Categoria: Infrastrutture, territorio

Al posto dei cavi di sospensione, un profilo ondulato di piatti d’acciaio: con questa impostazione è stato realizzato il ponte che attraversa la Fall Creek a Indianapolis, collegando il distretto dell’innovazione 16 Tech al corridoio medico dell’Indiana University-Purdue University Indianapolis. L’incarico, annunciato nel febbraio 2020 dalla 16 Tech Community Corporation, è stato affidato a schlaich bergermann partner (sbp) con Practice for Architecture and Urbanism, Martha Schwartz Partners, Shrewsberry & Associates e diversi partner locali. Si tratta della prima struttura di questo tipo realizzata negli Stati Uniti. Inaugurata nell’aprile 2025, l’opera ha ottenuto nello stesso anno il NCSEA Structural Engineering Excellence Award nella categoria Bridge and Transportation.

Il sistema a nastri: geometria e percorso delle forze

L’opera supera il corso d’acqua con una luce complessiva di 342 piedi, articolata in una campata centrale di 152 piedi e due laterali di 95. Quattro pile in calcestruzzo, disposte a coppie, sostengono le tre campate. In corrispondenza di ogni pila, cinque profilati cavi rettangolari da 24 per 8 pollici compongono un montante a ventaglio che si innalza di circa 13 piedi sopra l’impalcato, così che il nastro possa transitare con continuità sull’appoggio invece di piegarsi bruscamente. I montanti proseguono anche sotto il piano stradale e si connettono alle pile alla quota dell’alluvione centennale, portando l’espressione della soprastruttura fino alle opere di fondazione.

Il nastro, largo 20 pollici e spesso 2, sostiene due travi a piastra longitudinali tramite bandelle verticali. Le travi misurano 42 pollici di altezza e 24 di larghezza, con animi spessorati da 0,75 a 1,75 pollici e alette da 1,125 a 2,5 pollici in funzione delle sollecitazioni. Traversi posti ogni 9,5 piedi coprono i 42 piedi tra le due travi e reggono la soletta collaborante in calcestruzzo, spessa 8 pollici compreso lo strato di usura sacrificale.

I carichi veicolari e pedonali discendono dall’impalcato alle travi e da queste ai nastri, sollecitati essenzialmente a trazione. Le componenti verticali transitano attraverso i montanti fino a pile e fondazioni, mentre la componente orizzontale della trazione dei nastri è bilanciata dalla compressione nelle travi longitudinali: la struttura risulta autoancorata e le reazioni orizzontali in fondazione restano contenute.

Form finding numerico e modello globale in SOFiSTiK

Il profilo dei nastri è stato ricavato con un form finding numerico orientato a minimizzare i momenti flettenti sotto peso proprio, in modo che la struttura agisca prevalentemente con sforzi normali di trazione e compressione e sfrutti le sezioni più efficacemente di un sistema governato dalla flessione. Con modelli parametrici in Grasshopper, Rhino e SOFiSTiK il team ha definito condizioni al contorno e distribuzione dei carichi lungo la campata: il peso dell’impalcato è stato schematizzato con forze verticali concentrate in corrispondenza di ogni traverso e l’equilibrio statico di ogni nodo tra bandella e nastro ha determinato l’inclinazione locale, producendo un profilo poligonale funicolare.

Il comportamento globale è stato analizzato con un modello tridimensionale a elementi finiti in SOFiSTiK, con elementi lineari e di guscio per soprastruttura e sottostruttura e combinazioni di carico secondo AASHTO LRFD. Per le regioni di connessione più complesse, dall’interfaccia tra montanti e travi alla zona di transizione tra nastro e trave, sono stati sviluppati sottomodelli a guscio raffinati, utili a ricostruire le distribuzioni di tensione locale e a confermare il dettaglio di saldature e geometrie dei piatti.

Due corsie invece di quattro: la sezione d’impasto

Il programma di progetto prevedeva quattro corsie di traffico, ridotte a due dopo che gli studi di traffico ne hanno confermato la piena sufficienza per i volumi previsti. La larghezza recuperata è stata riallocata a pedoni e ciclisti: l’impalcato, largo 65 piedi, ospita due corsie veicolari, una pista ciclabile dedicata e marciapiedi in sbalzo di 11 piedi per lato. Sul lato est la passerella si allarga fino a 18 piedi alla mezzeria della campata centrale, creando uno spazio di sosta e un punto di osservazione sul torrente. La scelta raccoglie quanto emerso dal coinvolgimento della comunità in fase di pianificazione: gli abitanti chiedevano un attraversamento sicuro per tutte le modalità di trasporto, capace di offrire un motivo per fermarsi, non un mero collegamento tra le due rive.

