Autore: gianni.dessi@gmail.com

  • Comportamento vibrazionale indotto dal vento nel conduttore aggiuntivo e sicurezza di servizio degli accessori nelle linee aeree di contatto ferroviarie esposte a venti di canyon in ambienti ostili

    La risposta all’estremità di un conduttore aggiuntivo di una linea di contatto aerea ferroviaria cambia in modo marcato a seconda del tipo di raccorderia impiegata, mentre la mezzeria ne risente solo in parte limitata. È l’esito principale dello studio firmato da Tong Xing, Aobo Yang, Like Pan e Yang Song, pubblicato su Infrastructures (vol. 11, pagine 279, doi: 10.3390/infrastructures11080279), dedicato alle vibrazioni indotte dal vento nei conduttori aggiuntivi e alla sicurezza d’esercizio della raccorderia in ambienti difficili.

    Il corridoio del fiume Dadu come riferimento

    Il contesto è quello del corridoio ferroviario del canyon del fiume Dadu, in ambiente di alta quota: una configurazione in cui il vento interagisce con conduttori e componenti di linea in condizioni severe. La domanda a cui il lavoro risponde è doppia: come si comporta dinamicamente il conduttore aggiuntivo sotto l’azione del vento di canyon e in quali termini si pone la sicurezza d’esercizio della raccorderia che lo collega alla struttura.

    Generazione del campo vento e conversione in carichi

    L’azione non viene assunta in forma sintetica, ma ricostruita nel dominio del tempo. Il campo viene generato come processo stocastico tridimensionale, con correlazioni temporali e spaziali esplicitamente riprodotte, combinando gli spettri di Kaimal, Tieleman e Panofsky con un modello autoregressivo del quarto ordine. Le serie storiche di velocità del vento ottenute vengono poi convertite in carichi ricorrendo alla teoria aerodinamica quasi-stazionaria.

    Raccorderia nel modello: aste oscillanti e rigidezze equivalenti

    Sul versante strutturale, il conduttore aggiuntivo è descritto con un modello geometricamente non lineare fondato sulla formulazione assoluta delle coordinate nodali, in sigla ANCF. La raccorderia entra nel calcolo con due schematizzazioni distinte: gli elementi di sospensione sono rappresentati da un elemento ad asta oscillante, mentre per la raccorderia di sostegno si adotta una rigidezza equivalente definita nelle tre direzioni. Le due rappresentazioni riflettono funzionamenti meccanici differenti, e le analisi successive ne confermano la portata.

    Cosa mostrano le analisi

    L’apparato analitico mescola quattro strumenti: si lavora nel dominio del tempo, si conta il numero di cicli con l’algoritmo rainflow, si esamina il contenuto in frequenza tramite l’analisi spettrale di potenza e si completa il quadro con un’analisi di sensibilità parametrica.

    Il tipo di raccorderia condiziona in misura marcata la risposta all’estremità del conduttore, mentre la sua influenza sulla vibrazione in mezzeria resta limitata.

    Ne discende una distinzione netta tra le due scale di osservazione: la scelta del componente terminale governa ciò che accade in prossimità dell’attacco, senza however cambiare in modo rilevante il comportamento della campata nella sua porzione centrale.

    Sospensione e sostegno: effetti opposti su picchi e fatica

    I due tipi di raccorderia si comportano in modo contrastante. La raccorderia di sospensione libera la deformazione indotta dal vento attraverso lo svincolo oscillante: ne derivano picchi di tensione più bassi e una minore incidenza di cicli ad alta ampiezza. La controparte di sostegno trattiene invece lo spostamento all’estremità; il prezzo da pagare è un aumento delle reazioni locali di vincolo e, di conseguenza, un rischio di fatica più elevato.

    Le conseguenze sui due componenti si possono sintetizzare così:

    Raccorderia di sospensione Raccorderia di sostegno
    Rilascio della deformazione indotta dal vento tramite svincolo oscillante Trattenuta dello spostamento all’estremità del conduttore
    Picchi di tensione ridotti Reazioni locali di vincolo aumentate
    Cicli ad alta ampiezza ridotti Rischio di fatica aumentato

    Ricadute su selezione dei componenti e verifica a fatica

    Per chi projetta una linea di contatto in ambiente di canyon, gli esiti si traducono in un criterio operativo: la selezione della raccorderia va condotta osservando prima di tutto la risposta di estremità, dove il componente influenza direttamente i livelli di tensione e i cicli che alimentano il degrado a fatica. I risultati supportano in questo senso la scelta della raccorderia e la progettazione a fatica resistente al vento per i conduttori aggiuntivi delle linee di contatto aeree nei corridoi ferroviari di canyon.

    Dove il vento scorre incanalato tra le pareti di una valle, la durabilità di una linea di contatto aerea si decide anche su componenti di piccola scala. La distinzione tra uno svincolo che rilascia e un vincolo che trattiena, misurata in termini di picchi di tensione e cicli ad alta ampiezza, diventa così un dato di progetto e non un dettaglio di catalogo.

  • Tendenze bibliometriche della ricerca sulle prove di taglio semplice per l’analisi della liquefazione e delle deformazioni dei terreni

    Nel 2024 la produzione scientifica dedicata alla prova di taglio semplice ha toccato il proprio massimo storico: 42 articoli in un solo anno, su un filone che negli ultimi anni è cresciuto in modo marcato. A ricostruire l’andamento del settore è la mappatura bibliometrica firmata da Abdullah O. Baarimah e colleghi, pubblicata sulla rivista Geotechnics (volume 6, doi: 10.3390/geotechnics6020031).

