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  • Temperature Variabili nel Tempo del Calcestruzzo Massiccio in Giovane Età nel Segmento #0 del Ponte del Porto di Huangsha

    Le temperature del calcestruzzo in giovane età gettato nel segmento 0 del ponte Huangsha Harbor sono state misurate nel tempo direttamente in cantiere e assunte come riferimento per verificare l’affidabilità degli strumenti con cui, in sede di progettazione, si stima l’innalzamento termico generato dal calore di idratazione. Alla prova sono stati sottoposti i due approcci più diffusi nella prassi: le formule empiriche di previsione formulate da altri autori e un modello numerico agli elementi finiti sviluppato su una piattaforma commerciale.

    La verifica, condotta da Xiao-Xiang Cheng, Ze-Yang Sun e Hong Zhu, è pubblicata sulla rivista Infrastructures (DOI: 10.3390/infrastructures11070255).

    Perché manca ancora un modello empirico universale

    La stima dell’innalzamento di temperatura dovuto al calore di idratazione nelle fasi iniziali di costruzione di un ponte a trave continua in calcestruzzo è una richiesta ricorrente della progettazione strutturale. L’assetto operativo consolidato unisce formule empiriche di previsione e analisi numerica preliminare. Il limite di fondo è però noto a chi lavora nel settore: ogni caso ingegneristico presenta geometrie e materiali propri e la condivisione dei dati all’interno della comunità tecnica resta limitata. Per questa ragione non è stato ancora individuato un modello empirico universale, utilizzabile in pratica su una varietà di progetti differenti.

    Ipotesi semplificative e bisogno di validazione

    L’altro versante critico riguarda il calcolo. Le analisi numeriche preliminari poggiano di regola su ipotesi e semplificazioni della realtà fisica la cui fondatezza non è scontata, e la loro accuratezza richiede a sua volta un riscontro indipendente. Senza misure sperimentali, la qualità di un modello termico resta di difficile giudizio.

    Il banco di prova: il segmento 0 del ponte Huangsha Harbor

    Il riferimento sperimentale è il segmento 0 di un ponte a tre campate con trave continua in calcestruzzo a sezione scatolare e doppio impalcato, sito nella provincia cinese del Jiangsu. Realizzato nelle prime fasi costruttive, l’elemento ospita un getto massivo: proprio su di esso sono stati campionati nel tempo gli andamenti termici del calcestruzzo in giovane età, producendo la serie di dati con cui giudicare le previsioni.

    Formule empiriche e modello agli elementi finiti a confronto

    Sul piano metodologico la ricerca accosta due famiglie di strumenti. Per le formule empiriche proposte da altri ricercatori è stata esaminata l’accuratezza con cui riproducono i dati misurati. Il modello numerico costruito sulla piattaforma commerciale agli elementi finiti è stato osservato invece sotto il profilo dell’impiego operativo. In entrambi i casi il giudizio passa attraverso il riscontro con le temperature rilevate in opera.

    Esiti: distribuzione termica e picco di innalzamento

    Il confronto restituisce due indicazioni distinte. Le formule empiriche esaminate descrivono in generale con efficacia gli schemi effettivi di distribuzione della temperatura collegati al problema, pur mostrando un’usabilità inferiore in alcuni casi. L’analisi preliminare agli elementi finiti, invece, ha dimostrato di predire correttamente l’innalzamento termico massimo reale nella maggior parte delle situazioni considerate.

    Le conseguenze operative sono immediate. Per il picco di temperatura di un getto massivo l’analisi preliminare agli elementi finiti costituisce un riferimento attendibile. Le correlazioni empiriche vanno adottate con discernimento, come supporto per la lettura della distribuzione termica, dopo averne verificato l’applicabilità al caso specifico. Resta aperta la questione di fondo: la condivisione ancora limitata dei dati tra i diversi casi ingegneristici rallenta la definizione di modelli empirici di uso generale.

    La lezione del segmento 0 del Huangsha Harbor vale ben oltre il singolo ponte: finché non si disporrà di un modello empirico universale, la pratica dovrà continuare a intrecciare formule di previsione, calcolo numerico preliminare e verifiche sperimentali in cantiere per presidiare il comportamento termico del calcestruzzo nelle prime fasi di idratazione.

