Come si fa a fare galleggiante di cemento?!

Sì. Il calcestruzzo può galleggiare. Come, può essere immerso in un secchio d’acqua e in realtà riemergere. Come partecipante di lunga data della competizione nazionale di canoa in cemento ASCE, penso che questa sia la domanda più comune che ottengo dagli estranei. Questa competizione richiede agli studenti di ingegneria di tutto il mondo di progettare e costruire canoe dal cemento e combattere testa a testa in paddling, estetica, un documento di progettazione tecnica e una presentazione orale.

È divertente che così tante persone siano in soggezione per l’idea di una nave di cemento. Mi rendo conto che il calcestruzzo convenzionale è un materiale denso, ma hai mai pensato a una nave d’acciaio? La maggior parte delle grandi barche sono in acciaio (si pensi: navi da crociera, portaerei e navi da carico). Ma l’acciaio è tre volte più denso del cemento! Il principio di Archimede è la ragione fondamentale per cui queste navi non affondano come mattoni. Fondamentalmente, se il peso del fluido spostato dall’oggetto supera il peso dell’oggetto stesso, allora galleggia!

Sorprendentemente, le navi da guerra in cemento furono costruite durante la prima e la seconda guerra mondiale a causa della carenza di acciaio in tempo di guerra. Secondo Wikipedia, erano anche comunemente usati come chiatte in Europa nei primi anni del 1900. Tuttavia, le navi fatte con altri materiali erano più facili da costruire e più economiche da usare, quindi non si vedono molte navi in cemento in giro oggi. Alcune delle vecchie navi in tempo di guerra può ancora essere visto oggi, e Divertente Pianeta ha un grande articolo su queste navi di cemento.

Così ora la domanda rimane: perché gli studenti di ingegneria civile fanno canoe dal cemento? Beh, l’unica risposta ragionevole e ‘ che ASCE ce l’ha fatto fare. Hanno una competizione nazionale per determinare chi può costruire la canoa più efficiente dal cemento. Tuttavia, a differenza di queste vecchie navi da guerra, il nostro calcestruzzo è in realtà progettato per essere meno denso dell’acqua, quindi galleggiano quando sono completamente sommersi.

Per spiegare come raggiungerlo, dobbiamo iniziare parlando delle basi del calcestruzzo. Il calcestruzzo è costituito da tre ingredienti principali: cemento, acqua e aggregati (ghiaia, sabbia, ecc.). Si noti che il cemento è un ingrediente del calcestruzzo e cambia chimicamente da una sostanza in polvere a un materiale da costruzione indurito quando mescolato con acqua e curato nel tempo. È analogo all’uso della farina come ingrediente per la torta. Aggiungi la farina a una miscela di ingredienti, cuocila (cioè alterala chimicamente) e poi ottieni una deliziosa torta alla fine. Non prenderei un sacchetto di farina e mi riferirei ad esso come torta, quindi per favore non puntare sul marciapiede e riferirmi ad esso come cemento.

Si noti che tutti gli ingredienti del calcestruzzo sono piuttosto pesanti. Il cemento è circa tre volte più denso dell’acqua e gli aggregati sono generalmente circa due volte più densi dell’acqua. Intuitivamente, quando si combinano questi ingredienti, si ottiene un prodotto finale molto più pesante dell’acqua. Quello che facciamo è rimuovere gli aggregati e sostituirli con piccolissime perle di vetro riciclato (alcune sono circa il 10% della densità dell’acqua) per diminuire il peso complessivo del calcestruzzo. Il risultato finale è un calcestruzzo leggero e relativamente resistente.

Il calcestruzzo che realizziamo per queste canoe di cemento è molto diverso dal normale calcestruzzo che vedresti. Il nostro calcestruzzo non è generalmente molto fluido e ha una consistenza più simile alla pasta biscotto. Piuttosto che versarlo in una forma, è confezionato a mano su uno stampo. La sfida è quella di trovare gli ingredienti ottimali per rendere la canoa della tua squadra leggera, resistente ed esteticamente gradevole.

Sei interessato a saperne di più sulle canoe in cemento? Controlla il regolamento ufficiale o visita concretecanoe.org.