Autore: gianni.dessi@gmail.com

  • Rilevazione Infrarossa Ottimizzata di Micro-Fughe nei Rivestimenti di Gallerie di Servizio tramite Mappatura dei Gradienti Termici Locali

    Una fessurazione capillare nel rivestimento di un tunnel di servizio può alimentare un’uscita d’acqua così ridotta da eludere qualsiasi verifica condotta a mano. A questa classe di difetti è dedicato il lavoro Enhanced Infrared Detection of Micro-Leakage in Utility Tunnel Linings via Local Temperature Gradient Mapping, pubblicato su Infrastructures (vol. 11, pag. 342, doi: 10.3390/infrastructures11100342) da Qing Liu, Yuchuan Hu, Fuyong Pan, Yin Feng, Houzhen Sun e Yu Zhang. Il contributo interviene sul versante dell’elaborazione delle immagini termiche: un fattore di guadagno calcolato sul gradiente di temperatura locale viene applicato alla rappresentazione in scala di grigi per far emergere le zone di infiltrazione puntiforme dal contesto.

    Il nodo del contrasto nelle indagini a infrarossi

    I tunnel di servizio sotterranei in esercizio accumulano con il tempo microfessurazioni nei rivestimenti in calcestruzzo, dalle quali si originano perdite d’acqua sottili, di difficile individuazione con i metodi manuali. La termografia a infrarossi consente in linea di principio un’osservazione senza contatto della superficie. Quando però il punto di perdita è molto piccolo, l’anomalia termica resta debole: il contrasto rispetto allo sfondo si riduce e le interferenze di fondo rendono incerta la discriminazione del difetto reale.

    Un sistema di laboratorio per seguire la filtrazione

    La ricerca assume il punto di microperdita nel rivestimento come sorgente diretta dell’infiltrazione e costruisce attorno a questa ipotesi un sistema di simulazione in laboratorio. Sui dati acquisiti viene condotta l’analisi delle caratteristiche del campo di temperatura nello spazio e nel tempo, durante lo sviluppo della filtrazione. È questa lettura spaziotemporale a fornire i criteri con cui il trattamento dell’immagine viene poi impostato.

    Dal gradiente locale al fattore di guadagno

    La procedura proposta opera in tre passaggi. In primo luogo viene estratta la regione termica centrale locale attorno al difetto, ossia l’area in cui la variazione di temperatura si concentra. Su tale regione viene calcolato un fattore di guadagno di gradiente, funzione dell’escursione termica rilevata al suo interno. Il fattore viene infine applicato alla mappatura in scala di grigi dell’intera immagine termica.

    L’effetto è un aumento significativo del contrasto tra le aree interessate dalla perdita e il resto della scena. Il difetto di forma puntiforme diventa così riconoscibile e localizzabile con precisione, anche quando il segnale termico originario resta debole rispetto al fondo.

    Prove su provino con fessurazione simulata

    La validazione sperimentale è stata condotta su un campione di calcestruzzo nel quale era stata riprodotta una fessurazione. Le verifiche sono state ripetute al variare della temperatura dell’acqua e della portata, le due grandezze che caratterizzano il flusso in esame. I risultati confermano l’efficacia del metodo nelle diverse condizioni testate.

    Lettura operativa per la diagnostica

    Per chi si occupa di ispezione di opere sotterranee, il punto pratico riguarda lo stadio in cui si agisce: il guadagno di contrasto non nasce da modifiche alla fase di misura, ma dal trattamento dell’immagine termica complessiva una volta acquisita. In un ambito in cui le microperdite puntiformi figurano tra i difetti più elusivi, un criterio di elaborazione calibrato sul gradiente termico locale rafforza l’identificazione e la localizzazione dei difetti nel rilievo a infrarossi, fornendo un supporto concreto alla gestione dei rischi di perdita nei tunnel di servizio.

    Resta il fatto che una perdita di entità minima si manifesta su un’immagine termica come una differenza di pochi scaglioni di grigio. Il metodo propone una risposta su due piani: restringe l’osservazione all’intorno del difetto e calibra l’amplificazione sulla variazione di temperatura effettivamente rilevata.

  • Comportamento di travi sostenibili in calcestruzzo geopolimerico ibrido a gradiente funzionale

    Collocare il calcestruzzo geopolimerico ibrido nella zona tesa di una trave modifica la risposta flessionale dell’elemento in modo misurabile. Nelle prove a quattro punti condotte su dieci travi in calcestruzzo armato, la configurazione funzionalmente graduata con il geopolimero nella zona di trazione ha portato a un aumento della deflessione ultima del 30% e della duttilità del 73%. È migliorata anche la capacità portante, rispetto alle travi realizzate con la corrispondente miscela a base cementizia.

