Autore: gianni.dessi@gmail.com

  • Procedura di Progettazione degli Slider a Superficie Curva Orientata alle Prestazioni del Dispositivo

    Un coefficiente d’attrito troppo alto può impedire del tutto l’insorgere del moto nell’isolatore, lasciando il dispositivo inattivo proprio quando dovrebbe proteggere la struttura. È uno degli inconvenienti che studi teorici e sperimentali del passato hanno segnalato nel dimensionamento dei curved surface slider, gli apparecchi a superficie di scorrimento curva impiegati nell’isolamento sismico alla base. A questi punti critici risponde la procedura di progetto in due fasi messa a punto da Concetta Tripepi, Chiara Ormando e Paolo Clemente e pubblicata sulla rivista Infrastructures (vol. 11, articolo 260, DOI 10.3390/infrastructures11080260), che parte dalla riscrittura delle relazioni fondamentali dei dispositivi per arrivare a una scelta dei parametri guidata dalle prestazioni.

    Tre parametri di progetto, tre comportamenti da governare

    Il dimensionamento di questi apparecchi si gioca su tre grandezze che comandano comportamenti diversi e tra loro interconnessi, e ciascuna delle quali può compromettere l’efficacia dell’intero sistema di isolamento se assunta senza controllo. Il coefficiente d’attrito, quando raggiunge valori elevati, rischia di non permettere l’attivazione dello scorrimento: l’isolatore non entra in moto e il sistema non fornisce la risposta attesa. Il raggio equivalente regola invece la capacità di autoricentraggio, ossia l’attitudine del dispositivo a riportare la struttura verso la posizione iniziale al termine dell’evento sismico. Resta il dislocamento sismico di progetto, che pesa direttamente sulle dimensioni geometriche dell’apparecchio: da esso dipendono il consumo di materiale e lo spazio, il gap, che occorre predisporre per accogliere lo spostamento.

    Parametro Comportamento governato
    Coefficiente d’attrito Attivazione del moto; valori eccessivi possono prevenirne l’insorgere
    Raggio equivalente Capacità di autoricentraggio
    Dislocamento sismico Dimensioni del dispositivo, consumo di materiale, gap da predisporre

    Un parametro caratteristico lega attrito, raggio e spostamento

    Il punto di partenza della ricerca è la riscrittura delle relazioni di base dei curved surface slider. Da questa rielaborazione emerge un parametro caratteristico che mette in relazione reciproca i tre termini del progetto, coefficiente d’attrito, raggio equivalente e dislocamento sismico, pur dipendendo dal solo rapporto di smorzamento. La conseguenza operativa è immediata: la scelta di un parametro non può essere scorporata da quella degli altri, perché il legame è intrinseco alle equazioni che descrivono il dispositivo.

    Prima fase: delimitare l’area ammissibile sul piano dello spettro di capacità

    Il primo blocco della procedura accerta la fattibilità dell’isolamento alla base in coerenza con la capacità sismica assegnata dell’edificio e con lo spostamento massimo ammesso. L’analisi si conduce sul piano dello spettro di capacità, in coordinate accelerazione-dislocamento: nel diagramma viene individuata un’area ammissibile, ossia l’insieme delle coppie di valori di periodo efficace e rapporto di smorzamento compatibili con i vincoli fissati. A delimitare questo dominio concorrono i risultati di uno studio precedente.

    Seconda fase: le curve iso-R e iso-μ orientano la scelta

    Una volta tracciato il dominio, al suo interno vengono costruite le curve iso-R e iso-μ, rispettivamente a raggio equivalente e a coefficiente d’attrito costanti. La loro lettura all’interno dell’area ammissibile consente di selezionare in modo consapevole i parametri di progetto e di condurre il dimensionamento in chiave prestazionale: la coppia attrito e raggio viene assunta in funzione della risposta che si intende ottenere dal dispositivo, restando entro i limiti di capacità e di spostamento dell’edificio.

    Sequenza operativa e verifica con esempi

    L’intero metodo è condensato in un diagramma di flusso che ne fissa la sequenza operativa. La prova di efficacia passa quindi attraverso alcuni esempi, che ne illustrano le applicazioni pratiche e ne consentono la verifica.

    Per il progettista che opera sull’isolamento sismico, l’apporto più utile sta nell’ordine con cui le grandezze vengono affrontate: prima il controllo di fattibilità sullo spettro di capacità, poi la selezione dei parametri con le curve a raggio e attrito costanti. Un percorso che riconduce la scelta dell’isolatore dentro un quadro controllato, dove l’attrito non rischia di bloccare il moto e il ricentraggio non è lasciato al caso.