    La ragione dell’attenzione è nella natura stessa della prova. Il taglio semplice è ampiamente utilizzato nell’ingegneria geotecnica quando occorre stimare la suscettibilità di un terreno alla liquefazione, descriverne il comportamento deformativo e misurarne la resistenza al taglio in condizioni di carico controllate. Capire come si è evoluto questo campo di ricerca, dove si concentra la produzione e quali variabili la comunità ha messo a fuoco è l’obiettivo del lavoro.

    Come è stato costruito il corpus di analisi

    Il perimetro esaminato conta 367 pubblicazioni indicizzate in Scopus tra il 2000 e il 2024, trattate con VOS-viewer per ricostruire l’andamento produttivo, le riviste di riferimento e la distribuzione geografica dei gruppi di ricerca. Alla firma, accanto a Baarimah, compaiono Madhusudhan Bangalore Ramu, Aiman A. Bin Mokaizh, Ahmed Wajeh Mushtaha, Aawag Mohsen Alawag, Arsalaan Khan Yousafzai e Tharaa M. Al-Zghoul.

    Le variabili che governano la resistenza al taglio

    Sulla resistenza al taglio del terreno la letteratura converge su tre fattori: la pressione di confinamento, le velocità di deformazione e il rapporto di volume (volume ratio). Sono le grandezze su cui si concentra l’evidenza sperimentale raccolta nel corpus, con effetti diretti sul comportamento al taglio del suolo.

    Accanto ai parametri di prova, il quadro registra i progressi della strumentazione. Il controllo delle condizioni al contorno e le tecniche di esecuzione del taglio semplice si sono perfezionate al punto da rendere i risultati di laboratorio più affidabili, un aspetto che pesa sulla qualità del dato geotecnico a valle.

    Dove si pubblica e chi viene citato

    Il baricentro tematico è chiaramente l’ingegneria sismica e la meccanica dei suoli: è lì che si concentra il dibattito e si accumulano le citazioni. Le tre testate in cima alla classifica del corpus sono le seguenti.

    Rivista Articoli Citazioni
    Soil Dynamics and Earthquake Engineering 48 1.173
    Journal of Geotechnical and Geo-environmental Engineering 34 772
    Canadian Geotechnical Journal 10 250

    Geografia della ricerca: volume statunitense, impatto taiwanese

    Per quantità di produzione il primato appartiene agli Stati Uniti, con 104 articoli e 1.215 citazioni, il blocco più corposo dell’intero insieme di pubblicazioni. Cambiando indicatore, e guardando alla media di citazioni per documento, la scala cambia segno: il valore più alto della mappatura spetta alla ricerca taiwanese, ferma a 36,73 citazioni medie. L’impatto risulta positivo anche sul versante degli studi di liquefazione del suolo.

    Dal laboratorio al campo: il divario da colmare

    Il passaggio più delicato resta il salto dal campione al terreno reale. Tra i risultati di laboratorio e le applicazioni geotecniche effettive lo scarto esiste, e per ridurlo il quadro bibliometrico individua due strade: modellazione numerica più sofisticata e attività di verifica in campo. Un orientamento che tocca da vicino chi usa il dato sperimentale come input per modelli e analisi.

    Sul piano operativo, i risultati confluiscono nella caratterizzazione dei terreni: metodi di descrizione del suolo più affinati si traducono in progettazioni geotecniche più sicure ed efficienti a supporto dello sviluppo delle infrastrutture.

    Resta il dato di partenza: una comunità che nel 2024 ha prodotto 42 articoli in un solo anno è in movimento. Prove più controllate, modelli più maturi e riscontro sul terreno delineano il percorso con cui la sperimentazione di laboratorio può tradursi in scelte geotecniche better fondate.

  • Calcestruzzo cellulare autoclavato con ceneri volanti: effetto dell’acqua di impasto elettrochimicamente attivata sulla resistenza meccanica e sulla struttura porosa

    Resistenza a compressione in crescita pressoché costante al crescere della sostituzione della sabbia con cenere volante, a classe di densità ferma intorno a 600 kg/m³: è l’esito registrato su calcestruzzo cellulare autoclavato (AAC) quando l’acqua di impasto viene attivata per elettrolisi e la cenere viene pretrattata nella frazione catolitica prima della miscelazione. Il lavoro, firmato da Daniyar Akhmetov, Aleksej Aniskin, Baitak Apshikur e Aizhan Baikunirova, è pubblicato su Construction Materials (doi 10.3390/constrmater6010014).

    La logica del trattamento è diretta. In un materiale la cui prestazione dipende dalla geometria dei pori, intervenire sull’acqua di impasto tocca in prima istanza la microstruttura. L’obiettivo dei ricercatori è duplice: spingere in alto la quota di cenere volante al posto della sabbia come componente silicea e non pagare il conto in termini di stabilità dimensionale.

    Acqua di impasto elettrolizzata in cella a diaframma

    Il protocollo parte da una unità a diaframma di tipo «Melesta», nella quale l’acqua viene elettrolizzata. Il diaframma tiene separati i compartimenti anodico e catodico, dai quali si prelevano rispettivamente anolita e catolita. Solo la frazione catolitica entra nel pretrattamento: la cenere volante viene preesposta alla catolita per tempi fino a 15 minuti prima di confluire nell’impasto. Il trattamento riguarda quindi le fasi a monte della cura in autoclave, che resta quella tradizionale del prodotto.