  • Influenza del rinforzo con geogriglie e geotessili sulle curve caratteristiche acqua-suolo derivate in situ e sulle dinamiche di umidità indotte dal clima nei pendii in argilla compattata

    Contenuto volumetrico di acqua e suzione matrica registrati ogni 15 minuti a 0.46 m di profondità, in due pendii di argilla compattata esposti alle stesse condizioni atmosferiche: con questo livello di dettaglio è stato ricostruito il confronto idrico tra una configurazione rinforzata con geosintetici e una non rinforzata. Il dato ha un peso specifico per la geotecnica, perché il rinforzo con geogriglie e geotessili è pratica diffusa per la stabilità dei pendii, mentre la sua interazione con la curva caratteristica suolo-acqua (SWCC) in condizioni climatiche reali risulta ancora scarsamente caratterizzata.

    Il lavoro, firmato da Robi Sonkor Mozumder, Md Jobair Bin Alam, Fyaz Nafin Rahman e Naima Rahman e pubblicato sulla rivista Geotechnics (MDPI, vol. 6, articolo 96; doi: 10.3390/geotechnics6040096), quantifica questa interazione su campo, combinando un monitoraggio continuo con un trattamento statistico basato su ricampionamento.

    Due pendii gemelli sotto lo stesso clima

    Il confronto si regge su due modelli di pendio in argilla compattata, geometricamente identici, realizzati in scala ridotta e installati all’aperto. Nel primo sono intercalati tre strati di geotessile con geogriglia integrata; il secondo, privo di rinforzo, costituisce il riferimento. L’esposizione naturale alle condizioni climatiche permette di osservare i due sistemi sotto pioggia ed essiccamento reali, con tutte le variabilità che ne derivano.

    A 0.46 m di profondità, i sensori hanno acquisito contenuto d’acqua volumetrico (VWC) e suzione matrica a intervalli di 15 minuti, producendo serie temporali sincrone per i due modelli. Questa base dati alimenta sia la ricostruzione delle curve di ritenzione sia l’analisi degli eventi di pioggia.

    Curve di van Genuchten sul percorso di essiccamento

    Le curve caratteristiche sono state determinate sul percorso di essiccamento, limitando la stima al dominio di suzione affidabile comune ai due modelli, compreso tra 5.0 e 51.1 kPa. La procedura combina una classificazione basata su una finestra arretrata di 24 ore con 2000 ricampionamenti bootstrap appaiati per giorni di calendario: le condizioni dei due pendii vengono così confrontate nelle stesse date e la variabilità della differenza tra le curve può essere quantificata insieme ai suoi intervalli.

    Nel dominio esaminato, la curva del modello rinforzato resta al di sopra di quella del controllo per tutta l’estensione: a parità di suzione, il contenuto d’acqua del terreno rinforzato risulta più elevato.

    Differenze mediane di VWC lungo il dominio di suzione

    La distanza tra le due curve non è uniforme. A 5 kPa la differenza mediana di VWC tra rinforzato e controllo vale 0.0454 m³/m³, con intervallo condizionale al 95% tra 0.0351 e 0.0590; a 51.1 kPa la mediana scende a 0.0126 m³/m³, con intervallo tra 0.0074 e 0.0180. Il divario tende a ridursi all’aumentare della suzione, pur restando distinguibile su tutto il dominio.

    Suzione (kPa) Differenza mediana di VWC (m³/m³) Intervallo condizionale al 95% (m³/m³)
    5.0 0.0454 0.0351-0.0590
    51.1 0.0126 0.0074-0.0180

    Un aspetto rilevante riguarda la robustezza del risultato. La differenza tra le curve persiste attraverso 182 configurazioni di sensitività, mentre i singoli parametri del modello mostrano una identificabilità debole. Il segnale d’insieme, in altri termini, si rivela più stabile della stima dei parametri considerati uno a uno.

