Autore: gianni.dessi@gmail.com

  • Efficienza energetica degli edifici: ENEA integra e collega le banche dati degli immobili italiani

    Formati differenti, criteri di raccolta non allineati, archivi pensati ciascuno per finalità proprie: la documentazione sul costruito italiano arriva a chi analizza il settore in blocchi separati, difficili da incrociare. È la criticità di partenza della ricerca di Domenico Palladino e Francesca Pagliaro, ricercatori del Dipartimento Efficienza energetica dell’ENEA, di recente pubblicazione sulla rivista scientifica Energy and Buildings. Il lavoro mette a punto una metodologia che integra banche dati tra loro non interoperabili e ne fa emergere gli elementi utili a ricostruire, zona climatica per zona, il profilo più ricorrente del patrimonio edilizio nazionale, fino ai cosiddetti Edifici di Riferimento.

    Archivi edilizi che non comunicano tra loro

    La scarsa interoperabilità delle fonti è un limite che chiunque abbia lavorato su dati del parco costruito ha dovuto gestire. Ogni archivio possiede una struttura informativa autonoma: campi definiti con logiche proprie, classificazioni non immediatamente traducibili da un sistema all’altro, criteri di raccolta orientati agli usi per cui il database era stato originariamente pensato. Il risultato è una conoscenza del costruito costruita a frammenti.

    Senza un passaggio di integrazione, distinguere i tratti ricorrenti da quelli occasionali diventa un esercizio incerto, e le analisi sul patrimonio edilizio perdono in affidabilità. La metodologia sviluppata presso il Dipartimento Efficienza energetica dell’ENEA assume l’integrazione delle banche dati non interoperabili come premessa operativa: è l’allineamento delle fonti a rendere possibile l’estrazione delle informazioni realmente utili alla descrizione del parco.

    La griglia delle sei zone climatiche

    L’organizzazione dei risultati segue la ripartizione del territorio nazionale in sei zone climatiche. Non si tratta di una scelta accessoria: ogni fascia delimita un ambito omogeneo entro cui leggere le caratteristiche del costruito, invece di accorpare in un’unica fotografia aggregata situazioni tra loro diverse.

    L’obiettivo della ricerca è individuare, per ciascuna zona, i caratteri più rappresentativi del patrimonio edilizio italiano. La scala di osservazione si sposta così dal singolo immobile al comportamento prevalente del parco: ciò che interessa riconoscere non è la configurazione di un edificio, bensì l’insieme dei tratti che una parte consistente del costruito condivide.

    Edifici di Riferimento, la sintesi del costruito nazionale

    L’esito della procedura prende il nome di Edifici di Riferimento: nella ricerca, sono queste le configurazioni che sintetizzano le caratteristiche più rappresentative del patrimonio nazionale, organizzate per zona climatica. La trattazione completa, con i criteri di integrazione delle banche dati e il percorso di estrazione delle informazioni, è documentata nell’articolo pubblicato su Energy and Buildings.

    Per i tecnici chiamati a leggere l’esistente, la disponibilità di un quadro descrittivo organizzato per zone climatiche costituisce un riferimento condiviso: un terreno comune per collocare i propri rilievi all’interno dei caratteri prevalenti del parco edilizio nazionale.

  • Studio sperimentale sul comportamento del ritiro igrometrico di calcestruzzi fibrorinforzati a resistenza normale e ad alta resistenza in diverse condizioni ambientali

    Fino al 75% di ritiro da essiccamento in meno sui calcestruzzi compresi tra 40 e 60 MPa: è il dato più rilevante emerso dalla campagna sperimentale condotta da Tamim A. Samman, Khatib Zada Farhan e Md Ashraful Hossain su 84 provini ad anello secondo ASTM C1581, pubblicata su Construction Materials (vol. 6, pag. 28, doi: 10.3390/constrmater6030028). In parallelo, le fibre di polipropilene dosate tra lo 0,25 e lo 0,5% hanno raggiunto riduzioni fino al 66%, azzerando la fessurazione in svariati casi.

    Perché il ritiro pesa di più sui calcestruzzi ad alta resistenza

    Il ritiro da essiccamento resta uno dei fenomeni più delicati per la durabilità delle strutture in calcestruzzo, e lo diventa ancora di più nelle miscele ad alta resistenza. Il basso rapporto acqua/cemento e la microstruttura densa che caratterizza questi leganti idraulici li espongono in misura maggiore alla fessurazione precoce: una matrice compatta, quando perde umidità, tende a sviluppare fessure nelle prime età con maggiore facilità.

    Ottantaquattro anelli ASTM C1581 e tre condizioni di esposizione

    Il comportamento è stato valutato in condizioni di vincolo, secondo il metodo ad anello previsto dalla norma ASTM C1581, che impedisce la libera deformazione del provino e rende direttamente osservabile l’insorgere delle fessure. I 84 esemplari coprono un ampio spettro di resistenze a compressione, da 23 a 84 MPa, a cavallo tra calcestruzzi ordinari e ad alta resistenza.

    Gli ambienti di esposizione sono stati tre: il clima esterno, le condizioni di laboratorio a 25 °C e 50% di umidità relativa e la camera climatica a 50 °C e 30% di umidità relativa, quest’ultima il più spinto dei tre scenari per temperatura elevata e aria secca.

    I valori a 90 giorni sulle miscele senza fibre

    Sui provini senza fibre il ritiro cresce al crescere della severità dell’ambiente e, secondo l’impostazione generale dello studio, della resistenza della miscela. La serie misurata a 90 giorni in laboratorio non segue però una scala lineare lungo le classi: il massimo si tocca sul calcestruzzo da 60 MPa, mentre le miscele da 40 e da 84 MPa restano più contenute e persino la classe più debole, quella da 23 MPa, le supera.