    L’impianto sperimentale: dieci travi, un solo impasto geopolimerico

    Le travi oggetto delle prove sono state realizzate con calcestruzzo funzionalmente graduato (FGC, functionally graded concrete), impostazione costruttiva che consente a un componente strutturale di soddisfare, porzione per porzione, specifiche meccaniche e di durabilità differenti. Il campione conta dieci travi armate: le sezioni trasversali differiscono da elemento a elemento e, all’interno di ciascuna trave, gli strati di calcestruzzo assumono disposizioni differenti. La risposta strutturale è stata valutata con prove di flessione a quattro punti.

    Sul piano dei materiali la ricerca impiega un solo confezionamento di calcestruzzo geopolimerico ibrido (HGC, hybrid geopolymer concrete), posto a confronto con la corrispondente miscela di controllo a base cementizia. Nella formula geopolimerica la funzione legante è affidata a cenere volante (FA, fly ash), scorie d’altoforno (slag) e polvere di dolomite (DP, dolomite powder). L’obiettivo del programma di prova riguarda la risposta a flessione e la sostenibilità delle travi FGC armate.

    Duttilità e deflessione ultima: l’effetto dell’HGC in zona tesa

    Le travi con l’HGC collocato nella zona di trazione presentano una duttilità più elevata e una capacità portante superiore rispetto a quelle costruite con il calcestruzzo cementizio corrispondente. Il confronto tra le diverse disposizioni degli strati, su un campione con sezioni trasversali variabili, mette in luce il peso della posizione del materiale all’interno dell’elemento.

    Quando il geopolimero viene disposto nella zona critica di trazione, la configurazione funzionalmente graduata determina un aumento della deflessione ultima del 30% e della duttilità del 73%. Due indicatori che descrivono una risposta più deformabile dell’elemento fino a rottura.

    Cemento, emissioni di carbonio e resilienza strutturale

    La lettura di sostenibilità accompagna i risultati strutturali: l’impiego dell’HGC nelle travi in calcestruzzo funzionalmente graduato riduce il fabbisogno di cemento e le emissioni di carbonio associate, esito in linea con la composizione dell’impasto, che ricorre a cenere volante, scorie d’altoforno e polvere di dolomite in luogo del legante cementizio.

    Il quadro complessivo comprende anche la resilienza strutturale, sostenuta dal comportamento più duttile e dalla capacità portante accresciuta: condizioni che, per gli autori, disegnano una via verso strutture in calcestruzzo sostenibili e ad alte prestazioni.

    Il lavoro, firmato da Ahmed Al-Mowafy, Mohamed E. El-Zoughiby, El-Sayed Abd-Elaal, Mohamed Ghalla, Mohanad Abdulazeez e Osama Youssf, è stato pubblicato sulla rivista Infrastructures (volume 11, articolo 292, doi: 10.3390/infrastructures11080292).

  • Effetto di un additivo polimerico-organico sulle proprietà del calcestruzzo con aggregati riciclati di diversa tipologia

    Classe di consistenza S1, adeguata alla posa con slipform paver: è il riferimento esecutivo attorno al quale è stato costruito uno studio sui calcestruzzi con aggregato riciclato misto, firmato da Rauan Lukpanov, Matija Orešković, Artem Chystiakov e Duman Dyussembinov e pubblicato su Construction Materials (doi: 10.3390/constrmater6030024). La domanda alla base della ricerca è diretta: un inerte riciclato così eterogeneo riesce a reggere il confronto, in termini di resistenza e durabilità, con miscele a base di inerte naturale e con frazioni riciclate più selezionate?

    Il tipo di aggregato come variabile sperimentale

    La campagna si sviluppa su quattro famiglie di composizioni. Accanto ai calcestruzzi realizzati con aggregato riciclato misto, che combina frazioni di calcestruzzo e di muratura, sono state definite tre miscele di riferimento: una con ghiaia di fiume, una con aggregato riciclato da calcestruzzo e una con aggregato riciclato da muratura.

    Il confronto copre così tre livelli: l’inerte naturale, le due frazioni riciclate prese singolarmente e la miscela eterogenea. Un disegno sperimentale funzionale allo scopo, visto che l’aggregato misto è la materia prima seconda più economica e più diffusa tra i rifiuti di costruzione e demolizione, e che proprio su questa frazione ricadrebbe l’eventuale autorizzazione all’impiego.

    Classe S1 e calibrazione del rapporto acqua/cemento

    La lavorabilità di tutte le miscele rientra in classe S1, considerata accettabile per l’impiego con slipform paver, le macchine per la costruzione delle pavimentazioni. Raggiungere la medesima classe con inerti così differenziati è stato possibile variando il rapporto acqua/cemento, con correzioni calibrate sulle differenti adsorzioni d’acqua dei filler. Quando la frazione granulare trattiene quantità di acqua d’impasto differenti, infatti, la correzione del rapporto è ciò che mantiene la consistenza costante e rende le prestazioni delle diverse composizioni effettivamente confrontabili.

    Cinque proprietà misurate a tre e 28 giorni

    Per ogni composizione sono state definite cinque grandezze, misurate a tre e 28 giorni:

    • densità;
    • resistenza a compressione;
    • resistenza a flessione;
    • assorbimento d’acqua;
    • resistenza al gelo.