    Ventiuno eventi di pioggia, una risposta più contenuta

    L’analisi si estende alla dinamica transitoria. Sui 21 eventi di pioggia di entità pari ad almeno 5 mm registrati durante il monitoraggio, il modello rinforzato presenta incrementi mediani di VWC minori e riduzioni di suzione meno accentuate rispetto al riferimento non rinforzato. Il rinforzo si riflette quindi anche nella fase di bagnatura, oltre che nella curva di ritenzione ricostruita in essiccamento.

    Limiti sperimentali e portata delle conclusioni

    I risultati vanno calibrati sulla struttura stessa dello studio. Ogni configurazione è rappresentata da un unico modello, per cui manca una replicazione sperimentale; le prestazioni meccaniche, inoltre, non sono state misurate. Le conclusioni restano perciò condizionate: i dati non dimostrano un effetto replicato del rinforzo né un miglioramento della stabilità del pendio.

    Ciò che resta disponibile è comunque utile: un insieme di riferimenti quantitativi per interpretare e modellare la risposta idrica di sistemi in argilla rinforzata, dalle curve di ritenzione sul percorso di essiccamento fino ai valori mediani delle differenze con i relativi intervalli.

    Per chi lavora su pendii rinforzati in argilla compattata, questa serie di valori offre un termine di confronto concreto per le analisi idriche. La dimensione meccanica del problema, non coperta dalla campagna di misura, resta invece fuori dal perimetro dei risultati.

  • Sisk potenzia la reality capture con DroneDeploy nei cantieri edili

    Sisk, una delle maggiori imprese di costruzione e ingegneria irlandesi, ha esteso l’uso della piattaforma di reality capture di DroneDeploy a oltre venti cantieri in Irlanda e nel Regno Unito. Lo strumento viene impiegato per accelerare le ispezioni, aumentare l’accuratezza dei dati acquisiti e fornire una visibilità in tempo reale sullo stato dei lavori, con ricadute su tre attività centrali della gestione tecnica dell’opera: il tracciamento dell’avanzamento, la verifica di progetto e la comunicazione con gli stakeholder.

    Da progetti pilota a un accordo aziendale pluriennale

    Il programma di ingegneria geospaziale dell’impresa è nato come iniziativa pilota e si è successivamente strutturato in un accordo aziendale pluriennale, che copre l’acquisizione di dati mediante droni aerei e fotocamere a 360 gradi. La piattaforma è oggi operativa su progetti di rilievo come lo sviluppo di Glass Bottle a Dublino e lo schema di riallineamento stradale di Kex Gill, nello Yorkshire. In questi contesti i team acquisiscono, analizzano e condividono dati di cantiere ad alta risoluzione a supporto del monitoraggio, delle verifiche e del flusso di informazioni verso i diversi interlocutori del progetto.

    Applicazioni operative e benefici dichiarati

    L’impiego della piattaforma copre diverse funzioni tecniche:

    • analisi automatizzata dei movimenti terra (earthworks analysis);
    • tracciamento aereo dell’avanzamento lavori;
    • pianificazione della logistica di cantiere.

    Sempre con riferimento all’esperienza di Sisk, l’utilizzo del sistema avrebbe migliorato la sicurezza e il coordinamento dei progetti, riducendo al contempo i costi associati ai rilievi manuali e alle visite in cantiere. DroneDeploy aggiunge che la disponibilità di dati visuali unificati consente all’impresa di allineare subappaltatori, team di progettazione e committenti intorno a un’unica fonte di riferimento condivisa.

    L’integrazione nelle operazioni quotidiane

    Cillian Kelly, responsabile della digital project delivery di Sisk, mette in evidenza la possibilità di acquisire e interpretare i dati di cantiere con livelli di rapidità e accuratezza non raggiungibili in precedenza, precisando che l’iniziativa non si esaurisce nell’uso dei droni ma interessa il modo stesso di pianificare, collaborare e consegnare i lavori.