L’illuminazione è parte della struttura fin dal concepimento: corpi LED incassati nei corrimano pedonali e in canaline continue lungo i nastri d’acciaio disegnano di notte l’onda del ponte, consolidandone il ruolo di riferimento urbano anche nel buio. Anche la protezione antiscalamata in sommità ai piatti è stata integrata nell’estetica continua dell’opera, senza interromperne la linea visiva.

Struttura integrale e fondazioni su pali H infissi

Il ponte è completamente integrale: le travi si innestano direttamente nelle spalle e nelle pile, senza appoggi né giunti di dilatazione. La scelta semplifica la manutenzione nel lungo periodo, ma sposta sulla sottostruttura dilatazioni e contrazioni termiche, viscosità e ritiro, forze di frenata e altri effetti longitudinali. Per riprodurre tale comportamento in modo realistico, i pali infissi sono stati modellati direttamente nel modello a elementi finiti, con molle laterali calibrate sui dati delle indagini geognostiche.

Le fondazioni ricorrono a pali in acciaio a profilato H infissi, affidabili nei terreni variabili di sabbie, ghiaie e limi tipici della pianura alluvionale della Fall Creek. Le connessioni tra le estremità incassate delle travi e la sottostruttura in c.a. sono state verificate con modelli a nodi e bielle (strut-and-tie), per assicurare il trasferimento in sicurezza delle forze concentrate dalla soprastruttura a spalle e pile.

Vento, fatica e vibrazioni indotte dai pedoni

Il nastro snello e le bandelle sono stati valutati per gli effetti indotti dal vento secondo le disposizioni AASHTO: i periodi fondamentali risultano inferiori a 1 secondo, fuori dal campo in cui la risonanza con l’eccitazione del vento rappresentava un rischio. Con elevate forze di trazione nei nastri e nelle bandelle, fatica e comportamento a frattura hanno condizionato il dettaglio: connessioni dimensionate per gli intervalli di tensione governanti, attenzione alle terminazioni saldate, alla geometria dei giunti bullonati e alle transizioni tra piatti, evitando spigoli vivi e concentrazioni di tensione. I requisiti di tenacità del materiale supportano un approccio di progetto sicuro rispetto alla frattura, appropriato per elementi primari a trazione.

Pur lavorando a trazione elevata, i nastri beneficiano delle travi longitudinali continue e della ricorrenza delle bandelle, che offrono percorsi di carico alternativi in caso di problema localizzato di connessione e migliorano la capacità della struttura di ridistribuire gli sforzi.

Con una frequenza naturale di 3,55 Hz, il sistema passerella ricade in un campo in cui le vibrazioni indotte dall’uomo meritano una valutazione attenta. Seguendo le linee guida HIVOSS Design of Footbridges, sono stati esaminati due scenari con analisi dinamica time history: una folla inaugurale alla densità di una persona per metro quadrato e l’uso pendolare quotidiano con 0,2 persone per metro quadrato. Nel primo caso l’accelerazione verticale massima raggiunge 2,1 m/s², con risposta in Comfort Class 3, accettabile per un grande evento pubblico in cui un certo movimento è atteso. Nell’uso ordinario l’accelerazione scende a 0,4 m/s², corrispondente a Comfort Class 1, la categoria di comfort più elevata: gli utenti quotidiani dovrebbero percepire un moto impercettibile, mentre una folla densa può avvertire oscillazioni che restano nei limiti.

Prefabbricazione in Italia, prove di assemblaggio e montaggio

Il sito giace nella pianura alluvionale della Fall Creek e si aggancia a un argine esistente: opere permanenti e provvisionali dovevano rispettare le prestazioni idrauliche e i requisiti di difesa dalle piene, in un corridoio boschato che costituisce habitat urbano per aquile calve e altre specie, da disturbare il meno possibile. La strategia costruttiva ne è derivata: gli elementi in acciaio sono stati prefabbricati da Cimolai in Italia, riducendo le interferenze sul corridoio e sui traffici, con segmenti dimensionati per i contenitori standard da 40 piedi e connessioni bullonate nella maggior parte dei punti per semplificare il montaggio in cantiere.