    Il programma bilancia meccanica e durabilità: alle due resistenze si affiancano l’assorbimento d’acqua e la resistenza al gelo, con la densità a completare la caratterizzazione fisica della miscela. La doppia età di prova fotografa inoltre l’evoluzione delle proprietà tra maturazione iniziale e condizione matura.

    Prestazioni comparabili e prospettive per le pavimentazioni rigide

    I risultati indicano livelli di resistenza e durabilità adeguati per i calcestruzzi con aggregato riciclato. Il dato centrale riguarda il misto: la sua resistenza risulta paragonabile a quella dei calcestruzzi di riferimento, incluso quello con ghiaia di fiume.

    L’uscita applicativa segue da qui. Poiché le resistenze richieste agli strati inferiori delle pavimentazioni rigide sono basse, la ricerca stabilisce che l’impiego di calcestruzzo con aggregato riciclato, incluso quello derivante da aggregato misto, può essere ammesso in questa fascia di applicazioni.

    Il quadro che ne esce è operativamente definito: dove i requisiti di resistenza sono contenuti, la barriera all’impiego dell’aggregato riciclato misto si abbassa, e la classe S1 si inserisce con naturalezza nelle modalità di posa slipform tipiche di queste opere. La frazione più eterogenea del riciclo trova così una collocazione costruttiva specifica, supportata da misure meccaniche e di durabilità condotte a tre e 28 giorni sulle cinque proprietà indagate.

  • Accenture lancia Accenture Construct per il settore delle costruzioni

    Cinquemila persone, un’acquisizione after another e un portafoglio cresciuto di quattro volte in tre anni: Accenture riorganizza la propria attività di capital projects in una nuova entità globale dedicata ai committenti di grandi infrastrutture. Il nome è Accenture Construct e la posta in gioco supera i servizi: è la definizione di chi, nel ciclo di vita di un’opera, detiene il controllo del dato e della responsabilità.

    Un unico interlocutore per l’intero ciclo di vita

    Il modello verso cui punta Construct si rivolge ai proprietari di progetti complessi: aeroporti, reti ferroviarie, reti elettriche, data center e impianti produttivi. L’assunto di partenza è che nei delivery tradizionali la responsabilità sia frammentata tra advisor, consulenti, contractor e società specialistiche, ciascuno titolare di una porzione del programma, con il committente chiamato a pagare i costi che si generano nelle interfacce tra i vari attori.

    La risposta proposta è un partner unico, responsabile dalla strategia fino all’hanno del progetto, che poggia su una fondazione dati comune: un’unica visione operativa condivisa tra tutte le imprese coinvolte, con workflow assistiti dall’AI pensati per anticipare le decisioni e rendere più prevedibili costi, tempi, qualità e prestazione degli asset. L’obiettivo dichiarato è ridurre i gap di accountability e la perdita di conoscenza che si producono quando la responsabilità passa da una società all’altra.

    “Ai programmi di capital project non è mai mancata l’expertise: è mancata l’allineamento su obiettivi di successo condivisi. I committenti assemblano team eccellenti, ma l’accountability spesso resta dispersa nell’ecosistema di delivery”, afferma Adam J. Shaw, CEO di Accenture Construct.

    Domanda: data center, transizione energetica, sostituzione del patrimonio esistente

    Le tre direttrici su cui Accenture conteggia di attirare la domanda sono la costruzione di data center, la transizione energetica e la sostituzione delle infrastrutture datate. La stima del mercato indirizzabile per servizi integrati lato committente è di 260 miliardi di dollari, con una crescita attesa del 7,5% annuo fino a 348 miliardi nel 2030.

    “La domanda globale di programmi di infrastrutture critiche accelera proprio mentre l’AI sta cambiando radicalmente il modo in cui i progetti sono pianificati, consegnati e gestiti”, ha commentato Julie Sweet, chair e CEO di Accenture.

    Le cinque linee di business

    • Data Centres: dalla progettazione concettuale e site planning fino a construction management e commissioning.
    • Utilities & Telecommunications: reti in fibra e 5G, generazione elettrica, reti di trasporto, acque e infrastrutture per la transizione energetica come eolico e ricarica per veicoli elettrici.
    • Transportation & Civic Infrastructure: aeroporti, ospedali, ferrovie e strade per enti pubblici e operatori.
    • Advanced Manufacturing: impianti produttivi automatizzati per produttori di semiconduttori, veicoli, attrezzature industriali e farmaceutica.
    • Process Industries: infrastrutture per la decarbonizzazione, LNG e programmi di campo per chimica, mining e oil & gas.

    Referenze e organico

    L’organico di Construct supera le 5.000 unità, sommando crescita organica e acquisizioni: tra queste Alfa Consulting, Arca e BOSLAN (Spagna), Anser Advisory (USA), Comtech Group (Canada), Fibermind e IQT Group (Italia), Greenfish (Belgio), Orlade Group (Francia), Soben (Regno Unito) e Verum Partners (Brasile). La società lavorerà inoltre a fianco di DLB Associates, joint venture a maggioranza Accenture che continua a offrire servizi di ciclo di vita per data center ai clienti USA, dalla fattibilità al commissioning.

