Autore: gianni.dessi@gmail.com

  • Stampa 3D di calcestruzzo lunare: stato attuale, sfide e prospettive future

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  • Trimble: la strategia di intelligenza artificiale costruita sulla piattaforma AI agentica

    Alla conferenza Dimensions 2025, svoltasi a Las Vegas a novembre, Trimble ha presentato la propria strategia di integrazione dell’intelligenza artificiale nei prodotti e nei servizi per il settore delle costruzioni. L’elemento distintivo, rispetto alla tendenza a etichettare come “AI-driven” ogni nuovo rilascio, è un approccio orientato alla piattaforma: un livello di AI agentic comune, pensato per supportare workflow multi-agente e automazioni tra strumenti diversi, con implicazioni sui processi di gestione di progetto e sulla gestione dei dati tecnici.

    Agent Studio: una base comune per gli agenti

    Il componente centrale della strategia è Trimble Agent Studio, una piattaforma che fornisce una base standardizzata per costruire agenti AI, con servizi dedicati al deployment, alla sicurezza e alla gestione. La piattaforma è posizionata con un doppio ruolo: livello di sviluppo interno per l’azienda e sistema estensibile su cui clienti e partner possono costruire proprie soluzioni. Agent Studio è attualmente in fase di test pilota presso un numero ristretto di clienti selezionati.

    La scelta di un approccio platform-first deriva, secondo quanto dichiarato dai responsabili di Trimble, dalla natura frammentata del mercato delle costruzioni: un’AI incorporata singolarmente nei vari prodotti trasferirebbe quella stessa frammentazione nei workflow. L’AI dovrebbe quindi assumere il ruolo di tecnologia fondativa, non di componente aggiuntivo. Il numero di casi d’uso che emergono nel settore, inoltre, supererebbe la capacità di qualsiasi vendor di sviluppare funzioni dedicate per ciascun prodotto.

    Il livello agentic consentirebbe di inserire capacità di intelligenza in modo più uniforme in attività come onboarding, generazione di oggetti, ricerca nei dati, reportistica di campo e manutenzione degli asset, evitando di replicare il lavoro di ingegnerizzazione su SketchUp, Tekla, ProjectSight, Viewpoint e Trimble Connect. L’iniziativa si inserisce nella strategia più ampia “Connect and Scale”, volta a superare i silos di dati interni e a rendere l’ecosistema più coerente.

    Dalle piattaforme ai prodotti: il canale Trimble Labs

    Le prime applicazioni concrete transitano per Trimble Labs, il programma di early access dell’azienda. Lo stato dichiarato delle funzioni è il seguente:

    • SketchUp: rendering AI già disponibile; generazione di oggetti e un assistente previsti per la fine del 2025;
    • Tekla: assistenti per utenti e sviluppatori già rilasciati, insieme a una funzionalità di “cloud drawing” basata su AI;
    • ProjectSight: help agent, auto-submittal ed estrazione AI dei cartigli già in produzione; agenti per i report giornalieri in fase di test;
    • Trimble Connect e Unity Maintain: assistenti analoghi in arrivo.

    Nonostante il ritmo degli annunci, la ricorrenza di formulazioni come “atteso nel Q4 2025” o “disponibile all’inizio del 2026” indica una transizione pluriennale, non un rilascio simultaneo di un ecosistema AI completo.

    ProjectSight 360 Capture: reality capture nel flusso di gestione

    Tra gli annunci di Dimensions, il più ancorato a un flusso operativo è ProjectSight 360 Capture, un workflow che porta immagini a 360 gradi direttamente nell’ambiente di gestione progetto e collaborazione di Trimble. Il funzionamento descritto è lineare: l’operatore percorre il cantiere con una camera a 360 gradi, un algoritmo AI mappa automaticamente il percorso e le immagini vengono ricomposte e agganciate ai disegni, formando una registrazione aggiornata delle condizioni as-built. Il sistema allinea le immagini, oscura i volti per motivi di privacy, collega le immagini a task e workflow e consente confronti di avanzamento nel tempo.

    Il mercato converge da anni verso un reality capture integrato, con soluzioni puntuali per l’automazione dei sopralluoghi, la documentazione dei problemi e il tracciamento dell’avanzamento. Il vantaggio indicato da Trimble non starebbe nella novità della tecnologia, ma nella capacità di collegare le acquisizioni ai workflow più ampi attraverso ProjectSight e Trimble Connect e, per estensione, ai sistemi ERP come Spectrum e Vista. L’individuazione e la risoluzione dei problemi, dai topic BCF ai change order, diventerebbero parte di un unico ecosistema anziché di una somma di upload e link condivisi.

    Trimble Financials per le piccole imprese

    L’azienda ha inoltre annunciato Trimble Financials, uno strumento in abbonamento destinato alle piccole imprese di costruzioni che non dispongono di competenze, tempo e personale per gestire un ERP completo. Lo strumento gestisce il controllo dei costi per commessa (job costing), la visibilità su pagamenti e incassi (AP/AR), cruscotti sul flusso di cassa e la generazione di proposte, con un assistente AI in grado di rispondere a domande finanziarie di base.

