Prof. dr. ing. Adrian Șerban Dima, Senior Partner Allied Engineers Grup
La o primă vedere, lumea construcțiilor înseamnă — cel puțin în ultimele decenii — mult beton și oțel, materiale ce par aceleași dintotdeauna. În realitate însă, materialele utilizate evoluează constant, în ritm cu nevoia de a realiza construcții cu o structură de rezistență mai sănătoasă, mai eficiente energetic și mai durabile. Prof. dr. ing. Adrian Șerban Dima, Senior Partner Allied Engineers Grup, vorbește în acest interviu despre beneficiile utilizării materialelor inovatoare și despre cum ar putea modela ele viitorul domeniului construcțiilor.
În domeniul construcțiilor apar din ce în ce mai multe materiale inovatoare. Ce fel de îmbunătățiri aduc?
Ca în multe alte zone, și în domeniul construcțiilor cercetarea avansează rapid, tehnologiile evoluează constant și permit realizarea unor materiale noi, cu performanțe tot mai bune. Compoziția acestor noi materiale asigură durabilitatea, eficiența energetică, siguranța și sustenabilitatea construcțiilor realizate. Iată doar câteva exemple: betonul cu auto-reparare (bio-beton), care își umple singur microfisurile; fibrele compozite, care oferă rezistență ridicată și o greutate scăzută; oțelurile cu rezistență mare, care asigură durabilitate sporită și un consum mai mic de materiale. Sunt dezvoltate materiale care să poată face față unor temperaturi extreme, o calitate esențială în contextul schimbărilor climatice. Nu în ultimul rând, vorbim de materiale inovatoare pentru asigurarea unui confort sporit și realizarea de finisaje estetice.
Ce beneficii aduce utilizarea acestor noi tipuri de materiale în construcții?
Principalele beneficii țin de asigurarea unei rezistențe mai bune, unei greutăți mai mici și, adesea, unei durabilități mai mari a structurilor de rezistență, comparativ cu utilizarea materialelor tradiționale. De exemplu, compozitele din fibră de carbon au o rezistență deosebită la tracțiune, ceea ce le face ideale pentru structuri care trebuie să suporte sarcini mari, dar și pentru elemente ușoare. Un alt beneficiu major este rezistența la factori de mediu, cum ar fi umezeala, agenții chimici și razele UV, ceea ce contribuie la o durată de viață mai mare a construcției. În plus, aceste materiale permit adesea o flexibilitate mai mare în design, reducând restricțiile impuse de utilizarea materialelor tradiționale.
Foarte importantă este utilizarea acestor materiale la proiectarea de poduri sau de clădiri mai rezistente și mai sigure la solicitări dinamice și cutremure.
Materialele inovatoare ne-au permis să realizăm o serie de proiecte spectaculoase. Un exemplu ar fi proiectul Globalworth Tower, realizat în anul 2014, unul dintre primele proiecte din România în care s-a utilizat beton armat monolit de înaltă rezistență, clasa C60/75. Utilizarea acestui tip de material a fost o necesitate, datorită forțelor de compresiune uriașe, de până la 4.000 tone, la care sunt solicitați stâlpii.
Ce provocări întâmpină proiectanții și constructorii în utilizarea acestor materiale?
O provocare majoră ține de costul acestora, care tinde să fie mai mare decât al materialelor tradiționale. Proiectanții și arhitecții trebuie să fie la curent cu cele mai potrivite soluții inovatoare și să propună utilizarea lor în acord cu specificul proiectului. De asemenea, multe dintre aceste materiale necesită metode speciale de utilizare si montaj și, prin urmare, este nevoie de echipe de constructori cu o pregătire adecvată. În plus, ele trebuie testate temeinic în ceea ce privește durabilitatea și compatibilitatea cu celelalte componente structurale ale construcției, pentru a garanta siguranța pe termen lung a acesteia.
Ce rol joacă digitalizarea și simulările virtuale în implementarea materialelor inovatoare?
Digitalizarea și simulările virtuale sunt esențiale în integrarea noilor materiale. Prin modelare avansată, cum ar fi BIM (Building Information Modelling), inginerii pot înțelege mai bine, încă din faza de proiectare, comportamentul unor astfel de materiale în structura unei clădiri (cât și al clădirii proiectate cu aceste materiale). De asemenea, simulările pot previziona modul în care materialele inovatoare reacționează în condiții extreme, ceea ce ajută la optimizarea proiectelor din punct de vedere structural și economic. Totodată, dezvoltarea tehnologiilor de printare 3D facilitează utilizarea acestor materiale pentru a crea componente structurale și chiar structuri întregi, cu un consum minim de materiale și o durată de execuție considerabil mai mică.
Cum ar putea schimba aceste materiale viitorul construcțiilor?
Cu siguranță, materialele inovatoare ne vor ajuta să proiectăm construcții mai eficiente, mai rezistente la cutremure, mai ușor de întreținut și mai ecologice: clădirile vor fi mai ușor de realizat, mai sustenabile și mai eficiente energetic. Inginerii proiectanți și arhitecții își vor putea folosi din plin creativitatea pentru a realiza structuri îndrăznețe, fie că vorbim despre zgârie-nori, proiecte rezidențiale sau infrastructură de transport. De asemenea, aceste materiale vor ajuta la reducerea amprentei de carbon a sectorului construcțiilor, contribuind semnificativ la sustenabilitatea urbană și la adaptarea orașelor la provocările climatice viitoare.
Vedem deja cum noile materiale și domeniul construcțiilor evoluează: adesea, inovațiile apar din situații specifice, în care soluția optimă nu poate fi asigurată prin utilizarea materialelor tradiționale. Astfel de constrângeri au generat soluții alternative la scară largă. Există, în prezent, multe materiale sau soluții experimentale apărute tocmai din astfel de contexte, care pot deveni în timp, după testări, inovațiile pe care le vom vedea în proiectele mari, peste 10-15 ani.
Ce pași ar trebui să facă industria construcțiilor pentru a adopta pe scară largă aceste materiale inovatoare?
În primul rând, este necesară o colaborare strânsă între cercetători, producători de materiale și ingineri pentru a elabora standarde și norme adaptate acestor materiale. De asemenea, este nevoie de investiții în formarea profesională, astfel încât echipele de constructori să aibă abilitățile necesare pentru a lucra cu noile materiale. Nu în ultimul rând, ar fi de ajutor introducerea unor stimulente guvernamentale și parteneriate public-private pentru a susține proiectele de cercetare și implementare.