    Tra i programmi già in corso figurano il portafoglio di capital projects industriali annuali del gruppo minerario Vale, gestito con digital engineering, AI ed esecuzione integrata; la responsabilità di governance, delivery e operazioni ventricinquennale per la Florida Governmental Utility Authority su una utility idrica multi-county; e la partecipazione al consorzio Program Delivery Services per il programma GO Expansion di Metrolinx in Canada.

    Cosa significa per il mercato del software AEC

    La mossa posiziona Accenture in competizione con i programme manager e le società di engineering consolidate, da AECOM a Jacobs fino a WSP. Ma l’attrito più interessante per chi lavora nella digitalizzazione del settore è un altro: il confrontation con Palantir, che dalla parte opposta sta costruendo una presenza come layer dati e intelligence sopra gli strumenti di progettazione all’interno delle grandi aziende AEC. Due approcci allo stesso territorio: software da un lato, servizi con assunzione di responsabilità dall’altro.

    Le implicazioni toccano direttamente Autodesk e Bentley Systems. Le strategie di piattaforma e AI dei due vendor, rispettivamente APS e Forma per Autodesk e iTwin per Bentley, presuppongono che sia il produttore del software di authoring a possedere il layer di dati e intelligence del progetto. Se Palantir rivendica quel livello tramite piattaforma e Accenture tramite servizi, lato committente e con accesso ai budget del proprietario, i vendor di authoring rischiano di essere ridotti a semplici fonti di dati per il decision layer di altri.

    Resta una variabile non definita: quale tecnologia sosterrà effettivamente la “common project data foundation” di Construct. Accenture non ha precisato se la costruirà internamente, l’acquisterà o integrerà prodotti esistenti, compresi quelli dei vendor di progettazione. È la domanda che determinerà se il nuovo modello sarà un consolidamento di servizi o un riposizionamento della catena del dato nel settore AEC.

  • Parametri del Breach di una Diga in Caso di Rottura a Cascata: Un Approccio Basato sull’Analisi della Risposta Sismica Regionale e di Sito

    La rottura di uno sbarramento non termina nel punto in cui si verifica. Se la diga fa parte di una successione di manufatti costruiti lungo lo stesso percorso di deflusso, un sistema a cascata, il cedimento a monte innesta conseguenze catastrofiche sugli sbarramenti a valle, con onde di piena che transitano in sequenza. I casi di Edenville e Sanford ne restano la dimostrazione più recente.

    Su questo terreno si colloca lo studio pubblicato su CivilEng (doi: 10.3390/civileng7010009), dedicato alle rotture di origine sismica nei sistemi a cascata. Il suo impianto parte da una scelta precisa: i parametri di breccia non vengono assunti a priori, ma ricavati dall’analisi strutturale delle dighe, condotta con modelli agli elementi finiti fino a un’accelerazione di picco al suolo (PGA) critica di 0,3 g.

    Le rotture sismiche, un capitolo poco esplorato

    La letteratura sulle rotture di sbarramento ha seguito finora in prevalenza il filone degli eventi meteorici. Gli episodi recenti, però, hanno mostrato la combinazione di piena e terremoto, uno scenario per il quale la base di studi resta esigua. In particolare, la sensibilità dei parametri di breccia, altezza e larghezza in primo luogo, per dighe disposte in cascata sotto evento sismico è stata analizzata solo in un numero limitato di ricerche.

    C’è poi un limite di metodo diffuso. La maggior parte delle simulazioni idrauliche che modellano rotture indotte dal sisma assume il collasso completo della diga, una semplificazione che prescinde dalla risposta strutturale del manufatto e lascia indeterminata la geometria con cui l’apertura si sviluppa.

    La geometria della breccia esce dal calcolo strutturale

    Il passaggio metodologico distintivo sta nel raccordo tra i due mondi del calcolo. Le dighe vengono analizzate strutturalmente con modelli agli elementi finiti (FEM), sollecitate fino alla PGA critica di 0,3 g; dall’analisi discendono i parametri di rottura, che entrano quindi nelle simulazioni idrodinamiche. Lo studio conferma l’impiego inedito di questa filiera per le rotture sismiche di dighe ad arco in calcestruzzo e di dighe in enroccamento, due tipologie con comportamenti strutturali assai differenti.

    Onde di rottura bidimensionali in forma dinamica completa

    La propagazione viene modellata con simulazioni idrodinamiche bidimensionali che risolvono le equazioni dinamiche complete, e non le loro formulazioni semplificate. È con questo strumento che l’onda di rottura indotta dal sisma attraversa l’intera successione di sbarramenti.

    Cascata o diga singola: due scenari che non coincidono

    Confrontare il sistema a cascata con la singola diga produce esiti distinti su due grandezze: l’arrivo consecutivo delle onde di piena e la portata totale. È su questi termini che lo studio ne precisa la rilevanza. Modellare l’intero sistema, e non il solo sbarramento isolato, cambia ciò che la simulazione restituisce a valle.