    Resistenza a compressione (MPa) Ritiro a 90 giorni, esposizione in laboratorio
    23 circa 660 × 10⁻⁶
    40 291 × 10⁻⁶
    60 753 × 10⁻⁶
    84 338 × 10⁻⁶

    I valori si riferiscono ai provini privi di fibre, esposti a 25 °C e 50% di umidità relativa. Restano i punti critici per la durabilità: le miscele ad alta resistenza mostrano una suscettibilità alla fessurazione superiore rispetto alle classi ordinarie.

    Fibre di acciaio e polipropilene: l’effetto dipende dal dosaggio

    Fibre di acciaio tra l’1,0 e l’1,5%: riduzione del ritiro fino al 75% sui calcestruzzi tra 40 e 60 MPa. Fibre di polipropilene tra lo 0,25 e lo 0,5%: riduzioni fino al 66%, con fessure del tutto eliminate in diversi casi.

    L’aggiunta delle fibre agisce su entrambi i versanti del fenomeno, entità della deformazione da ritiro e insorgenza delle fessure, e l’intensità del beneficio segue il dosaggio: aumentando la percentuale inserita, aumenta il contenimento. Le due tipologie si distinguono per campo di impiego e modalità di azione. Le fibre metalliche lavorano a dosaggi più alti e registrano la massima efficacia sulle classi intermedie, tra 40 e 60 MPa. Quelle polimeriche operano con percentuali minori e risultano determinanti sul fronte della fessurazione, che in svariati casi scompare completamente.

    La sintesi della campagna è chiara: resistenza della miscela, severità dell’ambiente di esposizione, tipo di fibra e dosaggio concorrono congiuntamente a determinare ritiro e resistenza alla fessurazione, e nessuno di questi parametri, preso isolatamente, descrive il comportamento del materiale. Con la copertura delle resistenze da 23 a 84 MPa e di tre climi distinti, il quadro sperimentale offre ai tecnici un riferimento numerico puntuale sui benefici attesi dalle fibre in funzione della classe di resistenza e delle condizioni di essiccamento previste in opera.

  • Accordo tra DroneDeploy e Cairn Homes – IMPORT ARTICOLI PER INGFORUM

    Cairn, impresa irlandese attiva nella costruzione di case, ha adottato la piattaforma di rilevamento della realtà di DroneDeploy per migliorare la gestione e la sicurezza dei propri cantieri residenziali. L’azienda opera su oltre 25 progetti residenziali attivi in Irlanda e, grazie all’integrazione tra rilievi aerei e terrestri, riferisce ispezioni più rapide, dati più accurati e una visibilità più chiara sullo stato delle lavorazioni.

    Il programma di rilevamento della realtà è partito da alcune esperienze pilota ed è stato successivamente esteso con un accordo pluriennale che standardizza l’uso di droni, fotocamere a 360 gradi e scanner 3D portatili in tutte le fasi del processo edilizio.

    Dal rilievo del sito alla verifica progettuale

    La piattaforma viene utilizzata per acquisire, analizzare e condividere dati di cantiere ad alta risoluzione. Le informazioni raccolte supportano le attività di valutazione preliminare del sito, verifica progettuale, monitoraggio dell’avanzamento lavori, analisi degli sterri e dei riporti, logistica di cantiere, documentazione degli scavi e gestione post-intervento.

    Un aspetto operativo rilevante riguarda la sovrapposizione degli elaborati progettuali e delle aree di lavoro direttamente sulle immagini aggiornate del cantiere. In questo modo i team di progetto possono coordinare con maggiore affidabilità la posizione delle gru, i percorsi dei mezzi d’opera, le interfacce con le aree pubbliche e le opere provvisionali, riducendo il rischio di interferenze e rilavorazioni.

    Verifica dei sottoservizi prima del rinterro

    Per il controllo delle opere interrate, Cairn utilizza la scansione 3D Ground Pro e l’acquisizione mobile con tecnologia RTK. Le trincee selezionate vengono rilevate prima del rinterro, creando una registrazione permanente e misurabile della profondità di posa, delle distanze tra i servizi e della qualità complessiva dell’installazione.

    Questa modalità consente di documentare lo stato dei sottoservizi nel momento in cui sono ancora visibili, evitando di affidarsi solo a fotografie o a note di cantiere e fornendo un riferimento oggettivo per controlli successivi.

    Monitoraggio dell’avanzamento con l’analisi automatica dei dati visivi

    Cairn sta inoltre testando il modulo Progress AI di DroneDeploy per ampliare il controllo del cantiere oltre la reportistica manuale. Il sistema analizza automaticamente i dati visivi acquisiti durante i normali sopralluoghi e consente di rilevare le percentuali di installazione e verificare la corrispondenza con il programma lavori con maggiore precisione.

    L’obiettivo è disporre di un aggiornamento continuo sullo stato di avanzamento dei lavori, basato su dati rilevati sul campo e non solo su segnalazioni compilate manualmente.

  • Gestione degli sforamenti dei costi e dei claims nella costruzione autostradale: lezioni dal project management internazionale e avanzamenti metodologici emergenti

    Cinquantatré variabili di causa, aggregate in cluster e ordinate per peso relativo: è il salto di prospettiva con cui Baraa A. Alfasi e Ata M. Khan affrontano gli sforamenti di costo nelle costruzioni di infrastrutture viarie. Il loro lavoro, Cost Overruns and Claims Management in Highway Construction: Lessons from International Project Management and Emerging Methodological Advances, è pubblicato su CivilEng (Vol. 7, pag. 12, DOI 10.3390/civileng7010012) e aggancia il problema a modelli predittivi costruiti su dati forniti da enti di più Paesi.

    Contenere i superamenti di budget e ridurre i claims e le dispute collegati resta una criticità irrisolta in molti Paesi. Le cause potenziali sono note e numerose; la domanda pratica è un’altra. Quali raggruppamenti incidono davvero, e con quale priorità di intervento?