    “Integrando l’acquisizione della realtà aerea nelle nostre operazioni quotidiane, per la gestione del traffico, le operazioni di sollevamento, la logistica e l’analisi dei movimenti terra, non solo miglioriamo efficienza e sicurezza, ma stiamo anche ridefinendo il modo in cui i progetti complessi di infrastrutture ed edifici vengono realizzati in Irlanda, nel Regno Unito e in Europa.”

    Kieran Crowley, project director di Sisk, descrive l’impatto come trasformativo:

    “DroneDeploy ci restituisce un registro visivo in tempo reale del lavoro in opera, esteso a fasi, team e cantieri. Si tratti di un progetto stradale nel Regno Unito o di un campus per le scienze della vita in Irlanda, ora disponiamo di un’unica piattaforma per validare l’avanzamento e collaborare in modo efficace.”

    Le informazioni rese pubbliche non includono valori quantificati: l’entità effettiva dei risparmi sui rilievi manuali e sulle visite in cantiere, così come delle altre提高了好处 descritte, non è desumibile dalla comunicazione e resta riconducibile alle dichiarazioni dell’impresa e del fornitore.

  • Editoriale del Numero Speciale: Avanzamenti nel Monitoraggio dello Stato di Salute Strutturale e Innovazioni dell’Industria 5.0 per la Gestione e la Conservazione dei Ponti

    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.

  • Valutazione probabilistica della domanda flessionale nelle travi in cemento armato mediante simulazione Monte Carlo

    10.000 simulazioni Monte Carlo, un motore di calcolo costruito in Python 3.9.3 sulla libreria OpenSeesPy e una trave continua a quattro campi come banco di prova: con questi ingredienti Diego Llanos, Aracely Huerta, Jairsinho Huisa e Victor Ariza Flores hanno sviluppato una procedura stocastica per la valutazione della domanda flessionale in travi in cemento armato, pubblicata su Construction Materials (vol. 5, art. 72, doi: 10.3390/constrmater5040072).

    Il punto di partenza è la constatazione che le forze interne dipendono dalle azioni, ma anche dalle proprietà dei materiali e dalla geometria, grandezze tutte affette da incertezza. Trattarle come variabili aleatorie significa far cessare il momento in una sezione dall’essere un numero singolo, per restituire invece una distribuzione con i propri descrittori statistici.

    Un framework Monte Carlo in Python con OpenSeesPy

    Il motore di calcolo è stato implementato in Python 3.9.3 avvalendosi della libreria OpenSeesPy. Lo schema segue la logica classica della simulazione Monte Carlo: i parametri di ingresso vengono generati a partire dalle distribuzioni di probabilità assegnate, il modello elabora ciascun campione e l’insieme delle realizzazioni consente di ricostruire la variabilità delle forze interne. La domanda di momento non è quindi il prodotto di un singolo calcolo deterministico, bensì l’esito statistico dell’intero insieme di simulazioni, condotte con riferimento ai carichi verticali.

    Il caso di studio e le grandezze assunte come aleatorie

    La configurazione analizzata è una trave continua a quattro campi, assunta come rappresentativa delle configurazioni strutturali tipiche degli edifici. Alle grandezze che governano la risposta flessionale sono state associate distribuzioni di probabilità: il peso unitario del calcestruzzo ( \rho ), le dimensioni della trave ( b ) e ( h ), la dimensione del pilastro ( a ) e i carichi applicati. La definizione di tali distribuzioni si appoggia a ipotesi statistiche standard e a indicazioni di dimensionamento.

    Diecimila realizzazioni per mappare la domanda di momento

    Le simulazioni eseguite sono 10.000, un numero che ha permesso di ricavare i descrittori statistici della domanda di momento flessionale campata per campata. I valori ottenuti presentano una variabilità significativa, esito che conferma quanto l’incertezza sulle grandezze di ingresso si propaghi fino alle sollecitazioni e quanto rilevi tenerne conto in fase di progetto.

    La metodologia offre due letture operative. Da un lato consente di stimare le distribuzioni della domanda; dall’altro permette di individuare le campate critiche, ossia quelle caratterizzate da una sensibilità maggiore alle variazioni dei parametri di ingresso. Un’informazione utile per capire dove l’aleatorietà di geometrie, pesi e carichi pesa di più sul quadro delle sollecitazioni.