    Sensibilità dei parametri di breccia: l’altezza pesa più delle altre

    L’analisi di sensibilità individua una gerarchia netta. L’altezza della breccia risulta il parametro più significativo, davanti a larghezza e pendenza. Il suo peso, però, non è costante lungo il percorso: diminuisce al crescere della distanza percorsa dal flusso di piena. Più l’onda si allontana dallo sbarramento, meno gli esiti della simulazione dipendono dalla geometria con cui la breccia si è formata. In pratica, l’attenuazione riduce l’influenza della scelta dei parametri nelle sezioni più a valle.

    Dalla simulazione alla mitigazione del rischio

    Sul piano operativo, il raccordo tra analisi strutturale e modellazione idrodinamica orienta l’ottimizzazione delle strategie di mitigazione del disastro e sostiene la resilienza operativa degli sbarramenti. Per chi costruisce scenari di rottura su sistemi in cascata la sequenza proposta offre una traccia di lavoro: partire dalla risposta sismica del manufatto, tradurla in una geometria di breccia, propagarla in bidimensionale e ponderare i risultati con la sensibilità dei parametri.

    Firmano il lavoro P. D. P. O. Peramuna, Srikanth Venkatesan, N. G. P. B. Neluwala, K. K. Wijesundara e Saman De Silva. Il messaggio operativo è netto: la sicurezza di una cascata di sbarramenti si valuta lungo il percorso di deflusso, non chiudendo ogni diga nel proprio modello.

  • Correzione: Prestazioni strutturali di pannelli sandwich in calcestruzzo armato tessile con connettori di taglio in GFRP (Steffen et al., Constr. Mater. 2025, 5, 92)

    Un lavoro del 2025 sul comportamento strutturale di pannelli sandwich in calcestruzzo armato tessile con connettori di taglio in GFRP è stato oggetto di una correzione editoriale. La nota è stata pubblicata su Construction Materials, rivista scientifica di MDPI dedicata ai materiali da costruzione, nel volume 6, alla pagina 27, ed è identificata dal DOI 10.3390/constrmater6030027.

    I riferimenti bibliografici della correzione

    Il contributo corretto è uscito nel 2025 sulla stessa rivista ed è richiamato con la sigla Constr. Mater. 2025, 5, 92. La nota ne riporta il titolo integrale, Structural Performance of Textile-Reinforced Concrete Sandwich Panels Utilizing GFRP Shear Connectors, insieme alla lista completa degli autori: Lukas Steffen, Ismael Viejo, Belén Hernández-Gascón, Mario Stelzmann, Klaus Holschemacher e Robert Böhm.

    Nella tabella seguente sono riassunti i dati essenziali per la citazione.

    Voce Contenuto
    Rivista Construction Materials (MDPI)
    Correzione Volume 6, pagina 27
    DOI della correzione 10.3390/constrmater6030027
    Articolo corretto Construction Materials 2025, volume 5, articolo 92
    Autori Lukas Steffen, Ismael Viejo, Belén Hernández-Gascón, Mario Stelzmann, Klaus Holschemacher, Robert Böhm

    Il perimetro tecnico del lavoro corretto

    L’oggetto dell’indagine è un elemento a pannello composto da due facce esterne in calcestruzzo armato tessile, nella sigla internazionale TRC (textile-reinforced concrete), e da un’anima intermedia. In questa tipologia costruttiva il collegamento tra le facce è affidato a connettori di taglio in GFRP (glass fiber reinforced polymer): tali elementi trasferiscono lo sforzo di taglio tra le due facce e rendono possibile il comportamento composito dell’insieme.

    Il calcestruzzo armato tessile sostituisce le barre tradizionali con armature realizzate mediante tessuti tecnici; la vetroresina, a sua volta, è un composito a matrice polimerica rinforzato con fibre di vetro. Lo studio ne analizza le prestazioni strutturali quando i due materiali vengono combinati in un pannello sandwich.

    Che cosa comporta per chi usa i risultati

    L’avviso segnala la presenza di un errore nella pubblicazione originale: per la natura e l’estensione della rettifica il riferimento resta la nota integrale, accessibile tramite il DOI dedicato. Nelle riviste scientifiche la correzione costituisce un documento autonomo, dotato di un proprio identificativo e collegato all’articolo corretto: chi ha già scaricato o citato il lavoro del 2025 deve quindi affiancare alla consultazione anche la pagina dell’errata corrige.

    Per calcolisti, progettisti e consulenti tecnici che impiegano risultati di letteratura in confronti tra soluzioni o in predimensionamenti, il controllo delle correzioni rientra nella normale due diligence bibliografica. Un dato ricavato da un contributo successivamente rettificato, se assunto senza considerare la modifica, può alterare i termini di un confronto o l’esito di una stima preliminare.

