TEDxDelft
Erik Schlangen: A "self-healing" asphalt
Erik Schlangen: L'asfalto auto-rigenerante
Filmed:
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Le strade asfaltate sono belle da vedere, ma si danneggiano facilmente e sono costose da riparare. Erik Schlangen mostra un nuovo tipo di asfalto poroso fatto di materiali semplici con una caratteristica sorprendente: se fessurati, si possono rigenerare con calore a induzione. (Filmato a TEDxDelft.)
Erik Schlangen - Experimental micromechanics pioneer
Erik Schlangen is a civil engineer and pioneer of experimental micromechanics, who focuses on making industrial materials more durable. Full bio
Erik Schlangen is a civil engineer and pioneer of experimental micromechanics, who focuses on making industrial materials more durable. Full bio
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(Martello)
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(Laughter)
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(Risate)
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(Microwave beeps) (Laughter)
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(Bip di microonde)
(Risate)
(Risate)
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You probably all agree with me
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Probabilmente concorderete con me
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that this is a very nice road.
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77721
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che questa strada è molto bella.
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It's made of asphalt,
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80496
2159
È fatta di asfalto,
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and asphalt is a very nice material to drive on,
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82655
3234
e l'asfalto è un materiale su cui ci piace guidare,
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but not always, especially not on these days as today,
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85889
4134
ma non sempre, specialmente in questi giorni
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when it's raining a lot.
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90023
1851
in cui sta piovendo molto.
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Then you can have a lot of splash water in the asphalt.
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91874
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Sull'asfalto si possono formare tante pozzanghere.
01:50
And especially if you then ride with your bicycle,
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94822
2294
Specialmente se poi andate in bicicletta
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and pass these cars, then that's not very nice.
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97116
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e vi sorpassano le automobili, non è simpatico.
01:56
Also, asphalt can create a lot of noise.
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101061
3110
Inoltre, l'asfalto può produrre molto rumore.
02:00
It's a noisy material,
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104171
1614
È un materiale rumoroso,
02:01
and if we produce roads like in the Netherlands,
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105785
2444
e se costruiamo strade come qui, nei Paesi Bassi,
02:04
very close to cities, then we would like a silent road.
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4132
in prossimità delle città, ci piacerebbe che fossero silenziose.
02:08
The solution for that is to make roads
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112361
3269
La soluzione è realizzare strade
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out of porous asphalt.
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115630
2177
utilizzando asfalto poroso.
02:13
Porous asphalt, a material that we use now
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1991
L'asfalto poroso, un materiale ora impiegato
02:15
in most of the highways in the Netherlands,
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119798
2959
in quasi tutte le autostrade dei Paesi Bassi,
02:18
it has pores and water can just rain through it,
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122757
3444
presenta diversi pori in cui l'acqua si incanala,
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so all the rainwater will flow away to the sides,
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126201
2901
così tutta l'acqua scorre verso i lati della strada
02:25
and you have a road that's easy to drive on,
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129102
2089
e questa risulta più facilmente percorribile
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so no splash water anymore.
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131191
1930
e non si creano pozzanghere.
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Also the noise will disappear in these pores.
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133121
3162
Anche il rumore sparisce grazie a questi pori.
02:32
Because it's very hollow, all the noise will disappear,
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136283
3023
E le micro cavità dell'asfalto assorbono tutto il rumore,
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so it's a very silent road.
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139306
2588
rendendo la strada silenziosa.
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It also has disadvantages, of course,
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141894
3545
Ovviamente ci sono anche svantaggi,
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and the disadvantage of this road is that raveling can occur.
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145439
4162
in particolare la possibilità di fessurazioni del manto stradale.
02:45
What is raveling? You see that in this road
29
149601
2925
Di che si tratta? Vedete come in questa strada
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that the stones at the surface come off.
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152526
2621
i ciottoli superficiali tendano a staccarsi.
02:51
First you get one stone, then several more,
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5278
Prima un ciottolo, poi molti altri,
02:56
and more and more and more and more,
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160425
1742
e poi via via sempre di più,
02:58
and then they -- well, I will not do that. (Laughter)
33
162167
3567
e poi succede che -- beh, non ve lo dimostro. (Risate)
03:01
But they can damage your windshield,
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165734
2914
Ma possono danneggiare il parabrezza,
03:04
so you're not happy with that.
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168648
1790
e questo non va bene.
03:06
And finally, this raveling can also lead to more and more damage.
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170438
3990
E infine queste fessurazioni possono sfociare in problemi maggiori.