    Un programma di caratterizzazione a densità controllata

    Le miscele con cenere pretrattata sono state confrontate con un riferimento a base sabbia mantenendo la classe di densità pressoché costante. La caratterizzazione attraversa scale molto diverse: prove di fluidità sull’impasto fresco, microscopia elettronica a scansione per la microstruttura, spettroscopia a infrarossi con trasformata di Fourier, analisi di uniformità dei macropori, porosimetria a intrusione di mercurio per la distribuzione dei pori, quindi misure di ritiro e indicatori di durabilità a breve termine.

    Resistenza a compressione in salita, fluidità in discesa

    Con la cenere pretrattata in catolita la resistenza a compressione sale in modo quasi monotono al crescere della sostituzione, rispetto al riferimento sabbioso. Il prezzo si paga sull’impasto fresco, la cui fluidità diminuisce. Per il tecnologo di impianto la perdita di lavorabilità resta quindi la variabile da sorvegliare, mentre il guadagno meccanico accompagna quote crescenti di residuo siliceo.

    Pori più uniformi, pareti tra i pori più resistenti

    La firma più netta dell’attivazione elettrolitica sta nella struttura porosa. La deviazione standard dei diametri dei pori scende da 0,175 a 0,133 mm, segnale di una popolazione di macropori sensibilmente più omogenea. A scala inferiore, la porosimetria a intrusione di mercurio restituisce una frazione di microporosità più elevata nell’AAC a base cenere rispetto a quello a base sabbia. In cura autoclave, l’acqua attivata favorisce così un sistema poroso regolare e pareti tra i pori più robuste, condizioni che accompagnano i valori di resistenza più alti delle miscele trattate.

    Ritiro capillare stabile e durabilità a 25 cicli

    Il ritiro capillare resta di fatto invariato rispetto al riferimento, un punto che preserva la stabilità dimensionale del prodotto finito. Anche gli indicatori di durabilità a breve termine, espressi dai coefficienti di durabilità dopo 25 cicli, mostrano un miglioramento contenuto. Nel quadro complessivo, i dati danno corpo a un utilizzo più massiccio del residuo termoelettrico senza penalizzare le prestazioni dimensionali del materiale autoclavato.

    Una sola cenere: i limiti di trasferibilità

    I risultati poggiano su una fonte unica di cenere, quella della centrale termoelettrica di Ekibastuz. Gli autori raccomandano di non estrarre generalizzazioni immediate: la trasferibilità del protocollo va verificata su ceneri con differente contenuto di vetro, finità diversa e valori di contenuto di carbonio e perdita per calcinazione (LOI) non sovrapponibili. Per chi valuta l’approccio su altre filiere, il confronto sperimentale va quindi ripetuto cenere per cenere.

    Il protocollo agisce su due leve a monte della cura in autoclave, acqua di impasto e preesposizione della cenere, e sposta il margine di manovra sulla quota di sostituzione della sabbia. La conferma su altre ceneri resta il passaggio necessario prima di ogni trasferimento in produzione.

  • Modelli BIM Codificati a Colori per la Valutazione della Gravità della Corrosione nei Ponti in Acciaio

    La valutazione della corrosione sui ponti in acciaio si basa ancora in larga misura su ispezioni visive manuali, i cui esiti dipendono dall’operatore e sono quindi difficilmente ripetibili. Un gruppo di ricerca ha messo a punto un metodo che classifica la gravità della corrosione su cinque livelli e la visualizza direttamente sugli elementi di un modello BIM di un ponte pedonale, portando i risultati dell’ispezione dentro l’ambiente informativo del manufatto. Il lavoro, firmato da Mohammad Amin Oyarhossein, Gabriel Sugiyama, Fernanda Rodrigues e Hugo Rodrigues, è stato pubblicato sulla rivista CivilEng (DOI: 10.3390/civileng6040067).

    Il limite delle ispezioni visive tradizionali

    Nelle pratiche consolidate, il rilievo del degrado corrosivo è un’attività manuale e in parte soggettiva: l’esito della valutazione varia in funzione di chi la esegue, con effetti sull’affidabilità e sulla ripetibilità dei risultati. Anche la registrazione e il reporting delle osservazioni risultano penalizzati, poiché l’informazione resta legata a giudizi non strutturati e difficili da confrontare nel tempo.

    Una scala di gravità in cinque livelli

    Per rafforzare la registrazione e la comunicazione dei risultati d’ispezione, è stato sviluppato un sistema di grading della corrosione articolato su cinque livelli di gravità. L’assegnazione del grado si fonda su segni visibili: ruggine superficiale, danneggiamento del rivestimento protettivo e sfogliatura (flaking).

    La scala è stata costruita a partire da dati fotografici abbinati provenienti da due campagne di ispezione condotte sulla stessa opera, a febbraio 2024 e aprile 2025. Il confronto tra le due serie fotografiche fornisce la base documentale per la classificazione e per il seguito dell’evoluzione del degrado nel tempo.

    Da Dynamo a Revit: i gradi di corrosione sul modello

    Il collegamento tra classificazione e modello informativo passa da uno script Dynamo, che associa ciascun livello di gravità agli elementi corrispondenti del modello Revit tramite la sovrascrittura dei colori (colour overrides). Il risultato è un modello BIM in cui lo stato di corrosione è leggibile elemento per elemento, con i dati integrati in modo chiaro e strutturato nell’ambiente informativo.

    La rappresentazione grafica del degrado supporta tre attività indicate dal metodo: la valutazione delle condizioni della struttura, il monitoraggio dei cambiamenti nel tempo e la formulazione di decisioni di manutenzione su base documentale.