    Il caso lascia un’indicazione operativa semplice: prima di adottare contenuti dello studio di Steffen e collaboratori, conviene verificare la pagina della correzione. Il DOI dedicato rende il controllo immediato e la sequenza dei documenti, dal volume 5 al volume 6 della stessa rivista, risulta pienamente tracciabile.

  • Valutazione approfondita delle formule del periodo fondamentale delle strutture mediante modellazione agli elementi finiti (FEM)

    Più del 40%: è lo scarto con cui la maggior parte delle formule empiriche stima in difetto il periodo fondamentale di edifici in cemento armato di bassa e media altezza quando le sezioni vengono assunte fessurate. Il dato arriva da una ricerca pubblicata sulla rivista CivilEng (Vol. 7, pag. 10, doi: 10.3390/civileng7010010), firmata da Shimaa Emad, Alaa Elsisi, Eman Sharaf, Atef Eraky e Abdallah Salama e costruita attorno a un confronto sistematico tra espressioni codificate e modellazione agli elementi finiti su 93 edifici in c.a.

    Il punto di partenza è familiare a chi dimensiona strutture con il metodo delle forze laterali equivalenti (ELF): la stima del periodo fondamentale apre la catena di calcolo delle azioni sismiche e, in prima battuta, viene quasi sempre affidata alle formule codificate. La ricerca mette alla prova proprio quel passaggio, verificando quanto le relazioni empiriche concepite per una stima rapida reggano il confronto con il modello numerico dettagliato.

    Novantatre edifici in c.a. come banco di prova numerico

    Il campione comprende 93 modelli di edifici in cemento armato, analizzati con il metodo degli elementi finiti e assunti come riferimento per la valutazione del periodo fondamentale. Il confronto abbraccia le formule empiriche ricavate dai principali codici sismici internazionali insieme a quelle proposte da studi precedenti.

    Sul piano statistico, l’analisi è stata supportata da due indicatori: la differenza media aritmetica e la deviazione standard, impiegati per valutare l’accuratezza delle stime e la dispersione dei risultati sul periodo.

    I codici che stimano in difetto

    Le espressioni dell’ASCE 7-10, dell’Eurocode, del National Building Code of Canada (NBCC) e del Saudi Building Code (SBC 301) mostrano un comportamento ricorrente: la sottostima sistematica del periodo fondamentale sugli edifici di bassa e media altezza. Con le sezioni fessurate lo scarto supera spesso il 40%, un margine che nel metodo ELF si riverbera sulla quantificazione delle forze sismiche. Assumendo le rigidezze in campo non fessurato, il divario si attenua.

    Aderenze strette e deviazioni che crescono in altezza

    Il quadro non è uniforme. Le formule del Building Standard Law of Japan (BSLJ) e dell’Australian Standard (AS 11407.2) mostrano, in termini comparativi, la maggiore aderenza alle previsioni del modello agli elementi finiti. Altro discorso per le espressioni sviluppate da Goel e Chopra e da Alguhane et al.: rispetto al calcolo numerico presentano scarti netti, che si accentuano alle altezze maggiori.

    Formula o codice Esito del confronto con il FEM
    ASCE 7-10, Eurocode, NBCC, SBC 301 Sottostima sistematica sugli edifici bassi e medi, spesso oltre il 40% in campo fessurato; scarto ridotto con ipotesi non fessurate
    BSLJ, AS 11407.2 Accordi comparativamente più stretti con le previsioni numeriche
    Goel e Chopra, Alguhane et al. Scarti distinguibili, in particolare alle maggiori altezze

    Ripercussioni sulla pratica di progetto

    Dalla lettura complessiva discendono due indicazioni operative. La prima riguarda il ruolo delle formule empiriche: restano uno strumento utile nelle prime fasi di progettazione, quando servono stime immediate per impostare il calcolo, ma conducono verosimilmente a esiti conservativi. La seconda riguarda i casi più complessi: per gli edifici in cemento armato alti e irregolari i risultati suggeriscono il ricorso al calcolo numerico avanzato oppure a modelli e coefficienti revisionati delle espressioni di stima.

    Per il calcolista il messaggio è diretto. La formula di stima del periodo resta un punto di partenza comodo, ma quando l’altezza dell’edificio cresce o la configurazione diventa irregolare, il riferimento affidabile per la stima torna a essere il modello agli elementi finiti.

  • Processo decisionale per lo schema di controllo del rischio costruttivo dello scavo di fondazione basato sulla teoria delle prospettive e sull’evidenza in condizioni di informazione incompleta

    Le decisioni più delicate su uno scavo di fondazione vengono prese quando l’informazione disponibile è ancora parziale: le indagini restano campionarie, il monitoraggio si sviluppa in parallelo ai lavori e il comportamento dello scavo si chiarisce solo dopo che molte alternative sono state già escluse. Su questa condizione opera lo studio pubblicato sulla rivista Buildings (vol. 16, art. 3864), che propone un modello decisionale per la scelta dello schema di controllo del rischio in fase costruttiva, fondato sull’integrazione tra teoria del prospetto e teoria dell’evidenza.