Le travi sono state spezzate in 10 segmenti bullonati; montanti e bandelle sono stati bullonati alle travi in punti destinati a essere successivamente inglobati nell’impalcato in calcestruzzo e nascosti alla vista. I giunti a vista dei nastri, sul dorso di ogni onda, sono stati saldati in cantiere per ottenere un aspetto continuo, mentre i giunti bullonati tra nastro e trave restano occultati sotto la protezione antiscalamata: il ponte ultimato si legge come un nastro unico, con la logica del montaggio modulare celata.

La geometria finale sotto carichi permanenti era decisiva affinché il sistema funzionasse come previsto: se le piastre dei nastri non avessero ingranato con le travi, queste avrebbero assorbito una quota maggiore di carico a flessione invece di trasferirlo assialmente ai nastri, vanificando la logica strutturale. Ogni assemblaggio di nastro, trave e bandelle, per ciascuna delle quattro onde, è stato quindi premontato in officina; i fori dei giunti sono stati eseguiti durante il preassemblaggio, dopo l’accoppiamento e il rilievo che ne confermava la geometria. La controfreccia è stata introdotta alle giunzioni, invece di fabbricare segmenti di trave curvi, raggiungendo le quote stradali di progetto dopo le frecce da carico permanente con scostamenti contenuti dal profilo ideale.

In cantiere i segmenti sono stati parzialmente preassemblati a terra prima del sollevamento con gru cingolatrici. La campata principale ha richiesto punteggi provvisori, con le torri posizionate fuori dall’alveo principale del corso d’acqua per non alterare il deflusso. All’approccio meridionale, dove l’allineamento del ponte attraversa l’argine, è stata prevista una barriera antiallagamento demontabile, che mantiene una linea continua di protezione da attivare in previsione degli eventi di piena.

Carbonio incorporato e classificazione SCORBS

La valutazione del ciclo di vita, estesa ai moduli A1 fino ad A5, dalla produzione dei materiali alla costruzione, restituisce un carbonio incorporato di circa 840 kg CO₂e/m² di superficie funzionale, comprendendo soprastruttura, sottostruttura e fondazioni. Come termine di confronto, gli studi richiamati dal framework di rating SCORBS collocano i ponti in acciaio convenzionali tipicamente tra 1.000 e 4.000 kg CO₂e/m², con una media intorno a 2.570 kg CO₂e/m². Il benchmark interno di sbp sui propri ponti pedonali completati definisce un intervallo da 500 a 1.800 kg CO₂e/m², in cui i ponti con campata centrale come quello di Indianapolis si collocano generalmente ai livelli inferiori. Anche su tale base l’opera resta sotto la media dei ponti in acciaio convenzionali e, nel framework SCORBS, che normalizza l’intensità di carbonio per luce e larghezza d’impalcato, ottiene un rating A.

Il risultato conferma una delle lezioni centrali del progetto: infrastrutture espressive dal punto di vista architettonico ed efficienza ambientale non sono necessariamente in conflitto. Il concetto a nastri in piatto, unito a un dettaglio e a una fabbricazione curati, eroga una struttura primaria più efficiente di un ponte a travi convenzionale di luce comparabile, mantenendo un aspetto snello e riconoscibile. L’attenzione all’efficienza dei materiali arriva fino ai dettagli minori: le panchine dello spazio di sosta alla mezzeria sono state fabbricate nel locale Machyne Makerspace con legname di recupero ricavato dagli alberi abbattuti durante i lavori, restituendo una parte del sito a chi ha contribuito a dare forma al progetto.

Per sbp, il ruolo di project manager e ingegnere strutturale responsabile del ponte è stato ricoperto da Matthias Peltz, PE; Michael Stein, PE, è direttore degli uffici di New York e Los Angeles e membro del board.

Il ponte del distretto 16 Tech mostra come efficienza strutturale ed espressione architettonica possano procedere insieme anziché in competizione: principi sospensivi classici adattati alle esigenze di un attraversamento urbano, percorsi di carico chiari, dettagli integrali coerenti e un bilancio di carbonio contenuto. Con più spazio per pedoni e ciclisti, Indianapolis guadagna un varco sul corso d’acqua che funziona, al tempo stesso, come collegamento e come destinazione.