    Il caso di studio: il ponte pedonale di Aveiro

    Il workflow è stato applicato a un ponte pedonale in acciaio situato ad Aveiro, in Portogallo, in ambiente costiero. Lo script è stato eseguito su oltre 2600 elementi del modello, di cui 75 con degrado visivo identificati e classificati nei cinque livelli previsti. L’applicazione su questa scala dimostra la fattibilità del metodo per un tracciamento sistematico della corrosione su una struttura reale.

    Asset management e prospettive digital twin

    Oltre al caso specifico, l’approccio si colloca in una prospettiva di gestione del patrimonio: supporta lo sviluppo di strumenti di bridge asset management basati su BIM ed è adattabile a future applicazioni di digital twin, in cui i dati di stato rilevati trovano posto nella rappresentazione digitale dell’opera.

    La validazione resta riferita a un ponte in acciaio in ambiente costiero: la generalizzazione indicata riguarda altre strutture con condizioni ambientali simili. La classificazione rimane inoltre fondata sull’osservazione visiva dei segni di degrado: il valore del metodo sta nell’aver reso l’esito dell’ispezione tracciabile nel modello, con ricadute su registrazione dei dati, confronto nel tempo e supporto alle decisioni di manutenzione.

  • Studio di fattibilità sull’utilizzo di sedimenti dragati da invasi rinforzati con fibre per applicazioni di copertura di discariche

    Il dragaggio di invasi durante le operazioni di disiltaggio delle dighe genera volumi rilevanti di sedimenti la cui gestione a discarded rappresenta un problema crescente, in particolare nelle regioni mediterranee dove l’accumulo a testa del bacino sottrae suolo e condiziona gli usi del territorio. Un filone di ricerca in via di consolidamento propone di trasformare questi materiali da problema di smaltimento a risorsa tecnica: è la direzione indagata da uno studio pubblicato sulla rivista Geotechnics (doi: 10.3390/geotechnics6020032), firmato da Rafika Lachache, Salim Kouloughli, Ana Bras e Halima Belhadad, che valuta l’impiego dei sedimenti dragati da invasi, indicati con l’acronimo DRS, come materiali di copertura per discariche con funzione di barriera idraulica.

    Il potenziale dei sedimenti come barriera idraulica

    I DRS si caratterizzano per un elevato contenuto di fini e per una plastificazione moderata, una combinazione che li rende candidati credibili per il reimpiego come materiali argillificati compattati, nella logica dei liner per sistemi di copertura. Il presupposto è coerente con la natura stessa del materiale: sedimenti decantati in un invaso tendono naturalmente a bassa permeabilità e comportamento coesivo, qualità ricercate nelle barriere idrauliche compattate.

    L’aspetto di maggiore interesse dello studio risiede nell’impostazione comparativa. Per la prima volta, secondo gli autori, vengono affiancati nello stesso impasto un rinforzo naturale, rappresentato da fibre di paglia di grano (WSF), e uno sintetico, costituito da fibre di polipropilene (PPF), valutati nelle medesime condizioni riferibili a un liner. Le dosaggi esplorati coprono un intervallo da 0 a 0,9% in massa secca, arco che permette di isolare l’effetto del tenore di fibra indipendentemente dal tipo.

    Protocollo sperimentale: taglio diretto e edometro

    La caratterizzazione meccanica si è articolata su due prove di riferimento per i materiali a grana fine. Le prove di taglio diretto hanno quantificato l’apporto delle fibre alla resistenza a taglio, mentre le prove edometriche hanno consentito di seguire il comportamento consolidativo dell’impasto rinforzato, grandezza centrale per un materiale destinato a coperture, dove i cedimenti differenziali possono compromettere la continuità della barriera.

    I risultati indicano che l’inclusione delle fibre migliora sensibilmente la resistenza a taglio, con una risposta ottimale in corrispondenza del dosaggio di 0,6%. In sede consolidativa il quadro si differenzia per tipologia di rinforzo: a quel dosaggio le fibre di polipropilene riducono l’indice di compressione di circa il 50%, mentre le fibre di paglia producono un miglioramento moderato ma costante. Un distacco netto sul piano della compressibilità, quindi, che suggerisce comportamenti di rinforzo qualitativamente diversi a parità di percentuale in massa.

    Permeabilità e meccanismi di interazione fibra matrice

    Il tenore di fibra influisce anche sulla conduttività idraulica stimata, che cresce lievemente con l’aggiunta di rinforzo ma resta entro l’intervallo tipicamente associato ai materiali da barriera compattata. È un esito che preserva la funzione primaria del liner: il guadagno meccanico non si paga con una perdita di tenuta idraulica tale da escludere il materiale dall’impiego previsto.

    L’analisi FTIR ha permesso di distinguere i meccanismi di interazione tra fibra e matrice. Nel caso delle fibre di paglia dominano interazioni lignocellulosiche, legate alla natura organica del rinforzo; le fibre di polipropilene operano invece attraverso un aggancio di tipo meccanico, connesso alla geometria e alla superficie del filamento sintetico. La diversa natura del legame si riflette, in linea con i dati meccanici, su prestazioni e durabilità del sistema rinforzato.

    Il dosaggio di riferimento a 0,6% e le implicazioni per il reimpiego

    La sintesi dello studio individua nel 0,6% in massa secca il punto di equilibrio tra efficienza meccanica e sostenibilità del materiale. Oltre questa soglia il beneficio aggiuntivo si riduce, mentre la componente fibrosa pesa sul bilancio complessivo dell’impasto, con maggiore incidenza quando si opta per il rinforzo sintetico.