    Il problema della scelta con conoscenza limitata

    Gestire il rischio costruttivo di uno scavo profondo significa selezionare, tra misure alternative, quelle adeguate a un contesto la cui conoscenza cresce nel tempo. Gli schemi decisionali classici presuppongono distribuzioni di probabilità complete, un requisito raramente soddisfatto nel caso degli scavi, dove i dati geognostici sono puntuali e il comportamento dell’opera si definisce solo in corso di lavoro. La ricerca colloca la selezione dello schema di controllo proprio in queste condizioni informative incomplete, imponendo al metodo di produrre una scelta ragionata prima che l’incertezza sia ridotta dalle osservazioni di cantiere.

    Teoria del prospetto: il peso asimmetrico delle perdite

    La prima componente del modello deriva dalla teoria del prospetto di Kahneman e Tversky, riferimento dell’economia comportamentale. Questa teoria descrive come i decisori valutano gli esiti non rispetto alla ricchezza complessiva, ma rispetto a un punto di riferimento, con una curva di valore che amplifica la percezione delle perdite rispetto ai guadagni di pari entità. Trasposta nel rischio da costruzione, l’impostazione riconosce che la scelta tra misure di mitigazione non segue il solo valore atteso: la gravità percepita delle conseguenze di un evento avverso orienta la preferenza in misura diversa da quella indicata dalla probabilità numerica.

    Teoria dell’evidenza: credibilità quando manca la probabilità

    La seconda componente è la teoria dell’evidenza di Dempster e Shafer. Rispetto alla probabilità classica, essa consente di assegnare gradi di credenza anche a insiemi di ipotesi, distinguendo ciò che è noto da ciò che è semplicemente ignoto e combinando le conferme provenienti da fonti diverse, anche quando risultano parziali o in conflitto. Per un problema come la sicurezza di uno scavo, in cui concorrono indagini, osservazioni esecutive e giudizio esperto, questa capacità di trattare l’incertezza epistemica costituisce il presupposto operativo dell’impianto.

    Un impianto integrato per selezionare lo schema di controllo

    Il contributo della ricerca consiste nella fusione delle due teorie in un unico quadro decisionale, denominato Prospect-Evidence Theory, pensato per operare in assenza di informazione completa. L’obiettivo resta la selezione dello schema di controllo del rischio per lo scavo di fondazione: le preferenze tra alternative vengono modulate dalla prospettiva comportamentale, mentre la fiducia da attribuire alle valutazioni è trattata con gli strumenti del ragionamento evidenziale. Al decisore arriva così un confronto strutturato tra opzioni, costruito su dati incompleti ma gestiti in modo esplicito.

    Per progettisti e direttori dei lavori il messaggio è concreto. Quando sui cantieri con scavi profondi la scelta delle misure di controllo deve avvenire con conoscenza limitata, un modello che accetta l’incompletezza come condizione normale, invece di presupporne la completezza, restituisce una base decisionale più aderente alla pratica reale del cantiere.

  • Generazione di Dati Sintetici per la Prototipazione di Algoritmi di Rilevamento dei Danni nei Ponti

    L’applicazione del machine learning al monitoraggio strutturale dei ponti (SHM, Structural Health Monitoring) si scontra con un ostacolo operativo ben preciso: la scarsità di dataset ampi, diversificati e correttamente etichettati. A questo problema è dedicato uno studio di Matvei Sinden e Alejandro Jiménez Rios, pubblicato sulla rivista Infrastructures, che propone un framework per la generazione di frequenze modali sintetiche a partire da un modello ad elementi finiti calibrato del ponte S101. L’obiettivo è consentire la prototipazione di algoritmi di rilevamento dei danni in assenza di dati reali adeguati, un tema che interessa direttamente chi lavora su monitoraggio strutturale, modellazione numerica e gestione dei dati tecnici delle opere.

    Perché i dati reali non bastano

    La raccolta di dati di addestramento di alta qualità da infrastrutture in esercizio è intrinsecamente difficile. I manufatti critici vengono in genere riparati immediatamente dopo la rilevazione di un difetto: questa prassi impedisce di accumulare osservazioni sui diversi meccanismi di danno e lascia i dataset disponibili privi degli scenari necessari ad addestrare e validare algoritmi di classificazione robusti.

    Il framework di generazione sintetica

    Il metodo proposto genera frequenze modali sintetiche utilizzando un modello ad elementi finiti (FE) calibrato del ponte S101. Le incertezze aleatorie e la variabilità ambientale sono incorporate attraverso due canali:

    • la variazione stocastica delle proprietà dei materiali;
    • l’applicazione di carichi termici derivati da una registrazione climatica di 20 anni.

    Il risultato è un dataset che combina incertezza strutturale e variabilità ambientale, due fattori che nei dati di monitoraggio reali agiscono simultaneamente e che l’approccio sintetico permette di controllare in modo esplicito.