    Un portafoglio verso l’unificazione

    Presi insieme, gli annunci su Agent Studio, ProjectSight 360 Capture e Trimble Financials indicano un’azienda che sta ricomponendo un portafoglio ampio e in parte disomogeneo in un insieme più unitario, usando l’AI sia come logica di connessione sia come narrativa commerciale. Resta da verificare se una piattaforma agentic possa realmente standardizzare i workflow sull’intera gamma di prodotti Trimble; la conferenza ha comunque trasmesso un segnale di intenti coerente, con un’AI ancorata a workflow operativi reali.

  • Soluzione Elastica Variazionale per l’Interazione Dinamica Torsionale Terreno–Palo Utilizzando il Modello del Palo di Terreno Fittizio

    Assumere rigida la base di un palo è una comodità di calcolo che nei depositi stratificati si paga. Sotto la punta resta uno strato di terreno di spessore finito e, se la fondazione lavora sotto momento torcente, come capita nelle fondazioni per macchine e nelle strutture offshore, la sua deformabilità entra direttamente nell’impedenza dinamica letta in testa alla palificazione. Sulla rivista Geotechnics, vol. 6, è stato pubblicato uno studio che affronta il problema con una soluzione variazionale elastica (doi: 10.3390/geotechnics6010005).

    Il lavoro è firmato da Bochen Wang, Hongqian Lu, Weiming Gong, Jiaqing Shu, Xiaoqing Gu e Geng Cao. La costruzione si regge su due elementi: un funzionale variazionale derivato dal principio di Hamilton e un palo di terreno fittizio, il fictitious soil pile (FSP), inserito sotto la punta per riprodurre la stratificazione che gli schemi al contorno tradizionali non descrivono.

    Il contorno alla base del palo e la dipendenza dalla frequenza

    Nel campo dell’interazione terreno-struttura (SSI), l’impedenza torsionale esprime il legame tra momento torcente applicato in testa e rotazione corrispondente, e non è una costante: varia con la frequenza di eccitazione. Nei depositi stratificati una parte di questa variazione nasce proprio sotto la punta, dove il terreno presenta uno spessore finito e partecipa alla deformazione del sistema.

    È questo l’aspetto in cui i modelli semplificati e semianalitici esistenti mostrano i limiti. Il vincolo alla base viene idealizzato, mentre l’effetto dello spessore di terreno sottostante la punta può sfuggire alla rappresentazione. Ne discende un’impedenza torsionale la cui dipendenza dalla frequenza, generata da quello spessore nei depositi stratificati, non viene catturata in modo adeguato.

    Un funzionale di Hamilton con il palo di terreno fittizio

    La soluzione proposta è di tipo variazionale e lavora nel dominio della frequenza. Dal principio di Hamilton si costruisce un funzionale che descrive l’interazione dinamica torsionale in terreni viscoelastici stratificati. L’impianto, fondato sui bilanci energetici, tiene insieme le parti del sistema: palo, terreno stratificato e zona sottostante la punta vengono trattati nella medesima formulazione, con coerenza energetica dell’insieme.

    Il FSP entra nel modello come continuazione deformabile del terreno oltre la punta, in luogo della base rigida. Per i tre componenti del problema, palo, terreno stratificato e FSP, si definiscono campi ammissibili di spostamento torsionale; la loro introduzione nel funzionale dà origine alle equazioni che governano la risposta nel dominio della frequenza. La convergenza dell’impedenza torsionale in testa al palo viene poi raggiunta con uno schema iterativo, applicato frequenza per frequenza.

    Verifica contro la soluzione semianalitica esistente

    La formulazione è stata verificata per confronto con una soluzione semianalitica già disponibile per pali in terreni stratificati. L’accordo tra i risultati delle due impostazioni è eccellente. Il confronto dà solidità al modello variazionale prima del suo impiego nelle analisi parametriche.

    Base finita: rigidezza torsionale in calo, smorzamento in aumento

    Le analisi parametriche quantificano l’effetto della scelta al contorno. Rispetto all’ipotesi di base rigida, l’introduzione di un FSP a spessore finito riduce la rigidezza torsionale e aumenta lo smorzamento: il terreno sotto la punta ammette deformazioni che lo schema rigido esclude, e con esse una quota di dissipazione di energia.

    Schema al contorno alla base Rigidezza torsionale Smorzamento
    Base rigida Maggiore Minore
    FSP a spessore finito Ridotta Aumentato

    Sono poi lo spessore e la rigidezza dello strato portante a regolare l’andamento dell’impedenza. Questa relazione fornisce una chiave di lettura fisica dell’interazione torsionale terreno-palo nei terreni stratificati, collocando lo strato di fondazione tra i parametri della risposta dinamica anziché tra i dettagli geometrici del modello.

    Con la base finita la rigidezza torsionale cala e lo smorzamento sale: lo spessore dello strato portante diventa una variabile della risposta dinamica, non un dettaglio geometrico.