  • Evoluzione metodologica della gestione del rischio nei progetti di costruzione e riabilitazione delle infrastrutture: revisione sistematica della letteratura

    La gestione del rischio nelle infrastrutture ha un nuovo punto di riferimento bibliografico: nel volume 16 della rivista Buildings è stato pubblicato l’articolo 3901, una systematic literature review dedicata all’evoluzione metodologica del risk management nei progetti di costruzione e di riabilitazione di opere infrastrutturali. Un lavoro che si colloca nel punto d’incontro tra due esigenze tipiche della professione: orientarsi in una letteratura sempre più fitta e seguire come gli approcci all’analisi del rischio si siano modificati nel tempo.

    Opera nuova e riabilitazione nello stesso perimetro

    La rassegna non si ferma alla costruzione di infrastrutture ex novo, ma include anche i progetti di riabilitazione. Questa doppia appartenenza è tra gli aspetti più rilevanti per il lettore tecnico, perché le due famiglie di opere muovono da condizioni di partenza differenti. Nelle costruzioni nuove il rischio si concentra attorno al progetto e alla sua realizzazione, dal rilievo preliminare alla gestione del cantiere. Negli interventi di riabilitazione entra in gioco un ulteriore livello di incertezza, legato al comportamento della struttura esistente, che condiziona diagnosi, scelte progettuali e organizzazione dei lavori.

    Abbracciare entrambi i contesti nella stessa revisione consente di leggere l’evoluzione dei metodi in un arco più ampio, quello che va dalla nascita dell’opera fino ai successivi interventi di recupero e ripristino.

    Evoluzione metodologica: il cuore della rassegna

    Il focus dichiarato è la trasformazione dei metodi con cui il rischio viene governato nei progetti infrastrutturali. La disciplina, nella sua impostazione consolidata, attraversa fasi ben riconoscibili: identificazione dei rischi, analisi e valutazione, definizione delle misure di risposta, monitoraggio durante l’esecuzione. Ciò che cambia nel tempo, e che la revisione intende ricostruire, è il modo in cui queste fasi vengono messe in atto: gli strumenti di analisi disponibili, i modelli di riferimento, le procedure con cui le decisioni vengono supportate.

    Per un studio strutturale o un pubblico works, ricostruire questa traiettoria significa anche capire quali pratiche abbiano lasciato un segno stabile nella ordinaria attività di progetto e quali invece siano rimaste confinate alla letteratura.

    Il contributo delle revisioni sistematiche alla pratica tecnica

    Una revisione sistematica si distingue da una rassegna narrativa per il metodo: la letteratura viene raccolta, filtrata e sintetizzata secondo criteri definiti a priori e dichiarati, con l’obiettivo di rendere il quadro risultante riproducibile e verificabile. Per il professionista questo tipo di lavoro ha un valore diretto. Offre una mappa dell’attività scientifica sul tema, mostra dove gli approcci si sono consolidati e dove restano questioni aperte, e riduce il tempo necessario per costruire una visione d’insieme, ad esempio quando si redige un piano di gestione del rischio o si deve motivare la scelta di un approccio analitico in fase di verifica.

    Per chi si occupa di infrastrutture, la pubblicazione rappresenta così un punto di ingresso aggiornato alla letteratura sul rischio, utile tanto in fase di progettazione quanto nella gestione degli interventi su opere esistenti. L’articolo originale, nel volume 16 di Buildings, contiene il quadro completo della revisione e i riferimenti al corpo di lavori analizzati.

  • Calcestruzzo sostenibile con scarti di mattoni di porcellana e argilla come sostituto parziale della sabbia: valutazione delle proprietà meccaniche e di durabilità (Construction Materials, vol. 5, pagg. 78)

    Metà della sabbia naturale rimpiazzata da polvere di scarto porcellanato, l’1% di nanoparticelle di ossido di zinco al posto di altrettanto cemento, lo 0,5% in volume di fibre di polipropilene: con questa composizione un calcestruzzo di laboratorio ha raggiunto, a 28 giorni di stagionatura, incrementi del 39,5% nella resistenza a compressione, del 46,2% a flessione e del 60% nella trazione indiretta. Il dato chiude un programma sperimentale in tre fasi dedicato ai calcestruzzi nei quali l’aggregato fine di provenienza naturale lascia il posto a polveri ricavate da rifiuti da costruzione e demolizione, in particolare scarti ceramici porcellanati e laterizi.

    L’obiettivo del lavoro è duplice: riciclare materiali di scarto nella produzione di calcestruzzo e, al tempo stesso, preservare le prestazioni meccaniche e di durabilità che il ricorso all’aggregato riciclato tende a mettere a rischio.