    Per chi opera nella progettazione di coperture di discarica e nel recupero di materiali di scavo, il contributo delinea un percorso di valorizzazione concreto: i sedimenti da disiltaggio possono essere riqualificati come materiali da liner, con la scelta del rinforzo che diventa una variabile di progetto. L’alternativa tra fibre biodegradabili e sintetiche non si risolve in termini puramente prestazionali, ma passa attraverso la coesistenza di comportamenti differenti in compressione e meccanismi di interazione distinti, da pesare caso per caso in funzione delle richieste del sistema di copertura.

    Resta aperta la sperimentazione su scala applicativa, ma il quadro meccanico e idraulico emerso fornisce una base quantitativa per valutare il reimpiego dei DRS in barriere idrauliche compattate, trasformando un flusso di scavo in un materiale con caratteristiche misurate e confrontabili.

  • OpenSpace Field: la nuova soluzione per le squadre di costruzione

    OpenSpace ha presentato OpenSpace Field, una soluzione basata su immagini che consente ai team di cantiere di rilevare e gestire in tempo reale difetti, osservazioni e non conformità (snagging items, observations e issues) semplicemente camminando sul sito. La piattaforma si inserisce nel processo di gestione delle attività di cantiere, un ambito in cui la documentazione visiva e la corretta attribuzione degli interventi incidono direttamente sui tempi di verifica e sulla qualità dell’esecuzione.

    Contesto visivo e spaziale per ogni attività

    L’elemento distintivo dell’approccio è che ogni attività viene ancorata a un contesto visivo e spaziale, una definizione utilizzata da OpenSpace per descrivere il collegamento tra la segnalazione e la sua posizione fisica sul cantiere. L’obiettivo dichiarato è garantire che gli item siano correttamente assegnati e di facile comprensione per chi deve eseguirli.

    Questo collegamento è reso possibile dalla funzione AI Autolocation, che identifica e etichetta automaticamente il punto in cui si è verificato un problema o è necessaria un’attività. Il sistema utilizza uno smartphone e una precedente acquisizione a 360° del sito per suggerire dove posizionare la segnalazione sulla planimetria. Il posizionamento resta dunque un suggerimento generato dal software, che il tecnico può verificare prima dell’attribuzione definitiva.

    Integrazione con Procore e Autodesk Construction Cloud

    Per inserirsi nei flussi di gestione progetto già in uso, la piattaforma consente di creare direttamente dall’app OpenSpace:

    • Punch List Items e Observations in Procore;
    • Issues in Autodesk Construction Cloud.

    Tutti i campi vengono mappati sugli standard configurati dal cliente, con sincronizzazione bidirezionale dei dati tra le piattaforme. Secondo OpenSpace, questo approccio serve a eliminare il doppio inserimento e i silos informativi, un aspetto rilevante quando le segnalazioni di cantiere alimentano processi di gestione in ambienti software distinti.

    I dati possono inoltre essere sincronizzati con le piattaforme di project management complementari, tra cui Procore e Autodesk Construction Cloud.

    Note vocali con interpretazione assistita

    Tra le funzionalità della piattaforma figurano le AI Voice Notes, che permettono di acquisire note e segnalazioni a mani libere utilizzando il linguaggio naturale. Secondo quanto riporta l’azienda, non si tratta di semplici trascrizioni: il software è in grado di compilare automaticamente i campi dei moduli, come data di scadenza, priorità e tag, e di interpretare espressioni ambigue.

    Un caso d’uso documentato

    Sulla piattaforma interviene anche un’esperienza diretta d’uso. Caleb Vaughan, superintendent di T&H Investments, dichiarano che la soluzione ha modificato il processo di ispezione dell’azienda:

    OpenSpace Field ha completamente cambiato il nostro processo di ispezione. Ciò che prima richiedeva da 3 a 4 ore ora richiede 30 minuti, e i problemi non vengono più tralasciati o ignorati. Con ogni elemento documentato tramite foto e posizione esatta, i nostri subappaltatori sanno esattamente cosa sistemare e noi possiamo verificare chiaramente che sia stato fatto. Il risultato non è solo velocità: è lavoro che viene davvero completato.

    Si tratta di una testimonianza del cliente e va letta come tale: i tempi indicati si riferiscono al processo di ispezione di quella specifica realtà e non costituiscono un benchmark indipendente sulle prestazioni della piattaforma.

    Implicazioni per la gestione tecnica del cantiere

    Per i professionisti che gestiscono verifiche, ricezioni e listini di difetti in cantiere, la piattaforma introduce automazione su due livelli: la localizzazione delle segnalazioni sulla planimetria e la compilazione dei campi di gestione a partire da input vocali. La responsabilità della corretta attribuzione e verifica degli interventi resta ai tecnici, mentre il sistema fornisce contesto visivo, posizionamento suggerito e sincronizzazione con gli strumenti di project management già adottati.

  • Ottimizzazione Ibrida della Topologia di una Struttura in Calcestruzzo tramite Analisi agli Elementi Finiti e Modelli Surrogati di Deep Learning

    Una panca in calcestruzzo gettato in opera ridisegnata con la topology optimization pesa il 46% in meno dell’originale: da 258,3 a 139,4 kg, con freccia massima contenuta sotto i 2 mm e tensione di compressione massima di 15,5 MPa, entro il limite ammissibile del calcestruzzo C20/25. Sono i risultati dichiarati in uno studio pubblicato su CivilEng (doi: 10.3390/civileng6040068), a firma di Mohamed Gindy, Moutaman M. Abbas, Radu Muntean e Silviu Butnariu, in cui un framework di ottimizzazione topologica density-based implementato in ANSYS Mechanical è integrato con un modello surrogato basato su deep learning per contenere i tempi di calcolo, ridotti di oltre 105 volte rispetto all’ottimizzazione con analisi agli elementi finiti completa.