    Domanda senza capacità: i confini e gli sviluppi

    Il perimetro dell’analisi è delimitato in modo esplicito. Non viene valutata la capacità strutturale e, di conseguenza, nemmeno la probabilità di fallimento: il lavoro si concentra sulla domanda e sul suo trattamento probabilistico. Il contributo va collocato nell’integrazione delle tecniche stocastiche nelle fasi preliminari del progetto, dove la conoscenza della dispersione dei momenti può accompagnare le prime valutazioni dimensionali.

    Gli sviluppi futuri indicati dagli autori passano per l’inserimento di indici di affidabilità e per il confronto con i valori previsti dai codici di progetto, naturalmente passo verso una lettura più completa del problema in termini di sicurezza strutturale.

    Resta il messaggio di fondo per chi calcola strutture: la dispersione misurata sui momenti dimostra che l’incertezza delle grandezze di ingresso non si esaurisce nelle ipotesi, ma si ritrasmette integralmente nelle sollecitazioni. Disporre di strumenti, come il framework proposto, capaci di quantificarla sin dalle fasi iniziali del dimensionamento permette di fondare le scelte progettuali su una base statistica anziché su un valore unico.

  • Metodo rapido per il rilevamento di flocculanti residui in sabbie artificiali lavate con acqua e loro influenza sulle proprietà del calcestruzzo

    La viscosità Stormer della pasta di cemento può dire quanto flocculante è rimasto, dopo il lavaggio, nella sabbia di frantumazione destinata al calcestruzzo. Su questo principio poggia il metodo di rilevamento rapido messo a punto da Chenhui Jiang, Zefeng Chen e Xuehong Gan, pubblicato su Construction Materials, vol. 5, pag. 71 (DOI 10.3390/constrmater5040071). Attorno al metodo, una campagna sperimentale a più livelli, dalla pasta di cemento fino alla miscela, costruita per misurare gli effetti del residuo sull’operaabilità del fresco e sulla resistenza a compressione dell’indurito.

    Perché i flocculanti residui pesano sul calcestruzzo pronto

    L’impiego della sabbia di frantumazione è in crescita, e con esso l’attenzione per ciò che il lavaggio ad acqua lascia nell’inerte. Quando la miscela è confezionata con sabbia di frantumazione di uso corrente, i flocculanti residui nella sabbia lavata, in sigla WWMS (water-washed manufactured sand), rappresentano uno dei fattori d’incertezza su proprietà e prestazioni del calcestruzzo pronto.

    Il punto non è il residuo in sé, ma la sua azione a valle: il flocculante che resta nella sabbia interagisce con la pasta di cemento e, attraverso la matrice legante, con la reologia dell’impasto fresco. Da qui l’impostazione del lavoro, che si muove su due binari paralleli: quantificare il contenuto residuo e misurarne gli effetti sul piano reologico e su quello meccanico.

    Viscosità Stormer e taratura preventiva

    Il metodo di rilevamento si regge su una relazione precalibrata tra la viscosità Stormer della pasta di cemento e la concentrazione di flocculante. In pratica, la misura reologica sulla pasta funge da indice del contenuto presente nell’inerte: costruita preventivamente la taratura, la determinazione del residuo diventa rapida. Il procedimento è definito sotto certe premesse, e la principale è proprio la precalibrazione.

    La relazione quantitativa tra viscosità e contenuto di flocculante risulta buona. La formula matematica, però, non è universale: dipende da tre variabili.

    • tipo di flocculante;
    • peso molecolare;
    • intervallo di contenuto esaminato.

    Ne discende una conseguenza operativa netta: la taratura va costruita per il sistema specifico in esame, con il suo peso molecolare e il suo ambito di concentrazione, e resta vincolata a quel campo di validità.

    Pasta, malta e calcestruzzo: la scala delle prove

    La verifica sperimentale è stata impostata come campagna multidimensionale e multifattoriale, condotta in sequenza su pasta di cemento, malta e calcestruzzo. Ogni gradino aggiunge una variabile al sistema: la pasta isola l’interazione tra flocculante e legante, la malta porta in gioco la frazione aggregata, il calcestruzzo riporta il fenomeno alla scala di interesse produttivo.