Una velocità media di subsidenza verticale di -2 cm/anno, un tratto di 16 chilometri che si colloca dentro soglie di basso rischio e nessun danno strutturale riscontrato sul campo: sono questi gli esiti del quadro di monitoraggio tracciato lungo il segmento compreso tra Lerma e Zinacantepec sulla ferrovia intercity Mexico-Toluca. Il riferimento è un’analisi interferometrica radar multitemporale (InSAR) condotta con l’algoritmo Short Baseline Subset (SBAS) su acquisizioni Sentinel-1 del periodo 2022-2024, verificata contro una stazione GNSS di riferimento. Il lavoro è stato pubblicato su Infrastructures (vol. 11, pag. 355, DOI 10.3390/infrastructures11100355) a firma di Karla Rubi Alvarez-Gastelum, German Michel Guzman-Acevedo, Jesus Guadalupe Monjardin-Quevedo, Limbert Vega-Gonzalez, Hector Miguel Gasca-Zamora, Juan A. Quintana-Rodriguez, Jorge Alberto Hernandez-Figueroa e Luis Alvaro Martinez-Trujano.

Dalla linea di vista alla componente verticale

Il nucleo metodologico lavora in regime multitemporale: le scene Sentinel-1 vengono combinate secondo lo schema SBAS, che seleziona coppie interferometriche a baseline contenuta per costruire serie temporali di spostamento lungo la linea di vista del radar. I vettori LOS subiscono quindi una decomposizione cinematica, che consente di isolare la componente verticale, quella che quantifica la discesa del suolo. Sul segmento esaminato la velocità media di affondamento verticale si attesta su -2 cm/anno.

La verifica indipendente con la stazione GNSS MXTO

Le serie interferometriche sono state confrontate con la stazione GNSS MXTO, che fornisce il riferimento puntuale a terra. La concordanza si esprime attraverso il coefficiente di determinazione ( R^2 ): 0.86 sulla traccia descending e 0.80 sulla traccia ascending. Due geometrie di acquisizione, due esiti coerenti: il confronto tra osservazione satellitare e misura GNSS regge su entrambi i canali.

Distorsione angolare su baseline fissa di 160 m

La valutazione della suscettibilità a geohazard passa dalla distorsione angolare superficiale, ricavata dagli spostamenti verticali decomposti e calcolata con una baseline spaziale fissa di 160 m. L’indicatore traduce il gradiente spaziale della subsidenza in una grandezza che collega i movimenti differenziali al potenziale danno sulla struttura.

Gestione dell’incertezza: i falsi gradienti restano fuori dalla classificazione

Il passaggio più rilevante per la prassi riguarda il trattamento dell’errore di misura. La classificazione incorpora esplicitamente l’incertezza intrinseca della misura InSAR: i gradienti ripidi localizzati inizialmente segnalati dai modelli matematici vengono riesaminati alla luce di tale incertezza e scartati come artefatti statisticamente trascurabili. Dove una procedura cieca al rumore avrebbe promosso critiche inesistenti, il filtro statistico restituisce un quadro depurato. Per consulenti tecnici e gestori di infrastrutture, è la parte della metodologia più direttamente trasferibile ad altri contesti.

Stabilità diffusa e nessun danno da subsidenza differenziale

Con gli artefatti esclusi, il quadro spaziale appare omogeneo: le condizioni di stabilità del terreno risultano diffuse e l’intero tratto valutato, lungo 16 km, si colloca dentro le soglie di basso rischio. A corroborare la classificazione contribuiscono le ispezioni visive in situ, che non hanno rilevato danni strutturali imputabili a discese differenziali del suolo.

Il limite del pixel-mixing e il monitoraggio della soprastruttura

Resta una distinzione metodologica che gli autori esplicitano: il pixel-mixing di Sentinel-1 impone un limite, nel senso che la misura copre la subsidenza del terreno, mentre la deformazione diretta della struttura resta fuori dal campo osservato. Ciò che il radar ricostruisce descrive il movimento del suolo su scala regionale, non il comportamento del binario.

Per il futuro, l’indicazione è di affiancare al monitoraggio satellitare sensori SAR a risoluzione più spinta oppure strumentazione localizzata per il monitoraggio dello stato strutturale, capace di isolare la risposta della soprastruttura ferroviaria dalla subsidenza regionale di fondo.

Il caso Mexico-Toluca descrive uno schema operativo articolato in fasi verificabili per infrastrutture lineari esposte a movimenti del suolo: serie satellitari multitemporali, decomposizione cinematica, validazione GNSS e classificazione consapevole dell’incertezza. Il valore maggiore non sta nel tasso misurato, contenuto, bensì nella disciplina con cui l’errore di misura entra nella decisione finale di classificazione.