    Contesto: efficienza del materiale ed emissioni

    L’industria del cemento contribuisce in modo significativo alle emissioni globali di CO2 e, su questa premessa, gli autori collocano l’efficienza del materiale nelle strutture in calcestruzzo come obiettivo di sostenibilità. Il bersaglio dello studio è l’uso eccessivo di cemento tipico della progettazione tradizionale in calcestruzzo, affrontato su un caso applicativo concreto: una panca gettata in opera, dimensionata per condizioni di carico realistiche da uso pubblico.

    Il framework: ottimizzazione topologica e surrogato deep learning

    Il cuore del metodo è una formulazione density-based della topology optimization implementata in ANSYS Mechanical. In questo tipo di approccio il dominio strutturale è descritto da una variabile di densità che, convergendo verso i valori estremi, definisce le zone da svuotare e quelle da mantenere, conducendo a una geometria a minimo massa. L’obiettivo dello studio è proprio la minimizzazione della massa strutturale nel rispetto di vincoli di servizio e di resistenza, con limiti sugli spostamenti e sulla tensione di compressione valutati sotto i carichi d’uso previsti.

    Il secondo componente è il modello surrogato basato su deep learning, introdotto per accelerare le prestazioni computazionali del processo. Nel caso studiato il surrogato raggiunge una strong accuratezza predittiva, quantificata con due metriche di sovrapposizione: IoU (Intersection over Union) pari a 0,75 e coefficiente di Dice pari a 0,73, indicatori comunemente utilizzati per misurare l’accordo tra una configurazione spaziale predetta e quella di riferimento. La riduzione dei tempi di calcolo dichiarata è superiore a 105 volte rispetto all’ottimizzazione condotta con analisi FEM complete.

    Completa il flusso la fase di visualizzazione: la geometria ottimizzata è stata ricostruita e renderizzata in Blender.

    Risultati dichiarati

    • Massa: riduzione del 46%, da 258,3 a 139,4 kg;
    • Convergenza: raggiunta in 62 iterazioni;
    • Servizzabilità: freccia massima inferiore a 2 mm;
    • Resistenza: tensione di compressione massima di 15,5 MPa, entro il limite ammissibile del C20/25;
    • Accuratezza del surrogato: IoU = 0,75, Dice = 0,73;
    • Efficienza computazionale: tempi ridotti di oltre 105 volte rispetto all’ottimizzazione FEM completa.

    Rilevanza per la progettazione

    Gli autori leggono i risultati come evidenza del potenziale della combinazione tra topology optimization e machine learning per ridurre il consumo di materiale, migliorare l’efficienza strutturale e sostenere pratiche costruttive più sostenibili nel calcestruzzo. Per il progettista strutturale, l’aspetto operativo più diretto è il costo computazionale: il surrogato deep learning dimostra, nel caso esaminato, che l’onere dell’ottimizzazione topologica basata su analisi FEM complete può essere contenuto di oltre due ordini di grandezza, mantenendo al contempo il rispetto dei vincoli di deformabilità e tensione.

    Perimetro dei risultati

    I valori riportati si riferiscono al caso studiato: una panca in calcestruzzo gettato in opera, classe C20/25, sottoposta a carichi da uso pubblico, con prestazioni come dichiarate dagli autori. La riduzione di massa del 46%, il guadagno di velocità oltre 105 volte e le metriche IoU/Dice del surrogato sono specifici di questo caso e non costituiscono prestazioni generali della metodologia: estensioni ad altri elementi, materiali o condizioni di carico richiederebbero verifiche dedicate.

    Il caso documenta comunque un flusso di lavoro completo, dall’ottimizzazione topologica con vincoli normativi di servizio e resistenza alla visualizzazione della geometria finale, in cui il deep learning interviene in modo circoscritto sul costo computazionale, senza sostituire la modellazione agli elementi finiti come riferimento dell’ottimizzazione completa.

  • Risposta al taglio interfacciale delle pavimentazioni asfaltiche delle solette dei ponti sotto accoppiamento termo-meccanico e carichi mobili di frenata

    Portare il coefficiente di frenata da 0 a 0,7 fa salire la risposta a taglio longitudinale negli strati asfaltici di un rivestimento di imponti da 57,9 a 161,2 kPa, quasi tre volte il valore di partenza. È il dato più esplicito dell’analisi numerica condotta su una pavimentazione a doppio strato a Zhongshan, in Cina, pubblicata sulla rivista Infrastructures e dedicata all’accoppiamento tra gradienti termici e carichi mobili di frenata.

    Il contesto è quello del traffico estivo ad alta temperatura, nel quale i rivestimenti asfaltici dei ponti mostrano una marcata suscettibilità a bordo, spingimenti orizzontali (shoving) e scivolamento tra gli strati. In questi meccanismi la tensione di taglio all’interfaccia risulta determinante: quantificarne l’entità al variare di carico, geometria e clima è la premessa per impostare con criterio il pacchetto superficiale di un impalcato.