    Cause elencate, ma mai pesate: il vuoto che la ricerca colma

    La letteratura tecnica ha accumulato nel tempo elencazioni estese di possibili cause di sforamento di costo. Il limite di questa produzione è duplice. Le variabili restano trattate una a una, senza un raggruppamento che renda leggibile la struttura complessiva, e manca una valutazione comparativa dell’importanza dei gruppi. Il clustering delle variabili causali e l’importanza relativa dei cluster erano rimasti fuori dai programmi di ricerca, con una conseguenza diretta: chi governa un progetto non dispone di una gerarchia per separare le criticità marginali da quelle decisive. All’origine del lavoro c’è l’esigenza di identificare le carenze più significative di pianificazione e gestione di progetto, cioè quelle con maggiore probabilità di generare sforamenti di costo.

    La sequenza analitica: componenti principali, fattori e regressione logistica

    Il framework metodologico raccolge metodi statistici selezionati per dare fondamento scientifico all’identificazione dei cluster rilevanti. Il percorso parte da 53 variabili di causa e passa per un’analisi fattoriale condotta con supporto delle componenti principali, che restituisce i raggruppamenti di variabili associati agli sforamenti di costo. Su questi cluster interviene poi la componente predittiva: l’importanza relativa di ciascun gruppo viene inferita con modelli di regressione logistica sviluppati per lo scopo. Il risultato non è un elenco, ma una gerarchia pesata dei fattori di rischio estimativo.

    La base empirica: cinquantatré questionari da quattro aree geografiche

    I dati che alimentano i modelli provengono da diversi enti dei Paesi partecipanti e si concretizzano in 53 questionari compilati da esperti in possesso di conoscenza specialistica e da manager con esperienza diretta dei processi. La provenienza è internazionale: Canada, Stati Uniti, Medio Oriente e Australia. L’ampiezza del campione soddisfa i requisiti richiesti dai metodi statistici adottati, condizione necessaria perché l’intera costruzione analitica regga. La copertura geografica è coerente con l’impianto dello studio, che ambisce a trarre insegnamenti dal project management internazionale.

    Le leve di mitigazione: personale, progettazione e stima dei costi

    Dalle informazioni ricavate dai modelli discendono misure di mitigazione che gli autori collocano interamente entro le possibilità d’azione dei responsabili di progetto. Le direzioni sono tre.

    • Personale. Il primo fronte tocca la qualificazione e l’esperienza delle persone impiegate, da migliorare in modo strutturale.
    • Pianificazione e progettazione. Il secondo riguarda le pratiche di queste due fasi, da rafforzare perché alimentano direttamente il processo estimativo.
    • Stima dei costi. Il terzo prevede l’applicazione di analisi di rischio agli input del processo di stima, così che le incertezze non quantificate non finiscano nel preventivo.

    La ricaduta attesa opera su due piani: una pratica più solida di pianificazione e gestione delle infrastrutture e, in parallelo, una riduzione dei claims e delle dispute che accompagnano gli sforamenti di costo.

    Per chi prepara stime, gestisce appalti viari o difende posizioni tecniche in una controversia, il valore del lavoro non sta nella conferma che gli sforamenti di costo esistono. Sta nella possibilità di dare un peso alle cause, e quindi di decidere dove concentrare analisi di rischio, revisione delle pratiche di progettazione e investimenti in competenza, prima che il divario tra preventivo e costo finale prenda la forma di un claim.

  • Pavimentazione per giardino: guida tecnica alla scelta ideale

    Resistenza meccanica, comportamento al gelo, capacità drenante e coefficiente di attrito: prima di orientarsi tra materiali e finiture per una pavimentazione da giardino, la valutazione deve passare da questi parametri tecnici. La scelta non è riducibile a un tema estetico, perché condiziona durata dell’opera, modalità di posa e sicurezza al calpestio, in particolare in presenza di superfici bagnate o passaggi veicolari.

    Requisiti prestazionali: carichi, gelo, scivolamento

    Una pavimentazione da esterno deve sopportare carichi ciclici, sbalzi termici, radiazione UV e intemperie. La resistenza all’usura si verifica in laboratorio e viene classificata per norma: nel caso del gres porcellanato i riferimenti sono EN ISO 10545-7 ed EN ISO 10545-6, che definiscono i limiti di abrasione superficiale e profonda delle piastrelle ceramiche, smaltate e non.

    Diverso il discorso per l’assorbimento d’acqua. Un materiale poco assorbente limita il rischio di microfratture durante i cicli gelo/disgelo, fenomeno legato all’espansione dell’acqua imbibita nei pori. Il parametro è disciplinato da norme UNI ed EN che fissano requisiti differenziate per ciascuna soluzione materica.

    Sulla sicurezza in condizioni di bagnato il riferimento europeo più diffuso è la DIN 51130, che classifica le superfici da R9 a R13 sulla base della rampa con olio (metodo della persona che cammina su una superficie inclinata fino alla perdita di aderenza). Più alta la classe, maggiore l’inclinazione sostenibile. Per l’outdoor lo standard minimo raccomandato è la classe R11, mentre per aree carrabili e bordi piscina si preferisce la R12. Per la pietra naturale vale la EN 14231, basata sul “metodo del pendolo” secondo la BS 7976-2 e richiamata dalla norma di prodotto EN 1341:2012, che fissa a 35 il valore limite in condizioni bagnate per le lastre da esterno. Quando il coefficiente di attrito del materiale non basta, esistono trattamenti speciali che creano pellicole micro-porose, durature e inalterate nell’aspetto estetico.

    Gestione delle acque meteoriche

    Il drenaggio va affrontato a monte del prodotto, con uno studio delle pendenze del terreno e la selezione di sistemi di posa permeabili. Una pavimentazione mal progettata genera ristagni superficiali: oltre al rischio per le persone, ne derivano degrado dei materiali e un microclima sfavorevole per il verde circostante, con terreno troppo umido esposto ad attacchi di funghi e patogeni fogliari o radicali.