Il Volume 11 della rivista Infrastructures ospita, nel numero 10, un editorial legato al numero tematico “Advances in Structural Health Monitoring and Industry 5.0 Innovations for Bridge Management and Conservation”. Il contributo occupa la pagina 354 e reca le firme di Alejandro Jiménez Rios, Pier Francesco Giordano e Alberto Barontini.

Monitoraggio strutturale e Industry 5.0: le coordinate del numero tematico

Il titolo delinea due filoni distinti ma collegati. Il primo riguarda lo structural health monitoring, il monitoraggio della salute strutturale, cioè l’osservazione dello stato dei manufatti a partire dai dati raccolti durante l’esercizio. Il secondo ruota attorno alle innovazioni associate all’Industry 5.0, qui applicate al campo della gestione e della conservazione delle opere da ponte.

Un editorial di numero tematico ha il compito di fissare il quadro entro cui leggere i contributi raccolti. In questo caso l’ambito dichiarato copre gli avanzamenti nel monitoraggio della salute strutturale e le innovazioni dell’Industry 5.0 viste attraverso la lente della gestione e della conservazione. L’accostamento dei due termini disegna un perimetro preciso: mettere le informazioni sul comportamento delle strutture al servizio dei processi con cui si amministra il patrimonio esistente.

La funzione dei ponti nelle reti di trasporto

Nelle infrastrutture di trasporto i ponti costituiscono elementi critici, chiamati a sostenere il transito di persone e beni. Il loro peso si estende oltre la mobilità: dal loro funzionamento dipendono anche lo sviluppo economico, sociale e culturale delle comunità. Su questa base il numero tematico imposta il proprio campo d’indagine, spostando l’attenzione dal singolo manufatto al ciclo di gestione e conservazione nel suo complesso.

Dal monitoraggio alle scelte di conservazione

Per strutturisti, gestori di opere e consulenti tecnici lo spunto operativo è identificabile con facilità. Le informazioni derivate dal monitoraggio della salute strutturale possono alimentare le decisioni di gestione e manutenzione del patrimonio da ponte, mentre le tecnologie e gli approcci riconducibili all’Industry 5.0 si collocano a supporto di queste attività. Un filone che coinvolge direttamente chi lavora su manufatti in esercizio e che deve convertire osservazioni e misure in scelte concrete di cura del costruito.

Il contributo è consultabile online tramite doi: 10.3390/infrastructures11100354.

Ridurre contemporaneamente il prelievo di risorse naturali, i consumi energetici, le emissioni di gas serra e i rifiuti prodotti, senza rinunciare a pavimentazioni sicure, durabili e ad alte prestazioni: è su questo doppio binario che si muove oggi l’ingegneria delle sovrastrutture stradali. A questo nodo è dedicato il numero speciale “Cold and Warm Techniques for Sustainable Pavement Construction and Maintenance” della rivista Infrastructures, introdotto da un editoriale a sei firme.

La doppia condizione richiesta alle pavimentazioni

Sicurezza, durabilità e prestazioni restano i parametri di valutazione tradizionali di una pavimentazione, quelli su cui si fondano la progettazione delle miscelle e il controllo delle fasi esecutive. Accanto a essi si è stabilizzato un secondo blocco di requisiti, di natura ambientale, che interessa quattro direttrici: il consumo di risorse naturali, l’impiego di energia, le emissioni di gas serra e la quantità di rifiuti generati.

Nell’impostazione del numero speciale le due famiglie di requisiti non vengono lette come i termini di un compromesso: la sfida dichiarata è fornire infrastrutture sicure, durabili e ad alte prestazioni riducendo allo stesso tempo ciascuno dei quattro aspetti dell’impatto ambientale.

Temperatura di lavorazione come leva energetica

La qualifica di “cold” e “warm” che dà titolo alla raccolta rimanda al regime termico delle lavorazioni: produzioni e posate condotte a temperature più basse rispetto agli impasti tradizionali a caldo. Il collegamento con le direttrici energetiche è diretto, perché abbassare il regime termico di produzione e posa agisce sui fabbisogni energetici e sulle emissioni di gas serra associate a queste fasi.

Le altre due direttrici, risorse naturali e rifiuti, passano invece dal versante dei materiali: le scelte di miscelazione e le modalità di cantiere determinano quanta materia viene prelevata dall’ambiente e quanta ne esce sotto forma di scarto. Su questo terreno si concentrano il confronto tra tecnologie e la valutazione delle prestazioni a parità di impatto.