    Nei depositi stratificati la base del palo, in sintesi, non è un contorno da fissare una volta per tutte. Il modello variazionale di Hamilton con il palo di terreno fittizio porta nel calcolo ciò che gli schemi semplificati lasciano fuori: la deformabilità dello strato sottostante la punta, con gli effetti che ne derivano su rigidezza, smorzamento e dipendenza dalla frequenza dell’impedenza in testa al palo.

  • Effetto del Calore di Idratazione e Misure di Controllo della Temperatura negli Acquedotti a Sezione a U di Grande Luce

    Oltre 80 °C nel calcestruzzo durante il getto: è la temperatura raggiunta alla base di un acquedotto a canale a U di grande luce, dove il picco, localizzato al baricentro della piastra di base della sezione portante, ha toccato 83,8 °C in cantiere e 87,0 °C nel modello numerico. Uno scarto di circa 3 °C tra misura e calcolo, che apre la porta a una lettura tensionale tutt’altro che rassicurante: il calore di idratazione, se non governato, si traduce in trazioni capaci di fessurare il manufatto prima ancora che entri in esercizio.

    Lo studio, firmato da Pingan Liu, Yupeng Ou, Tiehu Wang, Fei Yue, Yingming Zhen e Xun Zhang e pubblicato su CivilEng (Vol. 6, pag. 42, doi 10.3390/civileng6030042), affianca rilievi sperimentali in sito e analisi numeriche dei campi di temperatura e di tensione indotti dalla fase di colata.

    Trazione calcolata a 6,37 MPa contro 1,85 MPa ammissibili

    Il dato più gravoso riguarda le tensioni. Il modello numerico individua le condizioni critiche negli strati esterni di calcestruzzo delle zone a temperatura più elevata, dove la tensione di trazione massima raggiunge 6,37 MPa. Il valore supera del 244% l’ammissibile della resistenza a trazione del calcestruzzo corrente, pari a 1,85 MPa: più del triplo della capacità del materiale in quella fase di vita, con un rischio significativo di fessurazione termica.

    Dal picco alla stabilizzazione: l’evoluzione termica del getto

    Misura e calcolo restituiscono un andamento coerente. Dopo una salita rapida nella fase iniziale, il calcestruzzo attraversa un raffreddamento altrettanto rapido per poi stabilizzarsi in prossimità delle condizioni ambiente. La coincidenza tra i picchi registrati in cantiere e quelli calcolati attribuisce affidabilità alle successive letture tensionali, che si fondano proprio sul campo termico derivato dal modello.

    Gradienti e velocità di raffreddamento fuori soglia

    Anche i criteri di controllo termico restano superati. Le differenze di temperatura tra nucleo e superficie eccedono la soglia dei 25 °C e, nelle posizioni monitorate, la velocità di raffreddamento giornaliera supera 2,0 °C/d nei primi 5-6 giorni della fase di abbattimento. Entrambe le metodologie identificano la non conformità rispetto a questi parametri, con conseguente crescita del rischio di fessurazione associato a gradienti eccessivi.

    Grandezza Valore
    Temperatura di picco misurata 83,8 °C
    Temperatura di picco calcolata 87,0 °C
    Tensione di trazione massima 6,37 MPa
    Trazione ammissibile del calcestruzzo 1,85 MPa
    Soglia differenza interno/superficie 25 °C
    Raffreddamento giornaliero nei primi 5-6 giorni oltre 2,0 °C/d

    Il circuito a doppio strato: 23,8 °C in meno al picco

    Sul piano del contenimento viene proposto un sistema di tubazioni in acciaio disposte su due strati a media profondità nella sezione, con velocità di flusso dell’acqua di 1,2 m/s. Rispetto a una configurazione a strato singolo, il doppio strato riduce la temperatura di picco di 23,8 °C e migliora l’efficienza di raffreddamento del 28,7%. Il regime di circolazione mantiene l’equilibrio termico tra calcestruzzo e acqua di raffreddamento, con risparmi idrici e riduzione dei costi a fronte di un getto che conserva la propria qualità strutturale.

    Limiti esecutivi e prospettive di controllo via BIM

    Gli autori riconoscono al sistema proposto limiti quanto all’ambiente applicabile e alla difficoltà costruttiva: la gestione di doppie file di tubazioni in opera non è una variabile da sottovalutare in fase di pianificazione delle lavorazioni. Come direzione di sviluppo viene indicata l’integrazione con un sistema BIM, per governare dinamicamente e in tempo reale il circuito di raffreddamento.

    Per chi projetta manufatti idraulici di grande luce, il messaggio operativo è diretto: l’analisi termica della fase di getto merita un posto nel progetto, non solo in cantiere. I 6,37 MPa di trazione calcolata contro 1,85 MPa ammissibili restano l’argomento più convincente a sostegno.

  • Revizto for Infrastructure: lanciata la nuova piattaforma BIM dedicata alle infrastrutture

    Revizto, piattaforma di collaborazione BIM, ha introdotto Revizto for Infrastructure, una soluzione dedicata alla progettazione, alla consegna e alla manutenzione nel tempo di opere lineari complesse: autostrade, ferrovie, gallerie, linee elettriche e reti energetiche. Al centro della novità c’è la funzione Linear Navigation, pensata per il coordinamento di team che operano su chilometri di tracciato, un ambito in cui la riferibilità dei dati del modello a una posizione precisa lungo l’opera è una criticità operativa ricorrente.