03:10
Sometimes you can create potholes with that.
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174428
2616
Talvolta si possono creare delle buche.
03:12
Ha. He's ready.
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177044
4061
Ah. È pronto.
03:17
Potholes, of course, that can become a problem,
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181105
3185
Buche che, ovviamente, possono diventare un problema,
03:20
but we have a solution.
40
184290
1543
ma abbiamo una soluzione.
03:21
Here you see actually how the damage appears in this material.
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185833
3258
Qui vedete come appaiono i danni sul materiale.
03:24
It's a porous asphalt, like I said, so you have only
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189091
2000
Come dicevo è un asfalto poroso, per cui c'è
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a small amount of binder between the stones.
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191091
2772
solo una piccola quantità di legante tra i ciottoli.
03:29
Due to weathering, due to U.V. light, due to oxidation,
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193863
3319
A causa delle condizioni meteo, dei raggi UV, dell'ossidazione
03:33
this binder, this bitumen,
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197182
2728
questo legante, questo bitume,
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the glue between the aggregates is going to shrink,
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199910
2673
il collante che unisce gli aggregati si restringe,
03:38
and if it shrinks, it gets micro-cracks,
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202583
1945
e in questo modo si generano micro-fessure
03:40
and it delaminates from the aggregates.
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204528
1722
e si sfalda, staccandosi dagli aggregati.
03:42
Then if you drive over the road, you take out the aggregates --
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206250
2560
E le gomme dei mezzi di passaggio asportano i ciottoli --
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what we just saw here.
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208810
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come abbiamo appena visto.
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To solve this problem, we thought of self-healing materials.
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211806
3814
Per risolvere il problema abbiamo concepito dei materiali auto-rigeneranti.
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If we can make this material self-healing,
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215620
2661
Se facciamo sì che questo materiale si ripari da sé,
03:54
then probably we have a solution.
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218281
3193
forse abbiamo la soluzione.
03:57
So what we can do is use steel wool just to clean pans,
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221474
4594
E allora prendiamo la lana d'acciaio che si usa per pulire le pentole
04:01
and the steel wool we can cut in very small pieces,
55
226068
3485
e la tagliamo in tanti pezzettini,
04:05
and these very small pieces we can mix to the bitumen.
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229553
3904
e poi mescoliamo il tutto con il bitume.
04:09
So then you have asphalt
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233457
1745
Otterremo dunque un asfalto
04:11
with very small pieces of steel wool in it.
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235202
3067
che contiene piccolissimi pezzi di lana d'acciaio.
04:14
Then you need a machine, like you see here,
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238269
2791
Poi serve una macchina, come quella che vedete,
04:16
that you can use for cooking -- an induction machine.
60
241060
3139
che si usa per cucinare -- una macchina ad induzione.
04:20
Induction can heat, especially steel; it's very good at that.
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244199
4049
L'induzione genera calore, e scalda molto bene l'acciaio.
04:24
Then what you do is you heat up the steel,
62
248248
2682
Dunque riscaldiamo l'acciaio,
04:26
you melt the bitumen,
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250930
1491
facciamo fondere il bitume,
04:28
and the bitumen will flow into these micro-cracks,
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252421
2566
e il bitume penetrerà in queste micro-fessure
04:30
and the stones are again fixed to the surface.
65
254987
3207
fissando nuovamente i ciottoli tra di loro.
04:34
Today I use a microwave because I cannot take
66
258194
3962
Oggi userò il microonde perché non è possibile usare
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the big induction machine here onstage.
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262156
2237
sul palco la grossa macchina ad induzione.
04:40
So a microwave is a similar system.
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264393
2880
Le microonde funzionano in modo analogo.
04:43
So I put the specimen in, which I'm now going to take out
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267273
3645
Adesso andrò a estrarre il campione che avevo inserito,
04:46
to see what happened.
70
270918
3252
e vedremo cosa succede.
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So this is the specimen coming out now.
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274170
2493
Ecco qui il campione.
04:52
So I said we have such an industrial machine in the lab
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276663
4393
Vi dicevo che in laboratorio abbiamo una macchina industriale
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to heat up the specimens.
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281056
2272
per scaldare i campioni.
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We tested a lot of specimens there,
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283328
2090
Abbiamo testato molti campioni,
05:01
and then the government, they actually saw our results,
75
285418
3175
e dei tecnici inviati dal governo hanno visto i nostri risultati.
05:04
and they thought, "Well, that's very interesting. We have to try that."