Costruzione e manutenzione nello stesso perimetro

Il perimetro tematico comprende sia la realizzazione di nuove opere sia gli interventi di manutenzione sulle pavimentazioni esistenti. L’abbinamento è coerente con l’impostazione ambientale del tema: costruzione e manutenzione sono i due momenti in cui un patrimonio stradale assorbe energia e materiali e genera scarti. Le tecniche a freddo e tiepide vengono quindi prese in esame lungo l’intera vita dell’infrastruttura, dalla prima posa ai ripristini successivi.

Editoriale, autori e riferimenti bibliografici

L’editoriale di apertura, pubblicato nel volume 11 della rivista Infrastructures come articolo 353, è firmato da William Fedrigo, Andrea Grilli, Lélio Antônio Teixeira Brito, Alan Carter, Éric Lachance-Tremblay e James Grenfell. Il contributo è consultabile integralmente online tramite il DOI 10.3390/infrastructures11100353.

Resta il quadro di riferimento che l’editoriale fissa per chi opera su progettazione, cantiere e manutenzione di sovrastrutture stradali: prestazioni elevate e impronta ambientale contenuta valutate insieme, sul fronte dell’energia, delle emissioni, delle risorse e dei rifiuti. È dentro questo schema che il numero speciale colloca le tecniche a freddo e a tiepido per la costruzione e la manutenzione delle pavimentazioni.

Un’accuratezza di previsione del 95,4% sullo stato di salute di un ponte a tre anni di distanza, accompagnata da un’accuratezza pesata del 99,1%: sono i numeri conseguiti dal modello semi-Markov proposto in un lavoro pubblicato sulla rivista Infrastructures (vol. 11, art. 254, doi: 10.3390/infrastructures11070254) a firma di Zhihui Feng, Yuchen Zhao, Liangqi Zhang, Fulei Xu, Xiaojun Li, Zhiqiang Liang, Yufeng Guo e Hui Zhang.

Il framework affronta in sequenza tre compiti: la valutazione delle condizioni del ponte a partire dai rilievi d’ispezione, la previsione del degrado su orizzonte pluriennale e la prioritizzazione degli interventi di manutenzione secondo il rischio.

Giudizio esperto e regole euristiche: i limiti della valutazione convenzionale

La valutazione dello stato di salute di un ponte e l’anticipazione della sua evoluzione pesano direttamente sulla sicurezza del traffico e sulla pianificazione della manutenzione. La prassi consolidata, però, si fonda in larga parte sul giudizio dell’esperto e su regole euristiche. Da qui due conseguenze: l’esito perde in oggettività e la condizione dell’opera resta difficile da proiettare su orizzonti temporali ampi, proprio ciò che una programmazione pluriennale degli interventi richiede.

Classificazione multi-task di grado di salute, difetto e severità

Il punto d’ingresso dei dati è rappresentato dai record di ispezione, cioè dalle voci relative agli elementi esaminati e ai difetti rilevati durante i sopralluoghi. Il modello di classificazione è multi-task e predice congiuntamente tre grandezze: il grado di salute dell’opera (health grade), la tipologia di difetto e la severità. Le informazioni circolano tra i tre compiti di apprendimento, una condivisione trasversale che migliora la robustezza della valutazione complessiva.

La scala di riferimento è quella del Highway Bridge Technical Condition Rating Code, il codice di classificazione dello stato tecnico dei ponti.

Previsione triennale del degrado e prioritizzazione degli interventi

Gli stati di salute stimati dal modello alimentano quindi un semi-Markov vincolato da considerazioni fisiche, incaricato di proiettare il degrado dell’opera su un arco di tre anni. La previsione non è un punto d’arrivo: lo stato attuale e quello previsto concorrono insieme alla prioritizzazione degli interventi, così che la graduatoria della manutenzione rifletta sia la condizione presente sia quella attesa di ciascuna opera.

Risultati su dati reali di ispezione

La campagna di verifica è stata condotta su dati reali di ispezione di ponti. In fase di test il modulo di classificazione restituisce le accuratezze riassunte di seguito.

Grandezza predetta	Accuratezza in test
Grado di salute	95,20%
Tipologia di difetto	99,67%
Severità	99,72%

La concordanza con i giudizi di riferimento è espressa da un kappa di Cohen pari a 0,872. Sul versante previsionale, il semi-Markov raggiunge un’accuratezza del 95,4% sull’orizzonte triennale, con un’accuratezza pesata del 99,1%. Il quadro si completa con studi comparativi rispetto a modelli alternativi e con analisi di ablazione, che supportano l’efficacia dell’impianto nella gestione del ciclo di vita dei ponti.