    Un workflow sequenziale, dalla meteorologia alla meccanica

    Lo schema di calcolo, un modello agli elementi finiti tridimensionale con accoppiamento sequenziale, procede in due stadi. Nel primo si risolve il problema termico transitorio: le condizioni al contorno derivano da misure registrate in sito di temperatura dell’aria, radiazione solare, durata dell’insolazione e velocità del vento. Il campo di temperatura così ottenuto alimenta direttamente il secondo stadio, un modello meccanico a carico mobile nel quale gli strati, con miscela SMA-13 in superficie e AC-20 in interfondo, presentano aderenza piena, il contatto ruota rivestimento è schematizzato con due aree di contatto rettangolari e la frenata entra come trazione longitudinale.

    Le variabili fatte variare coprono carico assiale, pendenza longitudinale della carreggiata, coefficiente di frenata e spessori dei due strati asfaltici.

    Il calore rallenta in profondità

    Le analisi termiche restituiscono un andamento quantificato con precisione: l’ampiezza dell’oscillazione di temperatura si attenua con la profondità e il picco giornaliero slitta a orari via via più tardivi. In superficie il massimo si raggiunge alle 13:00 con 58,95 °C; al fondo del rivestimento asfaltico il picco arriva alle 17:00, quattro ore dopo, e vale 46,99 °C. Le verifiche meccaniche sono state condotte nello stato termico delle 14:00, condizione estiva prossima al picco.

    La gerarchia delle azioni: frenata, carico assiale, pendenza

    Nel confronto tra ipotesi il coefficiente di frenata si conferma il parametro più influente sul taglio longitudinale: arrivando a 0,7, la risposta degli strati asfaltici quasi triplica e presso l’interfaccia tra lo strato AC-20 e l’impalcato in calcestruzzo si porta a circa il doppio del valore a frenata nulla. Il carico assiale, analizzato nello stato termico delle 14:00, amplifica a sua volta la risposta complessiva: il taglio massimo nello strato asfaltico sale da 0,172 a 0,223 MPa. La pendenza longitudinale agisce in modo più selettivo, con effetti concentrati sul trasferimento degli sforzi lungo la direzione di marcia.

    Parametro variato Grandezza monitorata Risposta
    Coefficiente di frenata, da 0 a 0,7 Taglio longitudinale negli strati asfaltici da 57,9 a 161,2 kPa
    Coefficiente di frenata, da 0 a 0,7 Taglio longitudinale presso l’interfaccia AC-20/impalcato da 56,4 a 112,6 kPa
    Carico assiale (crescente) Taglio massimo nello strato asfaltico da 0,172 a 0,223 MPa

    Spessori a confronto: dove si sposta la domanda

    Sul fronte della stratigrafia i due strati seguono logiche opposte. Aumentare lo spessore dello SMA-13 riduce la richiesta termica e meccanica sugli strati sottostanti, con un effetto protettivo diretto verso il fondo del pacchetto. L’aumento dello spessore dell’AC-20 abbassa invece la risposta in prossimità dell’impalcato in calcestruzzo, ma sposta parte della domanda di trazione e di taglio verso lo strato asfaltico superiore: il guadagno all’interfaccia inferiore si ripaga in superficie.

    Per il progettista di rivestimenti di imponti la sintesi è doppia: il taglio interfacciale non dipende dalla sola temperatura ma dall’insieme di azioni termiche, verticali e longitudinali, e la stratigrafia ridistribuisce la domanda tra superficie e interfaccia strutturale più di quanto la elimini.

    Lo studio, firmato da Xuan Zhu, Zhi Li, Xiangyu Lei, Hailin Wang, Weiwei Lu, Dingling Yang, Hongyu Ren, Yuxi He, Weiguo Wu e Peng Chen, è pubblicato su Infrastructures, vol. 11, pagine 285: doi: 10.3390/infrastructures11080285.

  • Limitazioni nella descrizione della cura e del condizionamento ed errori di interpretazione nella ricerca su geopolimeri e materiali alcalino-attivati: una revisione critica

    Confrontare risultati sperimentali su geopolimeri e materiali attivati alcalinamente provenienti da laboratori diversi resta un esercizio delicato quando le condizioni di curing e di condizionamento dei provini non vengono documentate in modo completo. A questo nodo metodologico è dedicata una revisione critica pubblicata sulla rivista Buildings, volume 16, pagine 3876, che affronta i limiti di restituzione delle informazioni di cura e condizionamento nella ricerca sui materiali a matrice alcalina e gli errori di interpretazione che ne derivano.

    Cura e condizionamento come variabili sperimentali decisive

    Nel percorso che porta una miscela attivata alcalinamente dalla formulazione al risultato di prova, la fase di cura e il successivo condizionamento definiscono lo stato effettivo della matrice al momento della misura. Le due grandezze non sono sovrapponibili: la prima riguarda le condizioni in cui il legante viene fatto maturare, la seconda i trattamenti che il provino riceve tra la conclusione della cura e l’esecuzione della prova.

    Regimi di cura che differiscono per condizioni termoigrometriche e durata, così come condizionamenti non uniformi prima del test, producono materiali che, a parità di composizione, non sono necessariamente equivalenti. Se questi parametri compaiono nelle pubblicazioni in forma parziale o generica, il lettore non riesce a ricostruire la storia del provino e a collocare il dato nel contesto che lo ha generato.

    Dalla documentazione incompleta all’errore di lettura

    La conseguenza diretta di una restituzione lacunosa è l’errore di interpretazione. Differenze di comportamento tra studi indipendenti possono essere attribuite alla formulazione della miscela quando derivano invece da trattamenti di cura o condizionamento distinti; al contrario, composizioni affini possono apparire disomogenee per effetto di condizioni di laboratorio diverse. In entrambi i casi il risultato viene letto fuori contesto, con ripercussioni sulla riproducibilità delle campagne sperimentali e sull’affidabilità delle sintesi comparative della letteratura.