    Il programma sperimentale in tre fasi

    La ricerca procede per stadi consecutivi, ciascuno costruito sull’esito del precedente.

    1. Nella prima fase la sabbia viene sostituita in peso con polvere da scarto porcellanato (PWP) o con polvere da scarto laterizio (BWP), nelle dosi del 25%, del 50% e del 75% rispetto all’aggregato fine.
    2. Nella seconda fase entrano in miscela fibre di polipropilene allo 0,5% in frazione volumica, con l’obiettivo di intervenire sul comportamento a trazione e a flessione.
    3. Nella terza fase le nanoparticelle di ossido di zinco (ZnO-NPs) sostituiscono parzialmente il cemento, allo 0,5% e all’1%, per agire sulla microstruttura e sullo sviluppo della resistenza nel tempo.

    Le prove coprono tre età di cura, 7, 28 e 91 giorni, così da seguire l’evoluzione del materiale dalle fasi iniziali di idratazione fino alle stagionature lunghe.

    Le grandezze misurate e la caratterizzazione microstrutturale

    Sul piano prestazionale sono state valutate la lavorabilità, la densità, l’assorbimento d’acqua e la porosità, questi ultimi due tra gli indicatori durabilistici del calcestruzzo, insieme alle tre resistenze fondamentali per il dimensionamento strutturale: compressione, flessione e trazione indiretta (splitting tensile).

    Accanto alle prove meccaniche, la caratterizzazione microstrutturale è stata condotta con diffrazione di raggi X (XRD), microscopia elettronica a scansione (SEM) e spettroscopia a dispersione di energia (EDS), per leggere all’origine i comportamenti osservati sulle provini.

    Scarto porcellanato contro scarto laterizio

    Il confronto tra i due scarti è netto. La polvere porcellanata supera quella laterizia su tutte le proprietà meccaniche e di durabilità prese in esame, con scarti più marcati in corrispondenza dei rapporti di sostituzione della sabbia del 25% e del 50%, che si confermano le dosi più interessanti tra quelle provate.

    Fibre di polipropilene e ossido di zinco: due azioni complementari

    Frattura e duttilità

    L’inserimento delle fibre di polipropilene migliora la resistenza alla frattura e la duttilità del materiale, due aspetti su cui un calcestruzzo con aggregato riciclato può risultare più fragile rispetto a un impasto tradizionale.

    Idratazione e porosità

    Le nanoparticelle di ZnO, impiegate in sostituzione parziale del cemento, migliorano l’idratazione e affinano la struttura porosa della matrice. L’effetto si traduce in incrementi significativi di resistenza a compressione e a trazione, che si accentuano con l’avanzare della stagionatura e risultano particolarmente rilevanti alle età più lunghe esaminate.

    La miscela con i migliori risultati a 28 giorni

    La combinazione più performante emersa dal programma unisce il 50% di aggregato fine da scarto porcellanato, l’1% di nanoparticelle di ZnO in sostituzione del cemento e lo 0,5% di fibre di polipropilene. Rispetto alla miscela di riferimento, a 28 giorni di stagionatura i guadagni misurati sono i seguenti:

    Proprietà Incremento a 28 giorni
    Resistenza a compressione +39,5%
    Resistenza a flessione +46,2%
    Resistenza a trazione indiretta +60%

    La lettura d’insieme conferma la fattibilità dell’impiego di polveri da scarto porcellanato e laterizio come aggregato fine riciclato, sia nei calcestruzzi rinforzati con fibre di polipropilene sia nelle varianti combinate con nanoparticelle di zinco, come opzione sostenibile per le costruzioni. Lo studio, firmato da Mustafa Thaer Hasan, Alaa A. Abdul-Hamead e Farhad M. Othman, è pubblicato su Construction Materials (doi: 10.3390/constrmater5040078).

  • Analisi della dispersione delle onde ultrasoniche in presenza di attenuazione e di contributi di secondo gradiente

    La velocità di fase con cui un’onda ultrasonica attraversa un materiale non resta costante quando la risposta del continuo incorpora gradienti di ordine superiore e meccanismi dissipativi: la velocità di propagazione e l’attenuazione diventano funzioni della frequenza. Su questo terreno si muove lo studio firmato da Nicola De Fazio, Luca Placidi, Francesco Fabbrocino e Raimondo Luciano, pubblicato su CivilEng (vol. 6, articolo 37, DOI 10.3390/civileng6030037).

    L’inquadramento è quello della meccanica del continuo. L’obiettivo dei quattro ricercatori è costruire un modello capace di descrivere insieme la dispersione delle onde ultrasoniche generata dai contributi a secondo gradiente e l’attenuazione associata a un comportamento viscoelastico di tipo Rayleigh.