    Importare allineamenti e progressive, navigare il tracciato

    Linear Navigation consente di importare direttamente in Revizto gli allineamenti e le progressive chilometriche (chainage) del progetto, di esplorare lunghi corridoi infrastrutturali e di gestire le issue in funzione della posizione esatta in cui si trovano lungo il tracciato. Le segnalazioni restano così agganciate a un riferimento progressivo anziché a generiche viste del modello.

    La soluzione riunisce inoltre tutti gli stakeholder in un unico ambiente condiviso 2D/3D e fornisce una visione in tempo reale dello stato di avanzamento basata sulla posizione, dalla fase di progettazione alla consegna e oltre, nell’esercizio dell’opera.

    Le dichiarazioni del produttore

    Secondo quanto dichiarato da Revizto, l’adozione della soluzione dovrebbe tradursi in consegne più rapide, in una riduzione degli errori costosi e in una completa tracciabilità delle responsabilità su ogni progetto, inclusi quelli che si avvalgono di finanziamenti pubblici. Si tratta di valutazioni del fornitore, non di esiti verificati in modo indipendente.

    «Revizto for Infrastructure è il passo successivo della nostra missione di semplificare la complessità del settore AECO», afferma Arman Gukasyan, fondatore e CEO dell’azienda. «Coniugando tutto ciò in cui i team già si affidano a Revizto con nuovi strumenti realizzati specificamente per progetti lineari di grande scala, diamo loro la possibilità di pianificare, costruire e mantenere in modo efficiente asset critici.»

    Un precedente documentato: il NEAR Programme

    La tecnologia Revizto è già stata impiegata in programmi infrastrutturali complessi. Nel Regno Unito ha supportato la SMP Alliance, guidata da Jacobs, nella consegna del National Emergency Area Retrofit (NEAR) Programme per National Highways: un intervento da 362 milioni di sterline completato nei tempi previsti e entro i finanziamenti disponibili.

    «Un’inadeguata comunicazione avrebbe avuto un costo enorme per il progetto, e con una scadenza inamovibile non potevamo correre quel rischio», dichiara Alex King, Head of Digital and Information Management della SMP Alliance e Associate Director of Information Management di Jacobs. «Revizto ci ha dato chiarezza e controllo, aiutandoci ad anticipare i problemi, a condividere le informazioni tra i partner e, in definitiva, a evitare rilavorazioni.»

    Le attese del settore ferroviario

    Sul fronte ferroviario la funzione è per ora oggetto di attese più che di riscontri: alcuni operatori internazionali stanno valutandone l’applicazione a supporto delle consegne. In KiwiRail, l’Onsite Technology Lead Jasen Cronje indica come beneficio principale il risparmio di tempo nella generazione dei punti di vista: oggi creare manualmente i viewpoint lungo chilometri di linea richiede ore, mentre con la navigazione lineare le sezioni potranno essere esplorate immediatamente.

    L’operatore prevede inoltre l’impiego della funzione per le visualizzazioni dalla postazione di guida (driver views) e per la verifica della visibilità dei segnali (signal sighting), in prospettiva di guadagni di accuratezza ed efficienza. Anche in questo caso si tratta di aspettative dichiarate dall’operatore, non di risultati già documentati.

    Per chi opera su infrastrutture lineari, il punto di interesse tecnico è la possibilità di agganciare la gestione delle issue alla progressiva chilometrica e di navigare il modello lungo il tracciato, attività tipiche del coordinamento BIM su queste opere. I benefici indicati dal produttore dovranno essere confermati applicazione per applicazione: il programma britannico NEAR costituisce, al momento, il caso documentato riportato.

  • Prioritizzazione del Rischio delle Segnalazioni 311 Relative alle Infrastrutture in Prossimità di Cantieri Stradali Urbani Mediante Dati Pubblici: Un Caso di Studio a New York con Random Forest Calibrato Informato dai Dati Meteorologici

    Oltre 2,7 milioni di giornate di chiusura stradale analizzate una per una: questa la scala del caso di studio con cui Jerzy Rosłon, sulle pagine di Infrastructures (vol. 11, pagine 261, doi: 10.3390/infrastructures11080261), mette a punto un workflow riproducibile, costruito interamente su dati pubblici, per ordinare i giorni di cantiere in ambito urbano secondo il rischio di segnalazioni cittadine nelle immediate vicinanze. Il laboratorio scelto è New York City, con un’osservazione che copre il triennio tra il 2022 e il 2024.

    Le segnalazioni 311 come misura del disturbo intorno ai cantieri

    I disagi generati dai cantieri stradali urbani tendono a sfuggire a un monitoraggio sistematico: sono diffusi, frammentati, difficili da osservare con metodi diretti. Il riferimento adottato dalla ricerca sono le richieste 311, vale a dire le segnalazioni municipali non di emergenza presentate da residenti o da altri utilizzatori della strada. Tra queste vengono selezionate quelle attinenti alle infrastrutture.