    I materiali a confronto

    Pietra naturale

    Beola, serizzo, granito, porfido, quarzite, travertino: la pietra naturale resta l’opzione tradizionale quando si cerca continuità stilistica con il paesaggio o durata di lunghissimo periodo. Le lastre devono rispondere alla EN 1341, che ne definisce requisiti e metodi di prova, incluso il limite di resistenza allo scivolamento in bagnato. Caratteristiche come porosità e gelività variano da pietra a pietra e la resa estetica dipende dalla cava di estrazione, quindi la scheda tecnica specifica del venditore resta il riferimento operativo. La durezza e la resistenza al calpestio rendono la pietra idonea anche a superfici carrabili; per gli spazi coperti come i portici si usano spesso porfido e travertino. Più economica la pietra ricostruita, lavorata con stili e colori variegati.

    Gres porcellanato a spessore maggiorato

    Il gres da 20 mm è tra le soluzioni più impiegate outdoor: elevata resistenza meccanica e al gelo, più la flessibilità di tre sistemi di posa (colla su massetto, a secco su sabbia o ghiaia, flottante su supporti regolabili). La palette estetica ricopre pietra, marmo, legno e metallo, con finiture generalmente prodotte in classi di attrito elevate.

    Calcestruzzo e cemento

    Gli autobloccanti in calcestruzzo vibrocompresso, normati dalla UNI 9065, hanno spessori indicativamente tra 6 e 8 cm e geometrie diverse. Sono la soluzione tipica per le aree carrabili: i giunti tra i pezzi favoriscono il deflusso delle acque e il danneggiamento localizzato si risolve sostituendo i singoli elementi, senza demolire l’intera superficie. Il cemento offre durezza e resistenza all’abrasione per le zone ad alta transitorietà, ma è poroso: la pavimentazione va trattata per renderla immune all’azione dell’acqua.

    Decking naturale e composito

    Il legno da esterno, trattato con prodotti idrorepellenti e antimuffa, si posa in mattonelle o listoni. Tra le essenze più usate il teak, protetto dalle oleoresine naturali contro umidità, insetti e funghi, l’iroko, l’ipe (performante con forti escursioni igrometriche) e il frassino termotrattato, la cui stabilità dimensionale migliora con il trattamento termico. La variante in WPC, un mix di fibre lignee e polimeri plastici, resiste di più ad agenti atmosferici e attacchi biologici con manutenzione ridotta, a fronte di una resa estetica talvolta meno naturale. Entrambe le varianti si posano a secco su struttura a reticolo, metallica o lignea, che garantisce deflusso dell’acqua e passaggio di impianti sotto il piano di calpestio.

    Modalità di posa in opera

    La posa a secco su sabbia o ghiaia richiede uno strato drenante e compattato, con geotessuto, ghiaia e letto di sabbia su cui appoggiare le lastre senza collante. È la tecnica più diffusa per il gres, reversibile e senza strutture portanti. La posa diretta sull’erba, i camminamenti “a passi giapponesi”, non prevede strato portante progettato ed è adatta solo a percorsi pedonali leggeri con elementi distanziati regolarmente.

    I sistemi flottanti su supporto sopraelevato appoggiano lastre o listoni su piedini regolabili in altezza, compensando dislivelli e pendenze del piano sottostante. Conviene quando serve passaggio impianti e ispezionabilità del volume tecnico, a condizione che il sottofondo sia stabile. L’incollaggio su massetto, invece, presuppone un sottofondo strutturale adeguatamente dimensionato ed è indicato per superfici carrabili o con carichi elevati.

    Superfici drenanti: pacchetto strutturale e verifiche a monte

    Una pavimentazione drenante riduce i ristagni grazie alla permeabilità dei giunti, come negli autobloccanti, o al distanziamento degli elementi posati a secco su sabbia e ghiaia. In entrambi i casi il pacchetto strutturale sottostante va progettato, con geotessuto e strati granulari appositi. Prima della realizzazione occorre verificare le pendenze di scolo e la capacità di assorbimento del terreno di sottofondo, evitando che l’acqua si accumuli sotto la superficie senza riuscire a penetrare in profondità.

    Manutenzione differenziate per materiale

    Pietra, gres e autobloccanti richiedono solo manutenzione ordinaria: acqua, detergente neutro o specifico, spazzola a setole morbide o semi-dure. Il legno chiede trattamenti protettivi periodici con oli specifici, tipicamente a cadenza stagionale, con controlli più attenti in autunno e inverno, per contrastare l’ingrigimento dovuto a ossidazione e UV, l’ammaloramento e la formazione di muffe.

    Per la manutenzione straordinaria servono prodotti, strumenti e operatori specializzati. In caso di cedimento localizzato, fessurazione o rottura di parte della pavimentazione l’intervento tecnico è pressoché obbligato, salvo nei sistemi flottanti che consentono di sostituire i soli componenti danneggiati. Per la pulizia ordinaria un’idropulitrice, con getto ad alta pressione, si rivela utile su ogni tipo di pavimento esterno.

    Posa fai da te: limiti e procedure

    Per percorsi brevi o superfici di dimensioni contenute il fai da te è sostenibile, riducendo i costi al solo acquisto del materiale. La procedura prevede la rimozione del manto erboso e dello strato superficiale di terra, con scavo fino a una base piana e compatta, poi la posa di un sottofondo drenante in ghiaia o sabbia per 10-15 cm e infine la posa secondo le istruzioni del produttore, con attenzione particolare alle giunzioni. In ogni caso vanno usati gli strumenti corretti e le protezioni individuali, guanti e occhiali; se il lavoro appare complesso, meglio affidarsi a un professionista. Le indicazioni del venditore restano il riferimento, dato che ogni materiale e formato richiede attenzioni specifiche.