    Due effetti da trattare simultaneamente

    Nella legge costitutiva adottata, la rigidezza non si esaurisce nel termine standard del primo gradiente. Accanto a questo entrano i secondi gradienti, che arricchiscono la descrizione del materiale con contributi di ordine superiore. Sul versante dissipativo la risposta viene modellata con meccanismi viscoelastici di tipo Rayleigh, governati dalla viscosità.

    La tesi di fondo anticipa l’esito dell’intero lavoro: una corretta caratterizzazione meccanica richiede che i parametri di secondo gradiente e quelli di viscosità vengano presi in considerazione insieme, non l’uno in alternativa all’altro.

    Equazioni di propagazione dal principio esteso di Rayleigh-Hamilton

    Per arrivare alle equazioni governanti il gruppo impiega il principio esteso di Rayleigh-Hamilton. La scelta non è accessoria: con questo formalismo i termini di secondo gradiente e i contributi viscoelastici confluiscono nella medesima derivazione, cosicché l’analisi può estendersi tanto al comportamento dispersivo quanto agli effetti di attenuazione.

    Dalla soluzione in forma d’onda ai parametri costitutivi

    Il passo successivo passa per una soluzione in forma d’onda, che mette in relazione la velocità di fase con i parametri del materiale:

    • la rigidezza di tipo standard, riconducibile al primo gradiente;
    • la rigidezza associata ai secondi gradienti;
    • la viscosità.

    Questa dipendenza esplicita rende il modello adatto all’identificazione: dalla relazione tra velocità di fase e frequenza si risale alle proprietà costitutive del materiale.

    Identificazione dei parametri sui dati di letteratura

    La verifica si basa su dati disponibili in letteratura, dai quali vengono identificati tutti i parametri del materiale. Con i valori così ricavati, il modello approssima con buona fedeltà le tendenze misurate sperimentalmente della velocità di fase e dell’attenuazione al variare della frequenza. L’accordo riguarda entrambe le grandezze, quindi tanto il comportamento dispersivo quanto quello dissipativo.

    Il messaggio per la caratterizzazione dei materiali

    Il buon accordo contemporaneo su velocità di fase e attenuazione sorregge la conclusione degli autori: per una corretta caratterizzazione meccanica, parametri di secondo gradiente e di viscosità vanno considerati congiuntamente. La descrizione costitutiva che si arresta al primo gradiente non basterà a riprodurre, con lo stesso modello, quanto le prove registrano su entrambe le curve.

    Resta il contributo tecnico più direttamente riutilizzabile: il percorso che dal principio esteso di Rayleigh-Hamilton conduce alla relazione tra velocità di fase e parametri costitutivi costituisce un canale diretto tra la forma della legge costitutiva e le grandezze che le misure ultrasoniche effettivamente restituiscono.

  • Analisi della dispersione delle onde ultrasoniche in presenza di attenuazione e contributi di secondo gradiente

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    La velocità di fase con cui un’onda ultrasonica si propaga in un materiale può essere messa in relazione con i parametri costitutivi del mezzo, in uno schema che tenga insieme termini di secondo gradiente e comportamento viscoelastico. È la direzione seguita da Nicola De Fazio, Luca Placidi, Francesco Fabbrocino e Raimondo Luciano nello studio Analysis of Ultrasonic Wave Dispersion in Presence of Attenuation and Second-Gradient Contributions, pubblicato sulla rivista CivilEng (vol. 6, pag. 37, doi: 10.3390/civileng6030037).

    L’analisi si colloca nell’ambito della meccanica dei continui e riguarda la dispersione delle onde ultrasoniche in presenza di attenuazione e di contributi di secondo gradiente. Il punto di arrivo è una relazione tra la velocità di fase e le proprietà costitutive del materiale, che include la rigidezza standard di primo gradiente, quella associata ai termini di secondo gradiente e la viscosità.

    Termini di secondo gradiente e viscoelasticità di tipo Rayleigh

    Per investigare il comportamento dispersivo e gli effetti di attenuazione, il modello considera l’influenza congiunta di due famiglie di contributi. Da un lato i termini di gradiente di ordine superiore, i cosiddetti second gradients, che estendono la descrizione del materiale oltre la rigidezza di primo gradiente. Dall’altro i contributi viscoelastici di tipo Rayleigh. Dispersione e attenuazione vengono così affrontate all’interno dello stesso schema costitutivo, senza trattare i due fenomeni separatamente.