    La variabile obiettivo è binaria: per ogni giornata di chiusura si verifica se nei pressi del cantiere attivo si sia registrata almeno una delle segnalazioni selezionate nello stesso giorno. La closure day ha una definizione altrettanto precisa, una chiusura stradale risultata attiva in un singolo giorno di calendario, così che ogni record rappresenti un’unica giornata. L’impostazione riconduce un flusso continuo di reclami a un problema di classificazione giornaliera, coerente con lo scopo della prioritizzazione: non tutte le giornate di cantiere presentano lo stesso profilo di rischio.

    Tre fonti pubbliche integrate in un unico dataset

    Il workflow incrocia tre insiemi informativi: le chiusure stradali registrate, le segnalazioni 311 selezionate e le variabili meteorologiche giornaliere. Dal loro accostamento discende il dataset finale, articolato in 2.708.620 record di closure day relativi al caso newyorchese.

    Prestazioni del Random Forest calibrato

    Il modello conclusivo è un Random Forest calibrato e informato con le variabili meteo. Gli indicatori sintetici di performance sono i seguenti.

    Indicatore Valore
    ROC-AUC 0,6408
    PR-AUC 0,0799
    Brier score 0,0459

    La ROC-AUC, ferma a 0,6408, esprime una capacità di ordinamento dei casi positivi sopra i negativi moderata ma superiore al caso. La PR-AUC, pari a 0,0799, va letta alla luce della forte sproporzione tra le classi: la prevalenza dell’evento sul test del 2024 è di circa il 4,88%. Il Brier score di 0,0459 riguarda invece la qualità delle probabilità calibrate.

    Il risultato più operativo emerge dalla selezione del top 5%. Tra le giornate classificate con rischio stimato più alto la precisione raggiunge l’11,48%, a fronte della prevalenza di circa il 4,88%: un lift di 2,35 rispetto a quanto restituirebbe una scelta casuale. Concentrare l’attenzione sulla fascia più esposta del ranking, in altre parole, più che raddoppia la probabilità di intercettare effettivamente una segnalazione nelle vicinanze del cantiere.

    Localizzazione e calendario pesano più del meteo

    L’analisi di permutation importance descrive con chiarezza la gerarchia interna del modello: le variabili di localizzazione e quelle di calendario dominano la previsione. Le variabili meteorologiche continue incidono in misura minore, pur mantenendo un contributo misurabile. Conta prima dove e quando il cantiere è attivo; le condizioni atmosferiche aggiungono un’informazione utile, ma di secondo ordine rispetto al binomio luogo-tempo.

    L’aspetto più trasferibile dell’impianto resta la composizione delle fonti: lavorando esclusivamente con dati pubblici, il workflow risulta replicabile e verificabile. Dove i disagi dei cantieri difficilmente si lasciano osservare in modo ordinato, una classifica di giornate ordinata per rischio mette a disposizione un criterio esplicito per attribuire le priorità, come dimostrato sul caso di New York City.

  • Valutazione sperimentale e analitica della resistenza del fusto e della profondità critica di pali soggetti a carichi di sollevamento in sabbia sovraconsolidata

    La capacità di un palo di opporsi all’estrazione si decide lungo il fusto: a governarla è l’attrito laterale mobilitato all’interfaccia palo-terreno. Una grandezza decisiva per strutture offshore, torri e sistemi di ritenzione, dove la resistenza al sollevamento condiziona la sicurezza, ma il cui comportamento nelle sabbie non risulta ancora sufficientemente caratterizzato.

    Su questo fronte si colloca lo studio di Abdulnaser Alamari e Adel Hanna, pubblicato su Geotechnics (MDPI, vol. 6, articolo 7, doi: 10.3390/geotechnics6010007): prove di pura estrazione su pali modello verticali in sabbia secca sovraconsolidata, accompagnate da un modello analitico per la stima della resistenza laterale.

    Il nodo del calcolo: il coefficiente di pressione laterale Ks

    I pali trasferiscono i carichi assiali agli strati più profondi, ma quando la sollecitazione inverta il segno e diventa trazione il problema cambia natura. La capacità disponibile dipende in misura prevalente dalla resistenza mobilitata lungo l’interfaccia laterale, e la variabile centrale diventa il coefficiente di pressione laterale Ks, che esprime la spinta del terreno agente sul fusto. È proprio la definizione di questo coefficiente in sabbia a restare incompleta nel quadro di calcolo corrente.

    Pali strumentati in serbatoio rigido per misurare le tensioni di contatto

    L’apparato sperimentale è diretto: pali modello verticali in acciaio, strumentati, sollecitati in pura estrazione all’interno di un serbatoio rigido in acciaio dotato di travi di reazione. L’aspetto più rilevante riguarda la strumentazione. Sensori di pressione del terreno disposti lungo il fusto restituiscono la distribuzione delle tensioni laterali, la grandezza fisica da cui discende la resistenza di interfaccia, acquisita direttamente durante la prova anziché assunta a priori.

