Menurut American Road and Transportation Builders Association, satu dari tiga jembatan perlu perbaikan atau penggantian, berjumlah lebih dari 200.000 jembatan di seluruh negeri. Penyebab utama infrastruktur penuaan Amerika adalah rebar yang telah mengumpulkan karat, yang memecahkan beton di sekitarnya, membuat jembatan lebih mungkin runtuh.
Sekarang Allium Engineering, didirikan oleh dua PhD MIT, tiga kali lipat masa pakai jembatan dan struktur lainnya dengan teknologi baru yang menggunakan kelongsong stainless steel untuk membuat rebar tahan terhadap korosi. Dengan menghilangkan korosi, infrastruktur berlangsung lebih lama, diperlukan lebih sedikit perbaikan, dan emisi karbon berkurang. Teknologi perusahaan dengan mudah diintegrasikan ke dalam proses pembuatan baja yang ada untuk membuat infrastruktur Amerika lebih tangguh, terjangkau, dan berkelanjutan selama abad berikutnya.
“Di seluruh AS, dek jembatan khas berlangsung rata-rata sekitar 30 tahun-kami memungkinkan hidup 100 tahun,” kata salah satu pendiri dan CEO Allium Steven Jepeal PhD ’21. “Ada tumpukan besar infrastruktur yang perlu diganti, dan yang terus terang menua lebih cepat dari yang diharapkan, sebagian besar karena bahan yang kami gunakan pada saat itu tidak cocok untuk pekerjaan itu. Kami mencoba mengendarai momentum yang terakhir membangun kembali infrastruktur Amerika, tetapi membangun kembali dengan cara yang membuatnya menjadi momentum.”
Untuk mencapainya, Allium menambahkan lapisan pelindung stainless steel tipis di atas rebar baja tradisional untuk membuatnya lebih tahan terhadap korosi. Sekitar 100.000 pon rebar berbalut baja tahan karat Allium telah digunakan dalam proyek konstruksi di seluruh AS, dan perusahaan percaya bahwa prosesnya dapat dengan cepat diskalakan di samping pabrik baja.
“Kami mengintegrasikan sistem kami ke dalam pabrik sehingga mereka tidak harus melakukan sesuatu yang berbeda,” kata Jepeal, yang ikut mendirikan Allium dengan Sam McAlpine PhD ’22. “Kami menambahkan semua yang kami butuhkan untuk membuat produk normal menjadi produk berpakaian stainless sehingga pabrik di luar sana dapat membuat bahan yang tidak akan terkorosi. Itulah yang perlu terjadi agar semua infrastruktur dunia tahan lama.”
Menuju jembatan yang lebih baik
Jepeal menyelesaikan gelar PhD di Departemen Ilmu dan Teknik Nuklir MIT (NSE) di bawah Profesor Zach Hartwig. Selama waktu itu, ia melihat Hartwig dan sesama peneliti NSE Spinout Commonwealth Fusion Systems untuk menciptakan reaktor fusi komersial pertama, yang katanya memicu minatnya pada startup.
“Itu pasti membantu saya menangkap bug startup,” kata Jepeal. “MIT juga tempat saya mendapatkan daging sains material saya.”
McAlpine menyelesaikan PhD di bawah Associate Professor Michael Short. Pada tahun 2019, McAlpine dan Short sedang mengerjakan proyek yang didanai ARPA-E di mana mereka akan menggabungkan logam untuk meningkatkan ketahanan korosi di lingkungan yang ekstrem.
Jepeal dan McAlpine memutuskan untuk memulai sebuah perusahaan di sekitar menerapkan pendekatan serupa untuk meningkatkan ketahanan logam dalam pengaturan sehari -hari, bekerja dengan layanan pendampingan usaha MIT dan berbicara dengan Tata Steel, salah satu pembuat baja terbesar di dunia yang telah bekerja dengan MIT Industrial Liaison Program (ILP). Anggota Tata mengatakan kepada para pendiri bahwa salah satu masalah terbesar mereka adalah korosi baja.
Masalah awal utama yang ditetapkan oleh para pendiri adalah menyetor bahan tahan korosi tanpa menambahkan biaya yang signifikan atau mengganggu proses yang ada. Pembuatan baja secara tradisional dimulai dengan meletakkan potongan -potongan besar baja prekursor melalui mesin yang disebut rol pada suhu yang sangat tinggi untuk merentangkan bahan. Jepeal membandingkan proses dengan membuat pasta pada skala industri.
Para pendiri memutuskan untuk menambahkan kelongsong mereka sebelum proses bergulir. Meskipun sistem Allium disesuaikan, hari ini perusahaan menggunakan peralatan yang ada yang digunakan dalam aplikasi pemrosesan logam lainnya, seperti pengelasan, untuk menambahkan kelongsongnya.
“Kami pergi ke pabrik dan mengambil potongan besar baja yang sedang melalui proses pembuatan baja tetapi bukan produk akhir, dan kami menyimpan baja tahan karat di bagian luar baja karbon murah mereka, yang biasanya hanya memo daur ulang dari produk seperti mobil dan lemari es,” kata Jepeal. “Baja yang dirawat kemudian melewati proses khas pabrik untuk membuat produk akhir seperti rebar.”
Setiap baja prekursor tebal 40 kaki berubah menjadi sekitar satu mil rebar mengikuti proses bergulir. Rebar yang dirawat oleh Allium masih lebih dari 95 persen rebar reguler dan tidak memerlukan pasca pemrosesan atau penanganan khusus.
“Apa yang keluar dari pabrik terlihat seperti rebar biasa,” kata Jepeal. “Ini sama kuatnya dan dapat ditekuk, dipotong, dan dipasang dengan cara yang sama. Tetapi alih -alih dimasukkan ke dalam jembatan dan berlangsung rata -rata 30 tahun, itu akan berlangsung 100 tahun atau lebih.”
Infrastruktur bertahan
Tahun lalu, Allium’s Factory di Billerica, Massachusetts, mulai memproduksi bahan kelongsong komersial pertamanya, membantu memproduksi sekitar 100 ton rebar berbalut baja tahan karat perusahaan bekerja sama dengan mitra baja. Rebar itu telah ditempatkan di proyek konstruksi di California dan Florida.
Fasilitas pertama Allium memiliki kapasitas untuk memproduksi sekitar 1.000 ton rebar yang tahan lama setiap tahun, tetapi perusahaan berharap untuk membangun lebih banyak fasilitas yang lebih dekat dengan pabrik baja yang dimiliki oleh, akhirnya mengintegrasikannya ke dalam operasi pabrik.
“Misi kami untuk mengurangi emisi dan meningkatkan infrastruktur ini adalah apa yang mendorong kami untuk skala dengan sangat cepat untuk memenuhi kebutuhan industri,” kata Jepeal. “Semua orang yang kita ajak bicara ingin ini menjadi lebih besar dari sekarang.”
Allium juga bereksperimen dengan bahan kelongsong dan komposit lainnya. Di telepon, Jepeal melihat teknologi Allium digunakan untuk hal -hal di luar rebar seperti trek kereta api, balok baja, dan pipa. Namun dia menekankan fokus perusahaan pada rebar akan tetap sibuk di masa mendatang.
“Hampir semua infrastruktur kami memiliki masalah korosi ini, jadi ini adalah masalah terbesar yang dapat kami bayangkan menyelesaikan dengan serangkaian keterampilan kami,” kata Jepeal. “Terowongan, jembatan, jalan, bangunan industri, pembangkit listrik, pabrik kimia – semuanya memiliki masalah ini.”