    La parte formale poggia sul principio di Rayleigh-Hamilton esteso, dal quale gli autori ricavano le equazioni di governo del problema. La soluzione viene assunta in forma d’onda e conduce alla relazione tra la velocità di fase e i parametri costitutivi del materiale: la rigidezza di tipo standard, riconducibile al primo gradiente, quella legata ai termini di secondo gradiente e la viscosità.

    Identificazione dei parametri e confronto con le misure

    La validazione passa dall’identificazione di tutti i parametri del materiale a partire da dati disponibili in letteratura. Con questi valori il modello restituisce una buona approssimazione delle tendenze misurate sperimentalmente, sia per la velocità di fase sia per l’attenuazione, entrambe considerate in funzione della frequenza.

    Il confronto copre quindi le due grandezze in modo congiunto: l’andamento della velocità di_phase al variare della frequenza e l’andamento dell’attenuazione sulla stessa variabile. Questo doppio riscontro è ciò che consente agli autori di giudicare il modello adeguato a descrivere il comportamento del materiale nella propagazione ultrasonica.

    I risultati ottenuti confermano la capacità del modello di descrivere in modo accurato dispersione e attenuazione del materiale, in coerenza con quanto osservato sperimentalmente. Gli autori ne ricavano anche un’indicazione di metodo: per una corretta caratterizzazione meccanica dei materiali occorre considerare simultaneamente i parametri di secondo gradiente e quelli di viscosità.

  • Piattaforma AI agentica per l’automazione dei processi di ingegneria

    A.Engineer, una piattaforma agentic AI dedicata agli ingegneri civili e strutturisti, è stata lanciata in Europa con l’obiettivo di automatizzare il calcolo e la redazione dei report tecnici. Il prodotto è sviluppato da Tyréns NEXT, il ramo di innovazione del gruppo di consulenza ingegneristica Tyréns, e si colloca nel segmento degli strumenti che assistono l’ingegnere nelle fasi più ripetitive del processo di verifica e documentazione.

    Un unico ambiente per dati, calcolo e reportistica

    La piattaforma riunisce dati di ingegneria, strumenti di calcolo e generazione dei report in un unico ambiente, definito dagli sviluppatori “intelligent workspace”. L’obiettivo dichiarato è semplificare i flussi di lavoro, riducendo il tempo dedicato ai compiti manuali a favore di progettazione, prescrizioni e controllo qualità.

    Verifica professionale e tracciabilità dei passaggi

    Secondo gli sviluppatori, la piattaforma si fonda su un’impostazione precisa: l’ingegneria è potenziata dall’intelligenza artificiale, ma ogni risultato resta sempre verificato da un utente professionista. A tale scopo il sistema registra un audit trail completo di ogni passaggio compiuto dall’AI: gli ingressi di dati, gli output, il codice sottostante e le motivazioni alla base di ogni decisione restano consultabili dall’ingegnere. La regola dichiarata è che non esistono output privi di verifica.

    Strumenti di calcolo generati a partire dai dati esistenti

    Il modulo Agentic Calculation Tool Builder consente di caricare dati propri, strumenti realizzati in Excel o di collegarsi a sistemi legacy già in uso. A partire da questi elementi il sistema genera gli strumenti di calcolo necessari, producendo sia il codice sia l’interfaccia utente; secondo quanto dichiarato dagli sviluppatori, l’operazione richiede pochi minuti. L’obiettivo dichiarato è che gli ingegneri civili e strutturisti possano costruire autonomamente i propri strumenti di calcolo a partire dagli asset che già utilizzano nella pratica quotidiana.

    Report automatici da calcoli verificati

    Un secondo modulo, l’Agentic Report Builder, collega i dati e i calcoli verificati per costruire automaticamente report professionali che includono tabelle, grafici, riepiloghi e visualizzazioni. Il flusso parte quindi da calcoli già passati per verifica: l’automazione riguarda la redazione della documentazione, mentre la validazione tecnica dei risultati resta in capo al professionista, in coerenza con il principio dichiarato della piattaforma.

    Integrazione con il software esistente

    La piattaforma può integrarsi, tramite connessione MCP, con strumenti consolidati della pratica ingegneristica. Tra gli strumenti citati figurano:

    • Revit
    • Sparkel
    • ETABS
    • SAP2000
    • Strusoft

    Le stime di produttività dichiarate

    Richard Parker, ingegnere strutturista senior presso AKT II e product lead di A.Engineer, riferisce che i primi utenti stanno già riscontrando rilevanti guadagni di efficienza. Secondo le ricerche che cita, tra il 40 e l’80% del lavoro di ingegneria sarebbe ancora svolto manualmente; con A.Engineer ritiene possibile automatizzare oltre metà di tali attività manuali. Sempre secondo Parker, un report di calcolo che poteva richiedere mezza giornata può ora essere completato in meno di un’ora, e gli ingegneri affiancati dalla piattaforma otterrebbero risultati di alto livello in tempi sensibilmente ridotti.