    Costi e detrazioni

    I prezzi variano sensibilmente in base a formato, finitura, marchio e complessità della posa. Gli autobloccanti in calcestruzzo sono l’opzione più contenuta, con valori sulle poche decine di euro al metro quadrato; il gres porcellanato a spessore maggiorato rientra in una fascia più alta, comunque sotto il centinaio di euro, a seconda di formato e collezione. Il decking in legno supera generalmente i 100 €/m², con essenze pregiate come il teak che possono raddoppiare; il composito costa meno, anche se per i modelli di qualità superiore la differenza si riduce.

    Per la pavimentazione esterna si può in alcuni casi accedere al Bonus Ristrutturazioni al 50%: quando si ristruttura casa e si posa una pavimentazione esterna in precedenza non prevista, quando la sostituzione rientra in lavori di ristrutturazione edilizia e quando si cambiano materiali, forme e dimensioni.

    Criteri di scelta in sintesi

    Non esiste la pavimentazione perfetta in assoluto, esistono prodotti coerenti con l’uso richiesto. Le variabili da pesare in fase di scelta: resistenza agli agenti atmosferici in relazione al contesto (un prodotto adatto alla montagna può non esserlo al mare), resistenza a macchie e muffa, portata dei carichi previsti (pedonale o carrabile), proprietà antiscivolo specialmente in aree frequentate da bambini, facilità e modalità di installazione, semplicità di manutenzione e pulizia, e infine estetica, intesa come colore, forma e formato degli elementi. Contano anche la capacità drenante, significativa per la sostenibilità del giardino perché assicura la permanenza di superfici permeabili, e il contesto climatico che incide sulla durata del materiale.

    Articolo aggiornato, prima pubblicazione 2017

  • Mini-Piezocono di Scala da Laboratorio per lo Studio del Drenaggio Parziale Dipendente dalla Velocità nei Terreni a Permeabilità Intermedia

    Nella prova piezocone eseguita in campo la punta avanza a una velocità standard fissa. Nei terreni a permeabilità intermedia, dove attorno al cono si instaura un drenaggio parziale, questo vincolo rende difficile valutare in modo sistematico gli effetti della velocità sulla resistenza misurata e sulla pressione interstiziale. Per aggirare il problema, un gruppo di ricerca ha sviluppato e validato in laboratorio un sistema di piezocone in scala ridotta con penetrazione a velocità variabile, applicato a una sabbia limosa preparata in condizioni controllate.

    Perché il tasso di penetrazione condiziona la risposta del CPTu

    Il nodo è fisico prima che operativo. Nei geomateriali a permeabilità intermedia gli effetti del tasso di penetrazione e il drenaggio parziale possono governare la risposta del CPTu: l’acqua interstiziale non riesce a dissipare istantaneamente le sovrapressioni generate dall’avanzamento della punta, e il segnale registrato riflette l’equilibrio tra velocità di spinta e permeabilità del terreno. Una prova a velocità unica restituisce un solo punto di questa relazione. Per ricostruire l’andamento complessivo occorre variare deliberatamente il tasso di avanzamento, in un ambiente dove preparazione del provino e modalità di spinta restano sotto controllo.

    Velocità controllata: il servo-sistema e la serie di riferimento

    Il sistema servo-controllato per la penetrazione continua

    Il cuore dell’apparato è un impianto di penetrazione servo-controllato, implementato per i provini preparati con il metodo dello slurry. Il sistema mantiene la velocità costante lungo l’intera spinta e copre un intervallo di più di tre ordini di grandezza, da 0,004 a 15 mm/s.

    La serie di riferimento in configurazione triassiale

    La prima caratterizzazione è stata condotta su provini di riferimento in condizioni asciutte e allagate, provati con una configurazione basata sulla cella triassiale. Le velocità di penetrazione adottate sono state 9,6, 0,28, 0,10 e 0,03 mm/s. Alcune prove hanno incluso periodi di sosta dedicati alla dissipazione della sovrapressione interstiziale.

    Resistenza, velocità e pressione interstiziale in forma normalizzata

    La lettura dei dati passa da tre grandezze normalizzate: la resistenza netta normalizzata ( Q ), la velocità normalizzata ( V_h ) e il rapporto ( \Delta u_2 / \sigma’_{v0} ), che esprime l’eccesso di pressione interstiziale normalizzato. La normalizzazione consente di confrontare nello stesso quadro prove eseguite a tassi di avanzamento molto diversi.

    Una dipendenza monotonica dal tasso di penetrazione

    Le prove disegnano un andamento monotonico. La resistenza netta normalizzata ( Q ) cresce al diminuire di ( V_h ), mentre ( \Delta u_2 / \sigma’_{v0} ) si riduce progressivamente fino a tendere a zero per velocità da intermedie a basse. Alle velocità più piccole, le letture della pressione interstiziale sono state affette da limitazioni del segnale strumentale.

    Backbone iperbolico-coseno e transizione di drenaggio

    Sulla risposta normalizzata è stato adattato un backbone di tipo iperbolico-coseno. L’accordo con i dati di resistenza risulta solido, con ( R^2 = 0{,}99 ) e ( RMSE = 3{,}41 ); per la pressione interstiziale la qualità del fitting è più limitata, con ( R^2 = 0{,}30 ) e ( RMSE = 0{,}23 ). Per la sabbia limosa provata, la transizione di drenaggio si colloca in un intervallo di ( V_h ) compreso indicativamente tra 0,3 e 30.

    Miniaturizzazione della strumentazione, preparazione controllata dei provini e penetrazione a velocità variabile: la combinazione di questi elementi forma un approccio di laboratorio riproducibile per generare trend normalizzati della transizione di drenaggio, utilizzabili nelle indagini sugli effetti di velocità nei geomateriali a permeabilità intermedia. Lo studio di Henrique Milan, André Luis Meier, Gracieli Dienstmann, Helena Paula Nierwinski, Murilo da Silva Espindola, Orlando Martini Oliveira e Rafael Augusto dos Reis Higashi è pubblicato su Geotechnics (doi: 10.3390/geotechnics6020048).