Per chi gestisce patrimoni di opere d’arte, l’aspetto più rilevante è la continuità della filiera: dai record d’ispezione si passa a uno stato classificato, dallo stato classificato a una previsione pluriennale, dalla previsione a una graduatoria di interventi. Un percorso che sposta il baricentro della valutazione dal giudizio discrezionale verso i dati raccolti in ispezione e verso la scala di rating del codice, con la previsione del degrado a tre anni come orizzonte operativo di riferimento.

Moduli elastici compresi tra 120 e 180 MPa: è l’ordine di grandezza registrato sugli strati di terreno coesivo stabilizzato con calce lungo otto tratti stradali sperimentali realizzati in Ungheria. La fascia si avvicina a quella misurata sulle fondazioni in pietrisco rinforzate con geosintetici, collocata tra 200 e 280 MPa. Un allineamento che tocca un punto delicato della prassi di progetto del Paese, dove il trattamento dei suoli coesivi con miscelazione in sito viene classificato come semplice miglioramento del terreno e la sua capacità portante, di conseguenza, resta esclusa dal dimensionamento della pavimentazione.

Su questa impostazione hanno lavorato Péter Primusz, Balázs Kisfaludi, Csaba Tóth e József Péterfalvi, autori dello studio pubblicato su Construction Materials (vol. 5, pag. 74, doi: 10.3390/constrmater5040074). L’ipotesi di partenza è diretta: sulle strade a basso traffico costruite su suoli coesivi, la stabilizzazione con calce, oppure con calce e cemento, può fare da alternativa agli strati di fondazione granulari.

Quando la fondazione stabilizzata non entra nel calcolo

Nella pratica di progetto ungherese la stabilizzazione eseguita in cantiere mediante miscelazione del terreno coesivo resta fuori dal pacchetto strutturale: il materiale trattato conta come miglioramento del sottofondo, non come strato della pavimentazione a tutti gli effetti. La rigidezza che può esprimere viene quindi ignorata in fase di dimensionamento. Gli autori hanno messo alla prova questo approccio proprio nel segmento delle strade a basso volume di traffico, dove i carichi in gioco sono contenuti e unione fondazione stabilizzata potrebbe assumere un ruolo strutturale pieno.

La ricerca è costruita come caso studio, con un doppio obiettivo dichiarato: raccogliere risultati preliminari e verificare la solidità della metodologia di indagine. Un’impostazione che va tenuta presente nella lettura dei dati.

Otto tratti sperimentali contro il pietrisco georinforzato

L’efficacia del trattamento con calce è stata valutata su otto sezioni stradali sperimentali, osservate sotto un doppio profilo: la risposta strutturale e il costo dell’intervento. Come termine di paragone sono state assunte le fondazioni in pietrisco rinforzate con geosintetici, assunte come riferimento sia in termini di prestazione sia di spesa. La scelta del campione di confronto non è neutra: le soluzioni granulari con geosintetici rappresentano oggi la via più consolidata quando la fondazione deve essere migliorata con apporti esterni.

Moduli vicini, spese più contenute

Sul piano strutturale gli strati stabilizzati con calce hanno restituito moduli elastici compresi tra 120 e 180 MPa, valori che si sovrappongono parzialmente alla fascia di 200 a 280 MPa rilevata sul pietrisco. Le due fasce non coincidono, ma la capacità portante complessiva è stata giudicata confrontabile con quella delle fondazioni granulari di riferimento.

Sul fronte economico il quadro è più netto: tra le alternative esaminate la stabilizzazione a calce risulta la soluzione più conveniente in termini di costi, a parità di prestazione portante dichiarata.

Suoli locali, meno trasporti, emissioni ridotte

La convenienza diretta si accompagna a effetti sulla filiera dei materiali. Il trattamento consente di impiegare i suoli disponibili in sito, riduce il ricorso a inerti importati, taglia i costi di trasporto e abbassa le emissioni di carbonio ad essi associate. In un contesto segnato dalla scarsità di materiali e dall’aumento dei costi di costruzione, la stabilizzazione si presenta come alternativa durevole e a basso impatto ambientale, con ricadute positive sulla resilienza delle infrastrutture.

Per chi dimensiona pavimentazioni su strade locali il dato più rilevante riguarda la possibilità di contare la fondazione stabilizzata tra gli strati portanti, sostituendo il pietrisco senza compromettere la risposta strutturale né la sostenibilità economica dell’intervento. I valori disponibili derivano da un caso studio e come tali vanno trattati: la metodologia è ormai verificata, la conferma su scala più ampia resterà il banco di prova del lavoro.

