirea lui la construcţii de alei şi chiar autostrăzi.