    Diametro, rapporto di incastro e densità relativa

    Il programma di prova ha esaminato in modo sistematico tre variabili: il diametro D del palo, il rapporto L/D tra lunghezza incravata e diametro, e la densità relativa Dr della sabbia, con riferimento alla risposta a sollevamento. L’esito più netto riguarda quest’ultima: valori di Dr più elevati producono coefficienti Ks maggiori e, di conseguenza, una capacità di uplift superiore. Il coefficiente di pressione laterale funge così da variabile di raccordo tra lo stato del deposito e la resistenza effettivamente mobilitabile lungo il fusto.

    Il modello analitico e la profondità critica basata sull’attrito

    Sulle stesse basi sperimentali gli autori hanno costruito un modello analitico destinato a prevedere sia il coefficiente Ks sia la resistenza laterale. Il passo concettuale più significativo riguarda la profondità critica, riformulata attraverso un rapporto adimensionale di tipo attritivo, legato all’angolo di attrito della sabbia.

    Come varia il rapporto di profondità critica

    Il parametro segue una tendenza coerente: cresce all’aumentare dell’angolo di attrito e raggiunge valori più alti nelle sabbie dense in condizioni di sollevamento. La densità, che nelle prove si era rivelata decisiva per la capacità, riappare dunque anche nel criterio di profondità critica, chiudendo il cerchio tra osservazione sperimentale e formalizzazione analitica.

    Tre contributi al calcolo delle fondazioni soggette a uplift

    Il lavoro si chiude con tre apporti espliciti al quadro di calcolo:

    • un quadro analitico migliorato per la previsione della capacità di sollevamento;
    • l’introduzione del concetto di rapporto di profondità critica basato sull’attrito;
    • una relazione empirica per il rapporto di sovraconsolidazione (OCR) nelle sabbie.

    Resta il messaggio di fondo per chi verifica palificazioni tirate: in sabbia la risposta a estrazione si costruisce su una catena densità, Ks, resistenza laterale, e disporre di un criterio di profondità critica ancorato all’angolo di attrito offre un percorso di calcolo più aderente al comportamento misurato in prova.

  • Ottimizzazione della Miscela per il Calcestruzzo Alcali-Attivato: Revisione Completa dei Fattori Critici di Selezione

    A ogni tonnellata di cemento prodotta corrispondono da 0,60 a 0,98 tonnellate di CO2, a cui si somma un consumo energetico significativo lungo l’intero processo di fabbricazione. Cemento e calcestruzzo restano tra i materiali fabbricati più utilizzati al mondo, e il comparto del calcestruzzo contribuisce da solo con oltre l’8% delle emissioni globali di gas serra su base annua. In questo quadro, lo sviluppo di leganti a basso contenuto di carbonio, o del tutto privi di cemento, diventa una necessità cruciale più che un’opzione di ricerca.

    Su questo terreno si colloca il lavoro di Ghasan Fahim Huseien, Mohammad Hajmohammadian Baghban, Iman Faridmehr e Kaijun Dong, pubblicato su CivilEng con doi 10.3390/civileng6030043: una rassegna sistematica dei fattori critici di selezione che governano il mix design, la lavorabilità e la resistenza a compressione (CS, compressive strength) del calcestruzzo attivato alcalinamente (AAC).

    La carbonatazione compensa parte del conto, ma non tutto

    Prima di valutare le alternative conviene fissare i termini del bilancio ambientale. Tra il 1930 e il 2013 la carbonatazione dei materiali a base cementizia ha sequestrato 4,5 gigatoni di carbonio, un quantitativo in grado di compensare circa il 43% delle emissioni di CO2 derivanti dalla produzione di cemento nello stesso periodo. La percentuale, però, è calcolata sulle sole emissioni del processo produttivo, escludendo quelle associate al consumo di combustibili fossili in fabbricazione. Il margine di compensazione naturale, dunque, va letto con cautela.

    Dai sottoprodotti industriali ai leganti attivati alcalinamente

    La strada alternativa al clinker passa per i leganti attivati alcalinamente (AAB, alkali-activated binders). Il principio compositivo è definito: un precursore derivato da sottoprodotti industriali o da scarti di origine agricola viene attivato mediante una soluzione a bassa molarità oppure un attivatore monocomponente di tipo one-part. Nel dibattito tecnico gli AAB sono sempre più raccomandati come alternative sostenibili, capaci di ridurre le emissioni di gas serra del comparto cementiero e di contenere il consumo di risorse naturali. Il calcestruzzo attivato alcalinamente ne rappresenta l’applicazione diretta.

    Mix design e variabili di composizione

    Progettare una miscela attivata alcalinamente non si riduce ad adattare le regole del calcestruzzo ordinario. La produzione di AAC coinvolge una serie di fattori critici che condizionano insieme la composizione, le proprietà allo stato fresco e la prestazione indurita. Il primo livello di analisi riguarda i metodi di mix design disponibili e i parametri che ne orientano l’impiego, base necessaria per qualsiasi confronto tra formulazioni alternative.