    Effetti termici contro segnali di danno

    L’analisi del dataset generato ha portato a una constatazione rilevante: i carichi termici simulati hanno indotto variazioni di frequenza che spesso superavano quelle causate da danni strutturali minori. Questo esito conferma la necessità di addestrare i modelli su dati rappresentativi anche dal punto di vista ambientale, perché le oscillazioni di origine termica possono raggiungere o superare l’entità dei segnali associati a un danno lieve.

    Un dataset aperto come benchmark

    Il contributo principale dello studio è un dataset sintetico open access, conforme ai principi FAIR (Findable, Accessible, Interoperable, Reusable), inteso come benchmark standardizzato per la comunità di ricerca SHM in condizioni di incertezza strutturale e ambientale combinata. La disponibilità di un riferimento comune consente di valutare e confrontare algoritmi di damage detection su dati coerenti e riproducibili.

    Verifica con due approcci di machine learning

    Per dimostrare l’utilità dei dati generati, gli autori hanno valutato le prestazioni di due algoritmi sul dataset sintetico: un multi-layer perceptron supervisionato e un algoritmo di clustering k-means non supervisionato. L’approccio supervisionato ha raggiunto una accuratezza massima di classificazione pari a 1,00.

    Il limite del modello lineare

    Il framework mette in luce anche un limite di modellazione fondamentale. L’approccio ad elementi finiti lineare non è riuscito a replicare la risposta fisica in scenari di cedimento della pila (pier settlement), producendo variazioni di frequenza di un ordine di grandezza inferiori a quelle osservate sperimentalmente. È una condizione da tenere presenti chi intende utilizzare modelli lineari calibrati per generare dati di addestramento destinati a scenari di danno di questa natura.

    Riferimenti

    Sinden, M., Jiménez Rios, A., Synthetic Data Generation for the Prototyping of Bridge Damage Detection Algorithms, Infrastructures, Vol. 11, Pages 293, doi: 10.3390/infrastructures11080293

  • La Scia non può sanare la demoliricostruzione con ampliamento: cosa dice la legge

    Quando la scia presentata in sanatoria descrive un fabbricato che non coincide più con quello autorizzato decenni prima, la questione esce dalla mera procedura amministrativa e tocca il nodo tecnico della continuità tra progetto assentito e opera effettivamente realizzata. È quanto accaduto in un caso recentemente discusso, in cui un manufatto nato come autorizzazione in deroga negli anni ’70 ha attraversato modifiche e ampliamenti susseguitisi nel tempo, fino a rendere ambiguо il suo stesso inquadramento edilizio.

    Scia in sanatoria presentata dal proprietario

    Il proprietario del fabbricato ha depositato una segnalazione certificata di inizio attività in sanatoria con l’obiettivo dichiarato di regolarizzare l’immobile nella sua configurazione attuale. Una scelta procedurale diffusa quando si vogliono sanare abusi su edifici che hanno subito trasformazioni progressive, ma che presuppone un presupposto essenziale: che l’opera da sottoporre al regime della scia sia riconducibile a un titolo edilizio preesistente o rientri tra le ipotesi in cui la sanatoria è ammessa.

    Il riscontro dell’amministrazione comunale

    Il Comune ha archiviato la scia con una motivazione precisa. Il manufatto descritto nella segnalazione, secondo la verifica amministrativa, non corrisponde alla struttura precaria per la quale era stato rilasciato il titolo originario negli anni ’70. In presenza di questa dissonanza, l’amministrazione ha qualificato l’edificio come nuova costruzione, con conseguenze rilevanti sul piano della disciplina applicabile: una nuova costruzione, infatti, non può essere assentita attraverso la scia in sanatoria quando le condizioni per la regolarizzazione non sussistono.

    La struttura portante dell’originario manufatto

    Elemento centrale dell’accertamento è stata la comparazione tra l’originaria struttura precaria, di cui è stata verificata la struttura portante, e il fabbricato attualmente esistente. La discordanza accertata tra le due configurazioni ha determinato la conclusione amministrativa. Per i tecnici che seguono pratiche di sanatoria, il caso conferma l’attenzione da dedicare alla documentazione storica dell’edificio: titolo originario, elaborati, varianti e ampliamenti successivi vanno ricostruiti con precisione prima di scegliere il regime procedurale di presentazione dell’istanza.

    Se l’opera non è più quella autorizzata, cambia la natura dell’abuso e con essa lo strumento di regolarizzazione utilizzabile.

    Implicazioni operative per i professionisti

    • Verificare la corrispondenza tra elaborati del titolo originario e stato di fatto prima di predisporre una scia in sanatoria.
    • Ricostruire la sequenza delle trasformazioni subite dal manufatto, distinguendo manutenzione, modifiche e ampliamenti.
    • Valutare se la dissonanza rispetto al progetto assentito configurhi una nuova costruzione, con un regime sanatorio radicalmente diverso.
    • Documentare lo stato dei luoghi con rilievi aggiornati, utile anche in sede di eventuali contenziosi.

    La decisione del Comune, comunque si evolva il seguito della pratica, segnala un orientamento amministrativo attento alla sostanza tecnica dei fabbricati e non alla sola formale presentazione dell’istanza.

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