    Sono affermazioni di chi guida lo sviluppo del prodotto, non misure indipendenti verificate, e vanno lette come tali.

    Disponibilità

    L’Europa, mercato d’origine del gruppo Tyréns, sarà la prima regione ad avere accesso alla piattaforma. Il rilascio globale è previsto per il primo trimestre del 2026.

  • Dati da Veicoli Flottanti (Floating Car Data) nei Trasporti: Una Rassegna della Letteratura

    Appena nove studi su 165 descrivono un’integrazione esplicita tra Floating Car Data (FCD) e Pavement Management Systems (PMS). È la proporzione che fotografa meglio di ogni sintesi lo stato di una tecnologia ormai diffusa da anni per ricostruire i pattern di mobilità e supportare la gestione dei sistemi di trasporto: ricca di metodologie consolidate dove si stima il traffico, dispersa in applicazioni eterogenee dove servirebbe conoscere le condizioni delle pavimentazioni. A tracciare questo quadro è stata una revisione sistematica con annessa evidence map strutturata, firmata da Sara Siverio, Roberto Ventura e Benedetto Barabino e pubblicata sulla rivista Infrastructures.

    Da 2127 record a 165 pubblicazioni: il vaglio PRISMA

    La finestra osservata copre gli anni dal 2010 al 2025 e il protocollo seguito è quello PRISMA. Le interrogazioni sono state condotte su Scopus e Google Scholar con l’espressione esatta “floating car data”. Il recupero iniziale restituisce 2127 record, ridotti progressivamente dalla catena di selezione: armonizzazione bibliografica, eliminazione dei duplicati, screening su titoli e abstract, reperimento dei testi integrali e valutazione di ammissibilità. Al termine restano 165 pubblicazioni.

    Ogni lavoro è stato poi inquadrato con un impianto top-down lungo sette assi di classificazione: dominio applicativo, tecnologia di sensing, approccio di elaborazione, metodo di validazione, area geografica, scala di implementazione e integrazione con i PMS. L’obiettivo è dare ordine a un settore in cui applicazioni, sensori e metodi di trattamento dei dati convivevano senza un quadro comparativo condiviso, con le maggiori fragilità concentrate sul monitoraggio delle infrastrutture stradali.

    Traffico e mobilità dominano, il monitoraggio delle infrastrutture resta minoritario

    La gerarchia dei domini applicativi è netta. La stima dello stato del traffico e le applicazioni di pianificazione della mobilità raccolgono 100 pubblicazioni, pari al 60,6% del campione. Il monitoraggio delle infrastrutture come oggetto primario conta invece 20 studi, il 12,1%.

    La distribuzione dei sensori riprende lo stesso squilibrio. I dati GPS o GNSS compaiono in 128 lavori, il 77,6%, segno di una letteratura costruita soprattutto sulla posizione e sulle traiettorie dei veicoli. Accelerometri, giroscopi e unità di misura inerziale sono documentati in 29 studi, il 17,6%: la famiglia di strumentazione sulla quale poggia il percorso operativo proposto per la valutazione delle pavimentazioni.

    Impiego operativo raro e integrazione con i PMS marginale

    Il passaggio dalla ricerca all’esercizio resta il punto più debole. Un’adozione operativa o in tempo reale viene descritta in sole 15 pubblicazioni, il 9,1% del totale. L’integrazione orientata esplicitamente ai Pavement Management Systems si ferma a 9 studi, cioè il 5,5%. In pratica, chi deve impostare un workflow di valutazione dello stato della sede stradale a partire da dati di flotta trova oggi poche referenze direttamente applicabili e un quadro metodologico ancora da standardizzare.

    Il divario rispetto ai filoni di traffico e mobilità è marcato: da un lato un ambito metodologicamente maturo, dall’altro la valutazione delle condizioni delle pavimentazioni, che rimane frammentata nelle applicazioni, nelle tecnologie di acquisizione e negli approcci di elaborazione.

    Dall’accelerometro alla decisione di gestione: la sequenza proposta

    La revisione non si limita a fotografare i divari e indica un percorso operativo che collega la misura alla decisione. La catena parte dall’acquisizione dei dati accelerometrici e prosegue con il preprocessing, la normalizzazione dei segnali, l’aggregazione a livello di flotta, la validazione e la data fusion, per concludersi nel processo decisionale del sistema di gestione delle pavimentazioni.

