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PROGETTAZIONE

Leggerezza strutturale: comun denominatore di materiali e sistemi innovativi

di Valentina Ieva
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L'incontro di FTC dedicato a materiali compositi e strutture in acciaio alleggerito

Vedi Aggiornamento del 12/03/2019
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04/10/2013 - Si parla di 'leggerezza' degli elementi strutturali durante la terza giornata di convegni di FTC. Ha aperto  l'incontro Roberto Frassine, del Politecnico di Milano - Dipartimento di Chimica, Materiali ed Ingegneria Chimica. Il professore ha parlato di materiali compositi strutturali, ossia materiali che non sono affatto una scoperta recente ma che vengono utilizzati sin dai tempi dell'antico Egitto. Frassine ha ripercorso la storia dei materiali compositi fino alla nuova concezione del materiale e all'attuale capacità dei processi produttivi.

Ha illustrato caratteristiche e comportamenti di questo tipo di materiali, che richiedono una particolare competenza per essere impiegati correttamente, proprio in virtù delle loro straordinarie proprietà anisotropiche. Ha fatto una rapida carrellata delle applicazioni di questo tipo di materiale nei diversi settori, dall'aeronautica, al design automobilistico, all'edilizia. Anche le energie rinnovabili fanno largo uso di materiale composito strutturale, basti pensare alla realizzazione delle pale eoliche in fibra di carbonio. Nel settore delle costruzioni il composito si avvantaggia di grande flessibilità d'impiego, dalla realizzazione dei ponti ai rinforzi strutturali degli edifici. Tra i vantaggi la leggerezza, appunto, la durabilità, l'assenza di dilatazione termica.

Scarica gli atti del convegno

ha approfondito l'argomento delle applicazioni dei materiali fibrorinforzati per il consolidamento strutturale (FRP) Carlo Poggi, Vicedirettore del Dipartimento ABC - Politecnico di Milano e Direttore del Laboratorio Prove Materiali, Strutture e Costruzioni. Gli FRP vengono utilizzati per rinforzare strutture esistenti, per strutture in muratura, in legno e in ferro, per l'adeguamento sismico (le barre di armatura in vetro e carbonio GFRP sono molto utilizzate nell'armatura di elementi in calcestruzzo come le solette da ponte).

Poggi ha illustrato una rassegna di esempi che variano dalla realizzazione di sistemi di facciate ventilate, alla costruzione di ponti e viadotti, al consolidamento delle volte in muratura. Nel capitolo 8 delle NTC-2008, riferito alle strutture esistenti, si parla della possibilità dell'impiego di materiali compositi nel rinforzo di edifici esistenti (allineandosi agli indirizzi precisati dalle linee guida del Documento CNR DT200/2004 per il controllo e l'utilizzo di materiali fibrorinforzati nel consolidamento strutturale). Le norme europee del TC250 prevedono una serie di prove di accettazione del materiale, di prelievi e di controlli e verifiche in cantiere e in laboratorio su questo tipo di materiali. Prove che si avvalgono del supporto della termocamera al fine di migliorare eventuali difetti del materiale. 

Giulio Morandini, Product Manager Structural Strengthening Line di Mapei, ha illustrato le applicazioni di un materiale assolutamente innovativo, il sistema MapeWrap EQ System, sistema di protezione delle tamponature esterne e interne rispetto all'azione sismica; ed EQ Dekor. MapeWrap EQ System, sistema di protezione delle tamponature esterne e interne rispetto all'azione sismica In caso di collasso e ribaltamento dei tamponamenti e partizioni interne, perchè spesso la vulnerabilità di un edificio è dovuta proprio agli elementi non strutturali.

Si tratta di una carta da parati altamente innovativa dallo spessore estremamente ridotto, dunque leggerissimo, applicabile su intonaco, di rapida posa in opera, che consente un'elevato grado di protezione e contenimento nei confronti della sollecitazione sismica. MapeWrap EQ Dekor, nasce come carta da parete decorativa, dalla vocazione estetica oltre che strutturale, con la quale si può ottenere un qualsiasi tipo di effetto, dal marmo al cemento al legno.

Riccardo Zandonini della Fondazione Promozione Acciaio - Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Meccanica - Università degli Studi di Trento, ha affrontato gli aspetti legati alle strutture in acciaio alleggerito. Ha parlato delle applicazioni dei profili laminati in acciaio per una leggerezza che si esplica sia dal punto di vista statico (riduzione delle masse implica riduzione dell'azione sismica) e sia dal punto di vista della movimentazione e del montaggio e dell'assemblaggio in cantiere. Zandonini ha illustrato tutti i numerosi vantaggi dell'impiego dei sistemi in acciaio, anche in termini di riciclabilità ed efficienza energetica dell'involucro, oltre che rispetto alla leggerezza strutturale.
L'obiettivo dei nuovi sistemi in acciaio è minimizzare pesi e tempi di montaggio, grazie all'uso di un unico profilo che viene replicato e assemblato in diverse configurazioni e maglie strutturali. Il nuovo profilo ha superato una serie di prove a flessione ed è stato oggetto di ben ventuno test al fine di sperimentare nuove travi reticolari e tipologie di lastre.
 
A concludere il dibattito Angelo Valsecchi, Consigliere CNI - Consiglio Nazionale Ingegneri, che ha sottolineato l'importanza della formazione degli ingegneri. I corsi di formazione permanente che si stanno avviando saranno dedicati anche alla conoscenza e all'impiego dei nuovi materiali, ma anche a problematiche e difficoltà legate alla progettazione che si avvale di questo tipo di materiale. Valsecchi ha terminato rimarcando la necessità di norme e linee guida in favore di tale conoscenza e informazione per un cambiamento di cultura e mentalità.
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