Alcune applicazioni molto rare, richiedono l'uso di un tipo di calcestruzzo particolarmente resistente: il calcestruzzo ad alta densità. Grazie alla capacità degli elementi ferrosi in esso contenuti di attenuare le radiazioni ionizzanti, questo materiale è usato abitualmente come protezione biologica. Una proprietà che fa sì che sia comunemente impiegato nella costruzione di strutture con esigenze di radioprotezione, tra cui gli edifici che ospitano acceleratori di particelle in ospedali o industrie. È proprio questa l’applicazione a cui è destinato il calcestruzzo che Holcim ha prodotto per il CERN, uno dei più prestigiosi laboratori di fisica fondamentale al mondo, nell’ambito della costruzione di un laboratorio unico: il Nanolab del laboratorio ISOLDE.
Un materiale adattato ai vincoli relativi ad un edificio dalle esigenze specifiche
Il laboratorio ISOLDE è specializzato nella produzione di fasci di radioisotopi esotici utilizzati per un programma di fisica di base e applicata. I materiali radioattivi vengono prodotti in un laboratorio dedicato alla movimentazione e allo stoccaggio di questo tipo di materiali, detto di tipo A, che presenta requisiti tecnici molto particolari. Il nuovo ampliamento è destinato a un programma di ricerca e sviluppo sulla produzione di carburo di uranio e sarà operativo nel 2021.
L’ampliamento di questo laboratorio fuori dal comune ha spinto il CERN a definire un capitolato particolarmente restrittivo, adattato alle specifiche caratteristiche dell'edificio, per tutte le infrastrutture tecniche. Per soddisfare tali requisiti, è stato necessario optare per un prodotto da costruzione in grado di resistere a qualsiasi prova. “Il Nanolab ospita laboratori radiologici di tipo A e una zona di stoccaggio dei prodotti radioattivi derivanti dai nostri esperimenti”, spiega Martin Manfredi, ingegnere incaricato della parte di ingegneria civile e dell'edilizia del progetto presso il CERN. “La costruzione di una parete di schermatura di 40 cm di spessore è necessaria per impedire l’emissione delle radiazioni verso l’esterno. Il calcestruzzo pesante è il mezzo più efficace di protezione dalle radiazioni grazie alla sua densità e al ferro in esso contenuto.”
Progettazione su misura
La soluzione è un materiale da costruzione efficiente che soddisfa questi difficili requisiti grazie alla sua altissima densità (3,9 t / m³). “Il calcestruzzo pesante ha una massa volumica molto più elevata del calcestruzzo classico”, afferma Jean-Pierre Allegret, responsabile tecnico-commerciale di Holcim Svizzera. “I cantieri in cui viene utilizzato questo tipo di calcestruzzo sono rari, in quanto è riservato ad applicazioni molto specifiche. Normalmente è impiegato nella costruzione di ospedali, per garantire la protezione dalle radiazioni, ma per noi si è trattato del primo incarico di questo genere”.