  • Aumento del Potenziale di Riutilizzo degli Aggregati Riciclati da Rifiuti di Costruzione e Demolizione di Calcestruzzo e Muratura: Trattamento, Prestazioni e Sostenibilità per Applicazioni Strutturali

    Punto critico del calcestruzzo con aggregati riciclati (RAC), la quota di sostituzione del 30%: fino a quella soglia la resistenza a compressione risente appena della presenza di inerti rigenerati, oltre quella la perdita accelera, con effetti più marcati quando prevalgono frazioni grossa o miste. A mappare i trattamenti capaci di spostare questo limite e di qualificare gli aggregati riciclati prima dell’impiego strutturale è dedicata una revisione sistematica conforme allo schema PRISMA 2020, pubblicata su Construction Materials (doi: 10.3390/constrmater6030029) da Nisal Dananjana Rajapaksha con Mehrdad Ameri Vamkani, Michaela Gkantou, Francesca Giuntini e Ana Bras. Base documentale: 2180 record analizzati, con finestra temporale compresa tra il 2015 e il 2026.

    Malta aderente, porosità ed eterogeneità: le origini del degrado prestazionale

    Gli aggregati riciclati ricavati dai rifiuti da costruzione e demolizione (CDW) portano benefici consistenti in termini di economia circolare, tuttavia il loro impiego nel calcestruzzo urta su tre difetti di natura strutturale: porosità elevata, malta aderente e eterogeneità del materiale di provenienza. La somma di questi fattori degrada tanto la risposta meccanica quanto la durabilità dell’RAC.

    Il confronto viene condotto su tre tipologie di inerte: l’aggregato fine riciclato (RFA), l’aggregato grosso riciclato (RCA) e la loro combinazione (RFCA). Tutte determinano una riduzione contenuta della resistenza a compressione, ma il quadro peggiora con quote di sostituzione crescenti. La soglia del 30% delimita il regime di comportamento: al di sopra di tale valore la caduta di resistenza accelera, in particolare per RCA e RFCA.

    Due strategie di intervento: asportare la malta o consolidare l’inerte

    Le strategie per migliorare la qualità dell’aggregato prima dell’uso si ripartiscono in due indirizzi. Il primo è sottrattivo: trattamenti meccanici, trattamenti termici e lavaggi acidi agiscono rimuovendo la malta aderente. Il secondo punta al consolidamento e alla densificazione, e raccoglie la carbonatazione accelerata, i rivestimenti pozzolanici e a base di nanosilice, l’impregnazione polimerica, la precipitazione microbica indotta di carbonato di calcio (MICP) e le modalità di miscelazione modificate, fra cui il triple-stage mixing (TSMA).

    Su questo insieme di tecniche la revisione costruisce una sintesi dei percorsi che, per ciascuna delle quattro principali vie di trattamento, collegano il processo all’evoluzione della struttura porosa e, attraverso quest’ultima, alla durabilità.

    Carbonatazione accelerata e triple-stage mixing: i numeri più solidi

    Due tecniche emergono per costanza dei risultati. Carbonatazione accelerata e TSMA raffinano in modo sistematico la zona di transizione interfaciale e riducono l’assorbimento d’acqua in un intervallo compreso tra il 17% e il 30%. Sul piano della resistenza, le miscele così trattate recuperano tra l’85% e il 94% della resistenza a compressione del calcestruzzo con aggregato naturale.

    Il confronto quantitativo delle riduzioni di assorbimento fra tutte le tipologie di trattamento poggia su 13 serie di dati estratti dagli studi inclusi nella revisione.

    Biodeposizione, trattamenti acidi e fumi di silice: benefici condizionati

    La biodeposizione, fondata sulla MICP, riduce l’assorbimento d’acqua dal 13% al 21%: un guadagno reale, ma inferiore a quello delle due tecniche di riferimento. I trattamenti con acidi o con fumi di silice agiscono invece sulla resistenza a età avanzata, con un miglioramento che però si paga in termini di compromessi ambientali.

    Bilancio di CO2, energia e maturità tecnologica dei processi

    Sul fronte della sostenibilità, gli aggregati riciclati sottoposti a carbonatazione possono determinare un abbattimento di CO2 a bilancio netto positivo, purché l’apporto energetico del processo provenga da fonti a basse emissioni. A supporto delle scelte progettuali la revisione affianca un confronto strutturato che valuta, per ogni strategia, l’intensità energetica, la scalabilità industriale, l’impronta di CO2 e il livello di maturità tecnologica.

    Ne scaturisce un quadro applicativo orientato alla pratica, pensato per l’impiego di calcestruzzi con aggregati riciclati di grado strutturale.

    Lacune di ricerca e normativa da aggiornare

    Tre fronti restano aperti. Gli studi sui trattamenti ibridi sono scarsi, i dati di durabilità su scala reale sono limitati e i modelli meccanicistici che colleghino il trattamento all’evoluzione della struttura porosa non risultano ancora sufficienti. Proprio da qui parte la raccomandazione finale: criteri armonizzati fondati sulla durabilità e un aggiornamento delle norme di riferimento, con BS 8500 e EN 12620 tra i documenti da rivedere.

    Per il progettista, la sostanza è trasparente: il valore dell’inerte riciclato dipende oggi dalla cura preventiva dell’aggregato almeno quanto dalla quota di sostituzione. Con carbonatazione o TSMA l’RAC si avvicina alle prestazioni del convenzionale; il passo che manca, per un impiego corrente, è più normativo che tecnico.