    L’obiettivo della campagna è duplice: esplorare gli effetti del contenuto di flocculante sulle proprietà reologiche, espresse in termini di operaabilità, e su quelle meccaniche, sintetizzate nella resistenza a compressione. Il collegamento tra i due piani è la variabile di partenza, il contenuto residuo, che attraversa tutti i livelli di prova.

    Operaabilità e resistenza: il quadro dei risultati

    Il quadro che emerge è lineare. Il contenuto di flocculanti residui nella WWMS agisce sull’operaabilità del calcestruzzo fresco e, in una certa misura, anche sulla resistenza del calcestruzzo indurito. La doppia incidenza dà conto del perché il residuo entri tra i fattori d’incertezza del confezionamento con sabbia di frantumazione di uso corrente: non è un dettaglio dell’inerte, ma una variabile che si propaga nella miscela.

    Per il laboratorio di produzione, il messaggio è che il parametro diventa controllabile con una prova reologica semplice sulla pasta, a condizione che la taratura sia coerente con il flocculante effettivamente in uso.

    Dove la sabbia di frantumazione lavata entra stabilmente nei dosaggi, la rapidità della determinazione non elimina la necessità della taratura preventiva, riferita al tipo di flocculante, al peso molecolare e all’intervallo di contenuto. Con quella premessa, il residuo smette di essere un’incognita del confezionamento e diventa un dato, con effetti quantificati sia sul comportamento del fresco sia, seppur in misura parziale, su quello dell’indurito.

  • Tecniche a freddo e a semicaldo per la costruzione e la manutenzione sostenibile delle pavimentazioni stradali: editoriale del numero speciale

    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.

  • Caratteristiche portanti di fondazioni composte su pali gruppali DMJ sotto carico di arginatura: uno studio analitico e numerico

    Ridurre di circa il 30% il cedimento totale di una fondazione composta sottoposta al carico di un rilevato, lavorando a parità di rapporto di sostituzione areale: è il margine che il confronto numerico registra a favore delle colonne DMJ rispetto alle colonne di miscelazione profonda convenzionali.

    All’origine del risultato è uno studio pubblicato su CivilEng, la rivista MDPI di ingegneria civile, firmato da Haining Wang, Yuhe Zhang, Yang Wang, Weizhe Feng, Jie Li, Kaixing Zhang, Yu Rong, Zhanyong Yao e Kai Yao. L’oggetto dell’indagine sono le caratteristiche portanti delle fondazioni composte su gruppo di colonne DMJ sotto carico da rilevato, analizzate mediante simulazione numerica.

    Getto ad alta pressione incorporato nelle pale di miscelazione

    La sigla DMJ sta per Deep Cement Mixing Integrated Drilling, Mixing and Jetting, una variante della stabilizzazione con colonne di miscela cementizia in cui perforazione, miscelazione e getto sono eseguiti in modo integrato. L’elemento distintivo riguarda la configurazione delle pale di miscelazione, che incorporano aperture destinate al getto ad alta pressione. La soluzione è stata sviluppata con un obiettivo preciso: incrementare la capacità portante delle colonne realizzate in profondità con miscela cementizia.

    Confronto numerico tra configurazioni di colonne

    La caratterizzazione del comportamento si sviluppa interamente in ambiente numerico. Le simulazioni riproducono la fondazione composta sotto il carico di un rilevato e mettono a confronto diverse configurazioni di colonne, compresa quella di riferimento con colonne di miscelazione profonda convenzionali. Su questa base comparativa vengono valutate le grandezze che governano la risposta del sistema: cedimento totale della fondazione, profondità di trasferimento del carico ed evoluzione delle sovrapressioni interstiziali.