    Il problema investe l’intero archivio sperimentale del settore: risultati che sembrano direttamente comparabili possono nascondere storie dei provini molto differenti, e ogni sintesi costruita senza verificare queste informazioni rischia di trasferire conclusioni poco solide.

    Il valore di una revisione critica di metodo

    Un contributo di questo tipo non introduce misure nuove, ma sistema la lettura di quelle esistenti. Per chi conduce ricerche su geopolimeri e materiali attivati alcalinamente (alkali-activated materials), il lavoro ricentra l’attenzione sulla necessità di dichiarare in modo esplicito i regimi di cura applicati e i trattamenti subiti dai campioni prima della verifica, l’arco del processo sperimentale in cui queste variabili vengono più spesso trattate come dettaglio di contorno.

    Per il tecnico che consulta la letteratura per orientare valutazioni su questi leganti, l’approccio proposto sposta il baricentro dell’analisi: prima di comparare dati pubblicati occorre interrogare le condizioni di produzione e di condizionamento dei campioni, poiché tali informazioni pesano sull’esito della comparazione quanto la composizione stessa della miscela.

    In un settore in cui il confronto tra dati indipendenti orienta i programmi di ricerca e le scelte di materiale, la completezza delle informazioni su cura e condizionamento non è un dettaglio formale ma una condizione per leggere correttamente i risultati. La revisione pubblicata su Buildings riporta questo nodo al centro della discussione sulla qualità della ricerca sui leganti alcalini.

  • Revisione mirata degli adesivi a base cementizia potenziati con nanomateriali per l’ottimizzazione dell’adesione tra FRP e calcestruzzo

    Il comportamento di un rinforzo con polimeri fibrorinforzati si decide all’interfaccia. Quando l’adesivo non trasferisce gli sforzi tra il materiale fibroso e il supporto in calcestruzzo, il contributo resistente atteso dal rinforzo si perde proprio nel punto in cui dovrebbe attivarsi. Su questo anello critico si concentra una rassegna focalizzata firmata Mohammad Al-Zu’bi, Mazen J. Al-Kheetan e Musab Rabi, pubblicata su Construction Materials (Vol. 6, pag. 15, doi: 10.3390/constrmater6020015).

    L’oggetto dell’analisi sono gli adesivi cementizi, indicati con la sigla CBA (cement-based adhesives), impiegati nella rinforzatura di strutture esistenti mediante FRP. Il loro sviluppo è trainato dalla domanda di infrastrutture più sostenibili, ma le formulazioni tradizionali presentano tre criticità ricorrenti: resistenza di aderenza contenuta, scarsa capacità di contrastare la fessurazione e durabilità a lungo termine ridotta. Aspetti che, in pratica, si ripercuotono sulle prestazioni dell’intero sistema FRP-calcestruzzo.

    I nanomateriali al vaglio della rassegna

    Il lavoro si fonda su una valutazione sistematica di studi sperimentali recenti, dedicata alle CBA modificate con nanosilice, nanotubi di carbonio, ossido di grafene e altri nanomateriali. L’obiettivo è duplice: comprendere in che misura la modificazione alla scala nanometrica possa migliorare il comportamento all’adesione dell’interfaccia e le prestazioni strutturali complessive del sistema di rinforzo.

    Su quali fronti agiscono le cariche nanometriche

    Per ciascuna famiglia di nanomateriali la rassegna esamina il contributo su quattro piani:

    • meccanismi di adesione all’interfaccia;
    • efficienza nel trasferimento degli sforzi;
    • controllo della fessurazione;
    • resistenza alle sollecitazioni ambientali.

    Quattro aspetti che condizionano direttamente l’attivazione del rinforzo e la sua capacità di mantenersi nel tempo.

    CBA non modificate e CBA nanomodificate a confronto

    La parte comparativa affianca le formulazioni tradizionali, prive di nanomateriali, alle versioni nanomodificate, nell’ambito di sistemi di rinforzo basati su FRP. Tre i piani di osservazione privilegiati: comportamento all’adesione (bond), risposta meccanica e prestazioni riconducibili alla durabilità. Un impianto che permette di isolare il peso della modifica nanometrica rispetto alla matrice cementizia di partenza.

    IHSSC-CAs: autocompattanti ad alta resistenza

    Un capitolo a parte è riservato agli IHSSC-CAs, adesivi cementizi autocompattanti ad alta resistenza. La rassegna li individua come una classe emergente di materiali leganti sostenibili, che unisce elevate prestazioni meccaniche a una compatibilità ambientale superiore a quella dei sistemi leganti tradizionali.

    Lacune aperte e sfide applicative

    La parte conclusiva del lavoro elenca le principali lacune di ricerca, discute le difficoltà legate all’attuazione pratica e delinea le direzioni future degli studi, orientate allo sviluppo di tecnologie di rinforzo del calcestruzzo sempre più sostenibili e resilienti.

    La modifica alla scala nanometrica interviene dunque sul nodo più delicato di un intervento di rinforzo, il collegamento tra materiali eterogenei. Le lacune e le difficoltà attuative evidenziate dalla rassegna tracciano, allo stesso tempo, il confine tra ciò che la letteratura supporta oggi e ciò che resta ancora da consolidare.

    Construction Materials, Vol. 6, pag. 15. M. Al-Zu’bi, M.J. Al-Kheetan, M. Rabi, A Focused Review of Nanomaterial-Enhanced Cement-Based Adhesives for Optimized FRP-to-Concrete Bonding, doi: 10.3390/constrmater6020015.