    Segue la serie delle variabili materiali. Contano il tipo e la provenienza del legante, uniti alle sue proprietà chimiche, mineralogiche e fisiche. Peso specifico hanno inoltre le soluzioni attivanti alcaline, il contenuto di acqua e l’impiego di filler: ciascuno di questi parametri incide su lavorabilità, tempi di presa e sviluppo della resistenza, cioè sulle grandezze che definiscono il comportamento della miscela dalla messa in opera alla maturazione.

    Correlazioni e modelli predittivi per fresco e resistenza

    Il terzo fronte è quantitativo. La matrice di correlazione e i modelli predittivi di prestazione permettono di legare le proprietà allo stato fresco a quelle di resistenza, anticipando il comportamento della miscela in fase di definizione del dosaggio. Un’analisi estesa è dedicata al rapporto tra lavorabilità e CS, il legame che stabilisce l’equilibrio tra lavorabilità in fresco e prestazione indurita e che resta il punto più delicato della progettazione della miscela.

    Restano aperte le questioni di fondo. Sfide ancora da sciogliere e prospettive concrete chiudono il percorso di lettura: gli AAC si candidano come materiali da costruzione sostenibili, in grado di sostituire il cemento tradizionale e di ridurre le emissioni di carbonio del settore. Un orizzonte che tocca direttamente chi dosa leganti, verifica miscele e firma progetti strutturali.

    G. F. Huseien, M. Hajmohammadian Baghban, I. Faridmehr, K. Dong, Optimizing Mix Design for Alkali-Activated Concrete: A Comprehensive Review of Critical Selection Factors, CivilEng, Vol. 6, pag. 43. doi: 10.3390/civileng6030043

  • Strategia metaeuristica per l’ottimizzazione con vincolo di instabilità orientata al riutilizzo di gridshell in acciaio

    Progettare una cupola a graticcio con membri provenienti dal riuso significa accettare un punto di partenza vincolato: le sezioni disponibili non si scelgono, si gestiscono. Su questo terreno si muove lo studio firmato da Valentina Tomei, Marina Serpe, Ernesto Grande e Maura Imbimbo, pubblicato su Construction Materials (volume 5, pagina 89, doi: 10.3390/constrmater5040089), che propone una strategia metaeuristica basata su algoritmi genetici per il dimensionamento a peso minimo di gridshell in acciaio con componenti riutilizzabili, con il vincolo di instabilità a buckling incorporato direttamente nella ricerca della soluzione.

    Consumi, energia e limiti del riuso spontaneo

    Il settore delle costruzioni pesa in modo significativo sul consumo di risorse e sul degrado ambientale, a causa di processi caratterizzati da un elevato impiego energetico. Le strategie di progetto orientate al riuso possono condurre a soluzioni efficienti sul piano strutturale e più sostenibili dal punto di vista ambientale. L’ostacolo è di natura operativa: incorporare elementi recuperati in modo efficace richiede metodi di dimensionamento avanzati, capaci di disporre i componenti in modo razionale all’interno della geometria prescelta.

    Un membro di riuso porta con sé una sezione, una lunghezza, una provenienza. Inserirlo dove serve davvero, e non dove capita, è il nodo che la ricerca affronta.

    Il motore genetico della ricerca del peso minimo

    Il cuore metodologico è una strategia metaeuristica costruita sugli algoritmi genetici. L’obiettivo è dichiarato: graticciate a peso minimo assemblate con componenti riutilizzabili. La ricerca procede per generazioni, combinando disposizioni alternative dei membri e selezionando le configurazioni migliori rispetto ai criteri di progetto fissati, tra cui figura la verifica di buckling che caratterizza l’impostazione stessa del lavoro.

    L’esito della ricerca è sempre la soluzione a peso minimo: l’algoritmo la individua per tutti gli stock di elementi considerati nelle elaborazioni svolte.

    La cupola come banco di prova

    La metodologia è applicata a una gridshell a forma di cupola, esaminata in più scenari definiti da stock differenti di elementi disponibili e da condizioni al contorno diverse. Queste ultime distinguono configurazioni completamente vincolate da configurazioni parzialmente vincolate, due famiglie contraddistinte da criteri di progetto dominanti differenti.

    Geometria, peso, prestazioni: le grandezze di confronto

    L’esito di ciascuna elaborazione viene letto attraverso un quadro ampio. Sul piano geometrico contano la forma finale del graticcio e la ripartizione tra membri di riuso e membri nuovi. Sul piano delle masse decide il peso complessivo della struttura. Le prestazioni si misurano con tre indicatori: il fattore di buckling, il rapporto domanda/capacità (demand to capacity ratio) e gli spostamenti. A chiudere il bilancio, le emissioni di gas serra associate a ciascuna soluzione.

    Il confronto ambientale con i soli elementi nuovi

    Accanto all’ottimizzazione strutturale, viene condotta una valutazione semplificata delle emissioni di gas serra, impostata per misurare il beneficio ambientale delle soluzioni basate sul riuso rispetto a graticciate composte interamente da elementi nuovi. La verifica ambientale affianca così quella strutturale, restituendo un confronto tra le due filosofie di approvvigionamento dei membri.