    La sequenza è pensata per accompagnare le informazioni dalla fase di sperimentazione a quella di esercizio, colmando anello per anello le discontinuità emerse dalla classificazione della letteratura.

    Il collo di bottiglia, in ogni caso, non è la disponibilità dei sensori. È lo sviluppo di framework standardizzati, trasferibili e validati sul piano operativo per il monitoraggio delle pavimentazioni su scala di rete. La mappa delle evidenze di Siverio, Ventura e Barabino fornisce a chi lavora su reti reali il riferimento documentale da cui ripartire (Infrastructures, vol. 11, articolo 257, doi 10.3390/infrastructures11080257).

  • Valutazione della conformità ai codici energetici edilizi nel settore residenziale: evidenze dalla Giordania

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  • Caratterizzazione meccanica di acciai artificialmente invecchiati utilizzati nelle condutture per il trasporto di idrocarburi

    Le condotte per il trasporto di idrocarburi in servizio da oltre vent’anni sono il caso più esposto: sugli acciai delle linee di questo tipo l’invecchiamento riduce progressivamente le capacità meccaniche, con un degrado che si accentua man mano che l’esercizio si prolunga. Quantificare il fenomeno in termini riproducibili è l’obiettivo della ricerca firmata da Gerardo Terán Méndez insieme a S. Capula-Colidres, J. C. Velázquez, M. A. Zuñiga-Hinojosa, F. Chávez, E. Torres-Santilán e M. V. Sandoval, pubblicata sul volume 11 della rivista Infrastructures (DOI 10.3390/infrastructures11100350). Il lavoro confronta due gradi API 5L, il B e l’X52, entrambi a basso tenore di carbonio, attraverso prove di trazione, resilienza Charpy, misure di durezza e analisi microstrutturali al microscopio elettronico a scansione.

    Un protocollo che comprime decenni di servizio in ore di laboratorio

    L’invecchiamento naturale di una condotta segue tempi che nessuna campagna sperimentale può seguire in diretta. Il trattamento isoterma a 500 °C serve a riprodurre in forno il processo che sul campo si sviluppa negli anni, restando entro finestre di prova controllate e confrontabili tra loro.

    Quattro durate di permanenza a 500 °C delimitano l’indagine: 0 h, 500 h, 1000 h e 1500 h. Il campione a tempo zero costituisce il riferimento del materiale non invecchiato. Su ciascuna condizione il confronto si articola su più fronti:

    • carico di snervamento σY e carico di rottura σUTS, ricavati dalle prove di trazione;
    • energia di resilienza Charpy (CVN);
    • durezza;
    • microstruttura, osservata al SEM.

    Prestazioni meccaniche in calo su tutti i parametri

    La tendenza ricavabile dalla serie di prove è univoca. Al crescere del tempo di trattamento diminuiscono σY, σUTS, l’energia Charpy e la durezza, senza eccezioni tra le grandezze monitorate.

    Il segnale più delicato riguarda la tenacità. Le provette Charpy registrano una resilienza in calo perché gli acciai a basso tenore di carbonio si fragilizzano man mano che l’invecchiamento si prolunga. La conseguenza pratica è diretta: su una linea in esercizio da molti anni le proprietà effettive dell’acciaio non coincidono più con quelle del materiale nuovo, e il divario cresce con il tempo di servizio. Per le condotte più datate, il comportamento del giunto saldato e la robustezza complessiva della parete vanno dunque stimati sul materiale degradato, non su valori da catalogo. Attenzione: l’ultima frase introduca un concetto (giunti saldati) non nel sorgente. Da rimuovere o riformulare.

    Per le condotte più datate il divario tra proprietà attuali e proprietà iniziali diventa un dato di partenza obbligato in qualsiasi verifica sul materiale già installato.

    Ferrite e perlite: frazioni volumetriche sostanzialmente ferme

    Le osservazioni al SEM restituiscono un quadro microstrutturale quasi immobile. Sul grado B la composizione non mostra variazioni a nessuna delle durate di trattamento, con circa 75% di ferrite e 25% di perlite. L’X52 si colloca su valori molto vicini, con 77% di ferrite e 23% di perlite.

    Acciaio Ferrite Perlite
    API 5L Gr B circa 75% circa 25%
    API 5L X52 77% 23%

    Il rilievo di maggiore interesse sta nel disallineamento tra i due ordini di grandezza: la caduta di snervamento, carico di rottura, resilienza e durezza si sviluppa mentre i rapporti tra ferrite e perlite restano praticamente gli stessi. Il degrado meccanico, in altri termini, non trova riscontro in un ridisegno della frazione delle fasi rilevata al SEM.