    Cedimenti: il 30% in meno a parità di rapporto di sostituzione

    È sulla variabile cedimento che la differenza tra le due tecnologie appare più netta. A parità di rapporto di sostituzione areale, l’impiego di colonne DMJ riduce il cedimento totale della fondazione di circa il 30% rispetto alle colonne di miscelazione profonda convenzionali. Il rapporto di sostituzione areale è infatti uno dei parametri dimensionanti di un miglioramento del terreno: tenendolo fisso, il confronto isola l’apporto della tecnologia di realizzazione.

    L’analisi comparativa tra geometrie aggiunge un ulteriore livello di lettura. Diametri maggiori e interassi più contenuti risultano particolarmente efficaci nel contenere il cedimento. Diametro, interasse e rapporto di sostituzione definiscono insieme la configurazione del gruppo di colonne, e le simulazioni consentono di apprezzarne il peso sulla risposta.

    Trasferimento del carico fino a 15 metri

    Il secondo aspetto indagato riguarda la profondità alla quale il carico del rilevato viene trasmesso al terreno migliorato. Le colonne DMJ trasferiscono i carichi fino a 15 m di profondità, mentre nei sistemi convenzionali la profondità di trasferimento rilevata è di 10 m. Il carico raggiunge così orizzonti più profondi rispetto a quanto avviene con la soluzione tradizionale.

    Sovrapressioni interstiziali e stabilità

    Chiude il quadro l’analisi delle pressioni interstiziali in eccesso. Sotto il carico del rilevato, le colonne DMJ favoriscono una dissipazione più efficace delle sovrapressioni, un comportamento che contribuisce al mantenimento della stabilità della fondazione durante la fase di caricamento.

    I risultati, ottenuti interamente in ambiente numerico, offrono un termine di paragone quantitativo tra due tecnologie di colonne in miscela cementizia valutate sotto il medesimo schema di carico. Il riferimento è l’articolo Study on Bearing Characteristics of DMJ Group Pile Composite Foundation Under Embankment Loading, pubblicato su CivilEng e consultabile al doi: 10.3390/civileng6030035.

  • Framework di simulazione audiovisiva immersiva basato su video a 360° e audio spaziale per la valutazione della percezione dell’ambiente costruito

    La rivista Buildings ha pubblicato nel volume 16, a pagina 3913, un lavoro intitolato An Immersive Audiovisual Simulation Framework Based on 360° Video and Spatial Audio for Built Environment Perception Evaluation. Lo studio presenta un framework di simulazione audiovisiva immersiva basato sull’impiego combinato di video a 360° e audio spaziale, con finalità di valutazione della percezione degli ambienti costruiti.

    Il tema ricade nell’ingegneria digitale applicata alle costruzioni per il riferimento a strumenti di simulazione orientati alla valutazione dell’esperienza degli spazi, un ambito che concerne la digitalizzazione delle attività di analisi e verifica relative all’ambiente costruito.

    L’impostazione del framework

    Il framework indicato nella pubblicazione integra due componenti: contenuti video a 360° e audio spaziale. L’insieme dei due canali definisce una simulazione audiovisiva immersiva, cioè una rappresentazione dell’ambiente che coinvolge simultaneamente la dimensione visiva e quella uditiva. L’obiettivo dichiarato è la valutazione della percezione dell’ambiente costruito, considerata quindi nella sua articolazione multisensoriale e non solo sul piano visivo.

    Le componenti tecnologiche coinvolte

    • Video a 360°: contenuti video a copertura panoramica dell’ambiente, utilizzati come componente visiva della simulazione.
    • Audio spaziale: riproduzione sonora a carattere spaziale, impiegata come componente uditiva della simulazione.
    • Simulazione audiovisiva immersiva: rappresentazione che combina i due canali, visivo e acustico, in un unico ambiente di fruizione immersiva.

    Percezione e ambiente costruito

    Il destinatario dell’analisi è la percezione degli ambienti costruiti. L’impostazione audiovisiva collega questa valutazione all’esperienza complessiva dello spazio, affiancando alla componente visiva quella acustica attraverso l’uso congiunto di video a 360° e audio spaziale. La pubblicazione colloca quindi la valutazione percettiva in un contesto di simulazione immersiva, anziché affidarla a rappresentazioni parziali dell’ambiente.