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288593
3950
Hanno pensato, "Beh, è molto interessante. Lo dobbiamo provare."
05:08
So they donated to us a piece of highway,
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292543
2316
Ci hanno messo a disposizione un tratto di autostrada,
05:10
400 meters of the A58, where we had to make
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294859
3487
400 metri sulla A58, dove abbiamo dovuto creare
05:14
a test track to test this material.
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298346
2510
un percorso di prova per testare il materiale.
05:16
So that's what we did here. You see where we were making the test road,
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300856
3532
Ecco quello che abbiamo fatto, vedete la realizzazione del tratto di strada,
05:20
and then of course this road will last several years
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304388
4498
e naturalmente questa strada durerà molti anni
05:24
without any damage. That's what we know from practice.
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308886
3288
senza alcun danno. E' ciò che emerge dalla sperimentazione.
05:28
So we took a lot of samples from this road
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312174
2779
Abbiamo prelevato molti campioni di manto stradale
05:30
and we tested them in the lab.
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314953
2269
e li abbiamo testati in laboratorio.
05:33
So we did aging on the samples,
85
317222
2917
Li abbiamo invecchiati,
05:36
did a lot of loading on it, healed them with our induction machine,
86
320139
3612
sottoposti a pressione, e poi li abbiamo rigenerati con la nostra macchina,
05:39
and healed them and tested them again.
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323751
2826
e infine li abbiamo testati nuovamente.
05:42
Several times we can repeat that.
88
326577
1904
Un processo che si può ripetere svariate volte.
05:44
So actually, the conclusion from this research is that
89
328481
2225
Le conclusioni che traiamo da questa ricerca è che
05:46
if we go on the road every four years
90
330706
3318
se ogni quattro anni trattiamo il manto stradale
05:49
with our healing machine -- this is the big version
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334024
2880
con la nostra macchina rigeneratrice -- la versione
05:52
we have made to go on the real road --
92
336904
1905
impiegata per le strade vere --
05:54
if we go on the road every four years
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338809
1870
se usiamo il nostro macchinario ogni quattro anni
05:56
we can double the surface life of this road,
94
340679
3750
possiamo raddoppiare la durata del manto stradale
06:00
which of course saves a lot of money.
95
344429
2177
risparmiando un mucchio di denaro.
06:02
Well, to conclude, I can say
96
346606
2177
Insomma, concludendo,
06:04
that we made a material
97
348783
2756
abbiamo creato un materiale
06:07
using steel fibers, the addition of steel fibers,
98
351539
3780
utilizzando fibre di acciaio, aggiungendo fibre di acciaio,
06:11
using induction energy to really
99
355319
2509
utilizzando l'energia a induzione
06:13
increase the surface life of the road,
100
357828
2667
per aumentare la durata del manto stradale,
06:16
double the surface life you can even do,
101
360495
1750
addirittura raddoppiandola,
06:18
so it will really save a lot of money with very simple tricks.
102
362245
3664
consentendoci di risparmiare molto denaro con qualche piccolo trucco.
06:21
And now you're of course curious if it also worked.
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365909
3473
Ora sarete curiosi di sapere se la cosa ha funzionato.
06:25
So we still have the specimen here. It's quite warm.
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369382
3103
Ecco qui il nostro campione. È ancora caldo.
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Actually, it still has to cool down first
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372485
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In effetti c'è bisogno che si raffreddi
06:30
before I can show you that the healing works.
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375064
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per potervi dimostrare come funziona la rigenerazione.
06:33
But I will do a trial.
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377404
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Ma farò una prova.
06:36
Let's see. Yeah, it worked.
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Vediamo. Sì, funziona.
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Thank you.
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1350
Grazie.
06:40
(Applause)
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384381
5416
(Applausi)
ABOUT THE SPEAKER
Erik Schlangen - Experimental micromechanics pioneerErik Schlangen is a civil engineer and pioneer of experimental micromechanics, who focuses on making industrial materials more durable.
Why you should listen
Erik Schlangen is a Civil Engineering professor at Delft University of Technology and the Chair of Experimental Micromechanics. His areas of research include durability mechanics and "self-healing" materials, like the asphalt and concrete he and his team have developed that can be repaired with induction. This special asphalt is made with tiny steel wool fibers, which, when heated with induction, extends the life of the material. Currently Schlangen and his team are testing the asphalt on the A58 road near Vilssingen in the Netherlands, with the hope that it can be used in future roads all over the country.
Erik Schlangen | Speaker | TED.com