  • Applicazione dell’ossido di grafene nel calcestruzzo ordinario: modifica dei materiali e ottimizzazione delle prestazioni

    586 C. È il flusso elettrico misurato a 56 giorni per la penetrazione dei cloruri in un calcestruzzo modificato con lo 0.005% di ossido di grafene (GO), un valore che gli autori collegano a una vita di servizio di 100 anni. Il dato arriva dallo studio Application of Graphene Oxide in Ordinary Concrete Materials: Modification and Performance Optimization, firmato da Lanying Xie, Haifan Wang, Ningbo Wang, Cheng Zhang, Xiangguo Li, Yang Lv e Bo Tian e pubblicato su CivilEng (vol. 7, pag. 13, doi: 10.3390/civileng7010013).

    La cornice è quella, nota a chi si occupa di durabilità, delle strutture esposte a cloruri e solfati: condizioni di servizio che degradano nel tempo le prestazioni del calcestruzzo ordinario. I metodi convenzionali di miglioramento comportano, peraltro, costi elevati e livelli importanti di emissioni di CO2. Il GO dosato in quantità minime viene proposto come alternativa, a patto di risolvere il limite che ne ha finora frenato l’uso nei materiali cementizi: la tendenza a riagglomerarsi in fase di miscelazione.

    Dispersione del GO: PCE e riduttore di viscosità

    La ricerca ha previsto la modifica del nanomateriale con un superplasticizzante policarbossilato (PCE) impiegato da solo, oppure in sinergia con un riduttore di viscosità (rubber viscosity reducer). Il protocollo di dispersione è stato poi messo a punto con un bagno termostatico ad acqua a 50 °C della durata di un’ora.

    La combinazione tra PCE e riduttore di viscosità ha prodotto la dispersione più efficace, con un riflesso diretto sull’ouvraibilità dell’impasto, migliorata rispetto alla modifica condotta con il solo superplasticizzante.

    Mescola C50 e piano sperimentale

    La miscela di riferimento è un calcestruzzo classe C50 con 500 kg/m³ di leganti e rapporto acqua/legante (w/b) pari a 0.33. Sulla stessa formulazione sono stati confrontati quattro contenuti di GO: 0%, 0.001%, 0.003% e 0.005%. Una serie aggiuntiva adotta la stessa modifica riducendo dell’8% i leganti, che scendono a 460 kg/m³, per verificare se il nanomateriale consenta di alleggerire il legante senza penalizzare le risposte del materiale.

    Nucleazione e affinamento del C-S-H

    Sul piano microstrutturale, il GO funziona da sede di nucleazione e accelera l’idratazione del cemento. Il gel C-S-H risulta più affinato e la porosità si riduce: sono questi gli effetti che, nella lettura degli autori, sostengono i guadagni di durabilità emersi sulle prove a 56 giorni.

    Ritiro, cloruri e attacco solfatico

    Con lo 0.005% di GO il ritiro da essiccazione a 56 giorni cala del 29.3% rispetto alla miscela priva di nanomateriale. Alla stessa età, il flusso elettrico di penetrazione dei cloruri si attesta a 586 C, un livello in linea con una vita di servizio di 100 anni. La resistenza all’attacco solfatico, infine, migliora al crescere del dosaggio di GO.

    Meno legante, prestazioni che reggono

    Il risultato più rilevante sul piano della formulazione riguarda la serie a legante ridotto: con 460 kg/m³, l’8% in meno rispetto al riferimento, il calcestruzzo modificato ha superato le prestazioni della miscela senza GO. In un contesto in cui i rimedi convenzionali pesano su costi ed emissioni, la possibilità di togliere legante ottenendo un comportamento superiore a quello del materiale di partenza fornisce un argomento quantificato a favore del nanomateriale.

    Dosaggi così contenuti, tra 0.001% e 0.005%, collocano il GO, per ordine di grandezza, nell’ambito tipico degli additivi della miscela. I dati pubblicati, ricavati su una classe C50 di uso corrente, forniscono elementi numerici a supporto dell’impiego dell’ossido di grafene nei materiali a base cementizia, con l’abbinamento tra PCE e riduttore di viscosità che emerge come la variabile determinante per governarne la dispersione in impasto.

  • Effetto della lignina derivata da Arundo donax L. sul comportamento chemio-meccanico e sull’invecchiamento ossidativo del bitume

    Sei per cento in peso di lignina estratta da Arundo donax L. sono sufficienti a spostare in modo apprezzabile il comportamento di un bitume da pavimentazione classe 35/50. Salgono il punto di rammollimento, il modulo complesso e il recupero dopo carico di creep; l’invecchiamento ossidativo procede più lentamente. Dopo l’invecchiamento severo di lungo termine, però, calano vita a fatica, duttilità, resistenza alla fessurazione a bassa temperatura e proprietà adesive.

    Il quadro emerge dalla ricerca di Rui Micaelo, Margarida Sá da Costa, Bernardo Rodrigues, Catarina Leal e Ana Luísa Fernando, pubblicata su Infrastructures (vol. 11, articolo 294, doi: 10.3390/infrastructures11090294), dedicata al comportamento reologico, alle prestazioni meccaniche e alla resistenza all’invecchiamento ossidativo di leganti modificati con lignina vegetale.

    Una graminacea invasiva come fonte di lignina

    La scelta della materia prima è il primo elemento distintivo del lavoro. Arundo donax L. è una graminacea invasiva a rapida crescita, caratterizzata da un elevato contenuto di lignina: una combinazione che la colloca tra le biomasse sostenibili candidate alla modifica dei bitumi. La lignina impiegata nelle prove è stata isolata con il metodo Acid Detergent Lignin, che restituisce una polvere fine con particelle comprese tra 50 e 300 µm.

    Compatibilità fisica con la matrice bituminosa

    La spettroscopia infrarossa (FTIR) conferma la natura poliaromatica e ossigenata della lignina e definisce il tipo di rapporto che questa instaura con il bitume. L’interazione è prevalentemente fisica e passa attraverso interazioni intermolecolari di carattere polare, senza formazione di legami chimici tra i componenti. Un’indicazione che orienta la lettura degli effetti reologici: i cambiamenti del legante derivano da meccanismi fisici, non da reazioni.