    La pubblicazione

    Il lavoro è compreso nel volume 16 della rivista Buildings, a pagina 3913. Il testo integrale contiene la descrizione del framework e i contenuti tecnici dello studio.

  • Prova costruttiva e analisi numerica del metodo di inserimento di barre di rinforzo pretensionate prima dell’indurimento della malta per versanti naturali

    42 kN: è la forza di trazione che la barra conservava trenta giorni dopo l’installazione, completata in mezza giornata di lavoro. I due dati condensano l’esito della prova in opera condotta per verificare un metodo di rinforzo dei versanti in cui la pretensione viene impressa sulla barra prima che il gettone di malta abbia fatto presa.

    Lo studio, firmato da Kakuta Fujiwara e pubblicato su Geotechnics (Vol. 5, doi: 10.3390/geotechnics5040083), articola la verifica su due binari: una prova di cantiere e un’analisi agli elementi finiti. Entrambi i percorsi perseguono lo stesso obiettivo, accertare se il mantenimento della tensione durante l’iniezione produca un gettone stabilmente compresso, cioè più capace di sopportare gli sforzi di trazione che il movimento del pendio induce nel rinforzo.

    Dove fessura il rinforzo: la malta indurita sotto trazione

    Frane innescate da piogge, terremoti o alterazione meteorica di lungo periodo costituiscono lo scenario di riferimento della tecnica. L’inserimento di barre di rinforzo è tra i provvedimenti più diffusi al mondo per contrastare queste instabilità: barre d’acciaio vengono calate in fori perforati in precedenza, legate al terreno dal gettone di malta e completate in testa da una piastra di contrasto che si oppone alla deformazione.

    Il punto fragile sta nel materiale di legame. Quando il versante si muove, nella barra si sviluppano forze di trazione che coinvolgono anche la malta indurita: il gettone può fessurare e, con l’apertura delle fessurazioni, le prestazioni dell’intero rinforzo calano.

    Pretensione prima della presa: la sequenza costruttiva proposta

    La risposta interviene sull’ordine delle operazioni. Nel metodo denominato Early-stage Prestressed Reinforcing Bar Insertion Method il carico di trazione viene applicato alla barra prima dell’indurimento della malta; il gettone viene quindi iniettato mantenendo la tensione invariata.

    A presa avvenuta la barra conserva la pretensione e il gettone resta in compressione. È questa la riserva su cui conta il sistema: la componente tensile indotta dal movimento del versante deve prima esaurire lo stato compressivo residuo prima di poter sollecitare la malta a trazione, da qui l’attesa di una resistenza più elevata al carico di trazione.

    Prova in cantiere: mezza giornata di installazione e 42 kN a trenta giorni

    La prima verifica si è svolta con la costruzione di prova di un rinforzo su versante naturale. La costruttibilità è stata confermata: mezza giornata è il tempo necessario per completare l’installazione. A distanza di trenta giorni la barra manteneva una forza di trazione di 42 kN, valore che attesta la permanenza della pretensione oltre la fase di presa e, con essa, le condizioni perché il gettone conservi lo stato compressivo su cui il metodo è fondato.

    Il modello agli elementi finiti e la compressione nel gettone

    Il secondo fronte della verifica è numerico. Il modello agli elementi finiti riproduce le forze assiali misurate sulla barra e restituisce un gettone che, una volta indurito, lavora in compressione, con una tensione media di compressione pari a 3680 kN/m². L’accordo tra forze assiali calcolate e misurate sostiene l’affidabilità del modello, mentre il valore medio quantifica lo stato precompresso impresso nel legante.

    Grandezza Valore
    Tempo di installazione in prova mezza giornata
    Forza di trazione residua nella barra a 30 giorni 42 kN
    Tensione media di compressione nel gettone indurito 3680 kN/m²

    I due percorsi di verifica, sperimentale e numerico, convergono sulla stessa indicazione: la pretensione applicata prima della presa può migliorare la resistenza a trazione della malta. Le prospettive restano aperte, con l’estensione potenziale del metodo a sistemi di ancoraggio analoghi.