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

Opera nuova e riabilitazione nello stesso perimetro

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

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

Evoluzione metodologica: il cuore della rassegna

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

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

Il contributo delle revisioni sistematiche alla pratica tecnica

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

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

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

Da 2127 record a 165 pubblicazioni: il vaglio PRISMA

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

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

Traffico e mobilità dominano, il monitoraggio delle infrastrutture resta minoritario

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

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

Impiego operativo raro e integrazione con i PMS marginale

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

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

Dall’accelerometro alla decisione di gestione: la sequenza proposta

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

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

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

Una riduzione del 64% della profondità di solco a 20.000 passaggi della ruota segna il divario prestazionale tra una miscela in warm mix asphalt (WMA) modificata e la stessa miscela di riferimento. Il risultato proviene dal Hamburg wheel-track test e da un più ampio programma di laboratorio condotto su miscele in cui il legante è stato modificato con materiali a cambiamento di fase e la miscela stessa rinforzata con fibre ricavate da filtri di sigaretta riciclati. La ricerca è guidata da Zahraa Ahmed al-Mammori con un team di undici autori.

Legante con PCMs e fibre riciclate nella miscela

L’impostazione dello studio agisce su due livelli della miscela. Il primo riguarda il legante bituminoso, che viene modificato con tre materiali a cambiamento di fase (PCMs) aventi chimica differente: una cera paraffinica commerciale, Rubitherm RT55, un sale idrato, Climator Salt S10, e un acido grasso, l’acido laurico. Il secondo livello esce dal perimetro consueto delle modifiche limitate al solo binder e interessa direttamente la miscela, che ospita un additivo fibroso ottenuto dal riciclo dei filtri di sigarette (CFs).

La scelta dei CFs risponde a una duplice funzione. In quanto fibre, contribuiscono al rinforzo della miscela bituminosa; come materia prima secondaria, reindirizzano verso la pavimentazione un flusso di rifiuto urbano di entità rilevante.

Il programma di laboratorio: ITSM, creep statico e Hamburg wheel-track

La valutazione copre tre ambiti. Il comportamento in rigidità è misurato con la prova di modulo a trazione indiretta, indicata come Indirect Tensile Strength Modulus (ITSM). La propensione alla deformazione permanente è quantificata mediante la prova di creep statico, con confronto a 4000 secondi. La resistenza all’orneggiamento (rutting) viene infine verificata con l’Hamburg wheel-track test, rilevando la profondità del solco a 20.000 passaggi della ruota.

Prestazioni misurate rispetto alla miscela di controllo

Su tutti gli indicatori la miscela modificata mantiene un margine costante rispetto alla miscela di riferimento. La rigidità cresce fino al 15% dopo 7 giorni di maturazione. La deformazione da creep, rilevata a 4000 secondi, risulta inferiore del 36%. Nella prova con la ruota, la profondità del solco cala del 64% a 20.000 passaggi.

Prova	Indicatore	Miscela modificata
ITSM	Rigidità	fino al 15% in più dopo 7 giorni di maturazione
Creep statico	Deformazione permanente	36% in meno a 4000 s
Hamburg wheel-track	Profondità del solco	64% in meno a 20.000 passaggi

I miglioramenti interessano rigidità, resistenza alla deformazione e comportamento all’orneggiamento, ovvero i tre parametri che condizionano la risposta delle pavimentazioni bituminose al traffico.

Costi della modifica e vita utile prevista

L’analisi costi-benefici quantifica l’onere della modifica in 0,71 USD in più per metro quadrato, riferito a uno strato di spessore pari a 5 cm. Sul versante della durata, la predizione della vita utile assegna alla miscela modificata un orizzonte tra 19 e 29 anni, contro i 10 e 15 anni della miscela di controllo. L’estensione della durata, unita alla maggiore resistenza all’orneggiamento, è il parametro che nel bilancio complessivo valorizza queste modifiche per pavimentazioni orientate alla durabilità e alla sostenibilità.

Il rapporto tra sovraccosto iniziale e anni aggiuntivi di servizio costituisce il punto più diretto di contatto con la progettazione delle pavimentazioni. Il dettaglio delle miscele, del protocollo di prova e dell’analisi economica è disponibile nell’articolo pubblicato su CivilEng, volume 6, DOI 10.3390/civileng6030041.