    Contorni diversi, criteri di governo differenti

    Un aspetto che emerge dalla sperimentazione numerica riguarda la capacità della strategia di tenere conto dei criteri di progetto dominanti propri delle graticciate completamente vincolate e di quelle parzialmente vincolate. Le due condizioni al contorno non vengono cioè ricondotte a un unico schema di verifica: l’algoritmo adatta la ricerca alle grandezze che governano ciascun caso.

    Dal progetto allo stock: l’uso inverso della strategia

    Lo strumento non è confinato alla direzione consueta, dal materiale disponibile alla struttura. Può essere impiegato anche in senso opposto, per determinare quali caratteristiche dovrebbe possedere lo stock di elementi di riuso affinché la soluzione di progetto risulti più sostenibile. Un rovesciamento potenzialmente utile in fase di approvvigionamento, quando occorre decidere quali lotti recuperare e con quali caratteristiche.

    Per calcolisti e progettisti di coperture a graticcio, il lavoro delinea un passaggio concreto: il riuso cessa di essere una scelta a posteriori e diventa una variabile che il calcolo pesa insieme a geometria, stabilità e masse, già nelle prime fasi della definizione strutturale.

  • Effetti dell’interfaccia acciaio–calcestruzzo sul comportamento ciclico di colonne composite in acciaio e calcestruzzo (SRC): un’indagine nonlineare agli elementi finiti

    Nelle colonne miste con profilato acciaiale incassato, la superficie di contatto tra acciaio e calcestruzzo è uno dei punti da cui passa la risposta globale dell’elemento. Un’indagine numerica pubblicata sulla rivista Buildings (Vol. 16, Pages 3905) affronta esattamente questo aspetto, con un’analisi agli elementi finiti non lineare dedicata agli effetti dell’interfaccia acciaio calcestruzzo sul comportamento ciclico delle colonne in calcestruzzo armato con profilati acciaiali, note in letteratura come colonne SRC (Steel-Reinforced Concrete).

    Il ruolo dell’interfaccia nelle colonne miste SRC

    In una sezione SRC il profilato acciaiale lavora compositamente con l’anima in calcestruzzo armato che lo avvolge. Il trasferimento degli sforzi tra i due materiali si svolge attraverso la loro superficie di contatto, e la modalità con cui questa interazione viene rappresentata, in sede di progetto come in sede di calcolo, incide sulla distribuzione delle tensioni e sulla rigidezza dell’elemento. L’indagine pubblicata su Buildings si concentra su questo nodo preciso: come la condizione dell’interfaccia condizionhi la risposta di colonne SRC sottoposte ad azioni cicliche.

    Non è un dettaglio secondario. Quando l’interazione tra profilato e calcestruzzo viene assunta in forma semplificata, la ripartizione degli sforzi che ne risulta può discostarsi da quella reale, e la differenza tende a manifestarsi con maggiore evidenza proprio nel regime ciclico.

    Analisi non lineare sotto azioni cicliche

    Le azioni cicliche sono la condizione con cui abitualmente si esplora il comportamento degli elementi strutturali in chiave sismica: cicli ripetuti di caricamento e scaricamento in cui i fenomeni di degrado possono accumularsi progressivamente. Per una colonna mista la domanda tecnica è come si comporta l’interazione acciaio calcestruzzo in questo regime, e lo studio affronta la questione sul piano numerico, mediante un’investigazione non lineare agli elementi finiti.

    L’impostazione non lineare è coerente con l’oggetto dell’analisi: rappresentare gli effetti legati all’interfaccia richiede di uscire dal campo elastico lineare, dove ogni ipotesi di legame tra i materiali resterebbe priva di conseguenze apprezzabili sulla risposta simulata.

    Che cosa significa per chi modella e verifica

    Chi utilizza modelli FEM su strutture miste conosce la scelta operativa in gioco: rappresentare l’interfaccia in modo raffinato oppure adottare ipotesi come l’interazione perfetta. La decisione non è neutra, perché modifica il modo in cui il modello trasferisce sforzi tra profilato e calcestruzzo e, di conseguenza, la risposta prevista in campo non lineare.

    Un’indagine dedicata specificamente agli effetti dell’interfaccia sul comportamento ciclico fornisce materiale di confronto per questa scelta. Gli interlocutori naturali del tema sono, in particolare:

    • i progettisti strutturisti che operano su strutture miste acciaio calcestruzzo;
    • i calcolisti che costruiscono modelli agli elementi finiti di colonne SRC;
    • i consulenti tecnici chiamati a motivare le ipotesi di interazione adottate nei propri modelli.

    Per ciascuno di questi profili, la domanda di fondo resta la stessa: quanto la semplificazione dell’interfaccia pesa sulla risposta ciclica che il modello restituisce.

    Il tema dell’interfaccia nelle colonne SRC resta tra gli aspetti in cui la pratica corrente tende a semplificare e la meccanica reale complica. L’indagine pubblicata su Buildings si inserisce in questo solco, riportando l’attenzione su una superficie di contatto che i modelli di uso quotidiano spesso danno per scontata.