    Risposta reologica del legante con il 6% di lignina

    L’incorporazione del 6% in peso di lignina produce variazioni significative nel comportamento del bitume 35/50. Aumentano rigidità ed elasticità e migliora la resistenza all’ornellamento. Tre indicatori raccontano in modo coerente questo andamento: punto di rammollimento più elevato, modulo complesso maggiore e recupero superiore dopo il carico di creep. Sul piano applicativo, il profilo risultante corrisponde a una maggiore capacità di contrastare le deformazioni permanenti della superficie.

    Ossidazione rallentata dalle strutture fenoliche

    Il secondo fronte di verifica riguarda la durabilità chimica. Dopo l’invecchiamento, gli indici di carbonile e di solfossido misurati in FTIR crescono meno che nel legante non modificato, a indicare una minore suscettibilità all’ossidazione. L’effetto viene ricondotto alle strutture fenoliche della lignina, a cui è associata una distinta attività antiossidante.

    Fatica, duttilità e adesione dopo l’invecchiamento severo

    I benefici immediati non si mantengono integri nel tempo. L’invecchiamento severo di lungo periodo comporta infatti una riduzione marcata della vita a fatica, della duttilità, della resistenza alla fessurazione a bassa temperatura e delle proprietà adesive del legante. Un decadimento che investe insieme il comportamento a fessurazione e la qualità dell’interfaccia bitume-aggregato, i due fronti su cui si misura la risposta della miscela nelle condizioni di esercizio più critiche.

    Il bilancio complessivo resta favorevole, con una condizione. La lignina derivata da Arundo donax si conferma un modificatore sostenibile promettente per i bitumi da pavimentazione, ma dosaggio e condizioni di miscelazione richiedono una taratura accurata: il guadagno in rigidità e in resistenza all’ossidazione va bilanciato con la prestazione di frattura a lungo termine. Per chi formula miscelle bituminose, è proprio su questo equilibrio che si decide l’applicabilità concreta del modificatore.

  • Analisi di Stabilità dei Pendii Basata sull’Affidabilità mediante Reti Neurali Ottimizzate con Particle Swarm: Confronto con i Metodi Probabilistici Convenzionali su un Caso di Studio Libanese

    Quanto costa, in termini di tempo di calcolo, propagare l’incertezza geotecnica attraverso migliaia di analisi di stabilità di un pendio? La domanda è al centro di uno studio pubblicato su Infrastructures (MDPI, doi: 10.3390/infrastructures11090295) a firma di Shaza Soleiman e Muhsin Elie Rahhal, che propongono un surrogato basato su rete neurale addestrata con particle swarm optimization e lo mettono alla prova su un caso reale libanese.

    Una rete neurale come surrogato per l’affidabilità dei pendii

    Il framework sviluppato dagli autori, indicato come ANN-MLP-PSO, accoppia un perceptron multistrato a un algoritmo di ottimizzazione a sciame di particelle. La rete viene addestrata su 2014 casi di pendii omogenei, ricavati combinando dati di letteratura e simulazioni basate sulla meccanica dei terreni. La fase di ottimizzazione degli iperparametri condotta tramite PSO ha individuato come configurazione ottimale un’architettura con sei layer nascosti, capace di raggiungere un coefficiente di determinazione R2 = 0,95 sul test set di validazione.

    Una volta addestrato, il modello viene inserito in uno schema di campionamento probabilistico dal quale si estraggono le tre grandezze d’interesse per l’analisi di affidabilità: la probabilità di rottura Pf, l’indice di affidabilità β e i quantili del fattore di sicurezza. Il vantaggio operativo è evidente: superata la fase di training, il surrogato consente valutazioni probabilistiche immediate, senza dover rieseguire le analisi deterministiche ad ogni campione.

    Il caso di Mansourieh e il confronto con i metodi classici

    Il banco di prova applicativo è il pendio di Mansourieh, nei pressi di Beirut, analizzato in due condizioni igrometriche: asciutta e bagnata. I risultati del surrogato sono stati confrontati con tre metodi probabilistici consolidati: il metodo FOSM (First-Order Second-Moment), il metodo delle stime puntuali (PEM) e la simulazione Monte Carlo (MCS), tutti applicati con le medesime ipotesi probabilistiche.

    Il confronto conferma una buona coerenza: il modello ANN-MLP-PSO riproduce le variazioni delle distribuzioni del fattore di sicurezza, della probabilità di rottura e dell’indice di affidabilità nel passaggio dallo scenario secco a quello bagnato, in linea con quanto ottenuto dai metodi convenzionali. I valori di Pf nello scenario bagnato risultano compresi tra circa l’86% e il 99%, un intervallo che segnala in ogni caso una condizione di forte criticità per il pendio esaminato.

    Cosa significa per chi fa analisi geotecniche

    Oltre ai numeri, il dato rilevante è di metodo. I quattro approcci, pur divergendo quantitativamente, convergono sulla stessa lettura ingegneristica del problema, individuando lo stesso trend di affidabilità. Per il progettista, questo significa che un surrogato ben addestrato può sostituire in fase di screening i cicli completi di calcolo deterministicamente ripetuto, alleggerendo sensibilmente i costi computazionali delle analisi di propagazione dell’incertezza.

    Il campo d’uso dichiarato è quello dello screening della stabilità dei pendii e del supporto decisionale geotecnico consapevole dell’incertezza. Non un sostituto delle analisi approfondite, ma uno strumento per filtrare rapidamente scenari e prioritizzare gli interventi dove la probabilità di rottura, come nel caso di Mansourieh in condizioni di saturazione, raggiunge valori prossimi alla certezza.