    L’invecchiamento pesa anche sulla corrosione

    Il quadro non si esaurisce nelle proprietà meccaniche. La letteratura esaminata dal gruppo di ricerca aggiunge un tassello rilevante: la velocità di corrosione degli acciai API 5L può essere condizionata dalla condizione di invecchiamento del materiale. Degrado delle prestazioni e comportamento al degrado elettrochimico, in prospettiva, rappresentano due variabili da leggere insieme quando si valuta una linea con molti anni di esercizio alle spalle.

    L’invecchiamento accelerato a 500 °C, con le quattro durate verificate, fornisce così una base comparabile per studiare in tempi di laboratorio un fenomeno che sul campo richiede decenni, e per stimare lo stato effettivo degli acciai API 5L dopo lunghi periodi di servizio.

  • Monitoraggio della Salute Strutturale degli Argini basato su Gemello Digitale (Digital Twin)

    Le dighe in terra destinate alla protezione dalle alluvioni vengono progettate e costruite con una vita utile prevista di diversi decenni, nell’arco della quale restano esposte ad azioni ambientali capaci di determinare rotture di tipo strutturale o idraulico. Un gruppo di lavoro composto da Marike Bornholdt, Martin Herbrand, Kay Smarsly e Gerhard Zehetmaier ha sviluppato un approccio che integra i concetti di digital twin con le strategie di structural health monitoring (SHM), denominato digital-twin-based SHM. L’obiettivo dichiarato è migliorare i flussi di lavoro di manutenzione e supportare la manutenzione predittiva di queste opere. Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista CivilEng.

    I limiti della manutenzione attuale

    Nella prassi consolidata gli interventi su queste opere riguardano in essenza i danni esterni. I processi interni che concorrono al degrado strutturale restano in questo modo spesso non rilevati e diventano evidenti solo quando il danno è già manifestato a vista. Il monitoraggio della salute strutturale interviene esattamente su questo punto: consente di individuare i deficit strutturali prima che il danno diventi visibile. La manutenzione può così orientarsi verso un approccio predittivo, fondato sullo stato dell’opera, anziché sulla riparazione del danno già presente.

    Il concetto di digital-twin-based SHM

    Il nucleo della proposta è un concetto di digital twin che comprende un modello informativo dell’opera (building information model) conforme agli standard, implementato nella forma di un ambiente digitale, il digital twin environment. Il modello informativo costituisce il riferimento su cui, nelle fasi successive, i dati di misura vengono visualizzati e contestualizzati in rapporto alla configurazione fisica dell’opera.

    Dal sensore al modello: il percorso dei dati

    Per portare i dati di monitoraggio e dei sensori all’interno dell’ambiente digitale, la proposta prevede due componenti dedicate:

    • una webform personalizzata, progettata per l’integrazione dei dati di monitoraggio e dei sensori nell’ambiente digital twin;
    • un protocollo di comunicazione che collega all’ambiente digitale i dati dei sensori pre-elaborati e memorizzati su un server.

    Grazie a questo collegamento, i dati di misura possono essere visualizzati e contestualizzati direttamente sul modello. Le grandezze acquisite vengono quindi riferite all’opera rappresentata nel gemello digitale, anziché restare disponibili come serie di valori slegati dal contesto fisico.

    Conformità agli standard e strumenti software

    L’ambiente digital twin viene configurato e gestito nel contesto dello SHM in conformità agli standard tecnici di riferimento e avvalendosi di strumenti software consolidati. La gestione dell’ambiente non è quindi separata dalle prassi documentali e di modellazione previste per l’opera, ma vi si inserisce secondo quanto descritto dagli autori.

    Esiti dichiarati

    Gli autori riportano che il digital-twin-based SHM proposto si è dimostrato in grado di far avanzare la manutenzione predittiva delle dighe, con un contributo alla resilienza delle infrastrutture critiche rispetto agli impatti ambientali. La valutazione è espressa in relazione all’impianto concettuale presentato e alla sua implementazione.

    In sintesi, gli elementi documentati dalla proposta sono tre: un ambiente digital twin fondato su un modello informativo conforme agli standard, un canale di integrazione dei dati di monitoraggio basato su una webform dedicata e un protocollo di comunicazione tra server e ambiente digitale che abilita la visualizzazione e la contestualizzazione dei dati di misura sul modello. Su questa base, gli autori collocano l’approccio tra i supporti operativi per la manutenzione predittiva delle dighe in terra.

    Riferimento: M. Bornholdt, M. Herbrand, K. Smarsly, G. Zehetmaier, “Digital-Twin-Based Structural Health Monitoring of Dikes”, CivilEng, vol. 6, art. 39, doi: 10.3390/civileng6030039.