Articoli modificati AI

  • Valutazione delle Prestazioni Sismiche di Edifici in Cemento Armato a Telaio Bassi secondo le Linee Guida Pronte all’Uso (RUD-NBC 205:2024) in Nepal

    A 0.40 g di picco di accelerazione al suolo, lo spostamento di interpiano massimo resta sotto l’1%: 0.56% per gli edifici di tre piani e 0.86% per quelli di quattro. Nella quasi totalità dei casi, inoltre, le cerniere plastiche sviluppatesi in travi e pilastri non superano il livello di danno Immediate Occupancy. Sono i numeri che emergono dalla campagna di analisi condotta da Jhabindra Poudel, Prashidha Khatiwada e Subash Adhikari su costruzioni in cemento armato a bassa altezza progettate secondo la Ready-to-Use Detailing nepalese NBC 205:2024. Lo studio è pubblicato su CivilEng (Vol. 6, pagine 50, doi: 10.3390/civileng6030050).

    La guida RUD NBC 205:2024: dettagli pronti all’uso dove manca l’ingegnere

    La Ready-to-Use Detailing (RUD), codificata nella NBC 205:2024, fornisce dettagli costruttivi standardizzati per edifici in cemento armato a bassa altezza privi di tamponamenti in muratura. Il target dichiarato sono le zone dove i servizi di ingegneria professionale risultano di difficile accesso e dove le regole prescrittive vengono applicate direttamente attraverso pratiche di tipo owner-builder, senza il filtro del calcolo.

    Proprio questa modalità di diffusione motiva la ricerca: sottoporre a verifica critica il comportamento strutturale di edifici concepiti con un dettaglio basato su regole empiriche, per accertare se le prescrizioni semplificate resistano alle sollecitazioni attese.

    Un parco edilizio messo alla prova da tre grandi sismi

    Il contesto non è teorico. I terremoti restano tra gli eventi naturali più distruttivi nelle regioni sismicamente attive, e il Nepal ne è un esempio concreto: il sisma del 1934 tra Nepal e Bihar, con magnitudo momento Mw 8.2, l’evento di Gorkha del 2015 (Mw 7.8) e quello di Jajarkot del 2023 (ML 6.4) hanno esposto ripetutamente la vulnerabilità dell’ambiente costruito, con perdite severe di vite umane e di beni.

    L’impianto numerico: pushover non lineari su modelli agli elementi finiti

    La valutazione si fonda su analisi statiche non lineari eseguite con modellazione agli elementi finiti su configurazioni tipiche di tre e quattro piani, situate su suoli di categoria C e D e sollecitate da picchi di accelerazione al suolo di 0.25 g, 0.30 g, 0.35 g e 0.40 g. Lo spettro di risposta della NBC 105:2020 definisce i punti di prestazione.

    L’osservazione copre quattro piani di lettura, rispondenza globale, curve di capacità, drift di interpiano e sequenza di formazione delle cerniere, con l’obiettivo di stimare la resilienza strutturale.

    Parametro Impostazione
    Tipologie analizzate Edifici di tre e quattro piani
    Categoria di suolo C e D
    PGA indagati 0.25 g, 0.30 g, 0.35 g, 0.40 g
    Spettro di riferimento NBC 105:2020
    Metodo Analisi statica non lineare (pushover) su modelli FEM

    I risultati: drift sotto l’1% e cerniere al livello IO

    Nell’analisi statica lineare lo spostamento massimo di interpiano raggiunge lo 0.56% per l’edificio di tre piani e lo 0.86% per quello di quattro, entrambi in corrispondenza del picco di accelerazione di 0.40 g, il più severo della serie indagata. Valori contenuti persino nello scenario sismico più gravoso.

    Le analisi statiche non lineari confermano il quadro: le cerniere che si formano in travi e pilastri si fermano praticamente tutte al livello Immediate Occupancy (IO), il gradino più contenuto della scala dei danni, associato a un danno strutturale limitato.

    La condizione decisiva: qualità dei materiali e standard esecutivi

    Le linee guida RUD risultano in grado di fornire prestazioni sismiche adeguate per gli edifici in cemento armato a bassa altezza, a una condizione precisa: che la qualità dei materiali raccomandata e gli standard costruttivi prescritti siano effettivamente rispettati in cantiere. L’affidabilità delle prescrizioni semplificate resta così legata all’osservanza delle stesse, un aspetto che nei contesti owner-builder assume un peso determinante.

    Per tecnici e professionisti che operano dove il servizio ingegneristico non arriva, lo studio offre una base quantitativa per adottare la via prescrittiva con maggiore consapevolezza.

  • Fattori Critici che Influenzano l’Innovazione Verde nei Grandi Progetti di Infrastrutture dei Trasporti

    L’innovazione ingegneristica tradizionale privilegia i guadagni economici e tende a trascurare la sostenibilità. È da questo squilibrio che prende le mosse uno studio firmato da Shuhan Wang, Long Li, Xianfei Yin, Ziwei Yi, Shu Shi e Meiqi Wan, pubblicato su CivilEng (Vol. 6, pagina 52, DOI 10.3390/civileng6030052), dedicato ai fattori critici che condizionano l’innovazione verde (green innovation, GI) nelle grandi infrastrutture di trasporto, in sigla MTI (major transportation infrastructure projects).

    Le MTI rientrano a pieno titolo nella categoria dei megaprogetti e concentrano complessità tecnica, organizzativa e gestionale. Per questo richiedono processi di innovazione tecnologica in grado di far avanzare insieme obiettivi economici, sociali ed ecologici, mentre l’approccio convenzionale si ferma ai ritorni economici. Implementare la GI in queste opere diventa quindi una necessità, ed è proprio questo il territorio indagato dalla ricerca: esaminare i fattori chiave e le correlazioni che influenzano l’MTI-GI, rafforzare la comprensione teorica del fenomeno e orientarne l’applicazione efficace.

    Framework TOE: mappare i fattori su tre dimensioni

    La prima fase del lavoro poggia su due canali complementari, l’analisi della letteratura e le interviste, attraverso cui vengono individuati i fattori capaci di influenzare l’innovazione verde negli MTI. La sistematizzazione segue il framework TOE (technology, organization, environment), che ripartisce i determinanti in tre dimensioni: tecnologica, organizzativa e ambientale. Una struttura di questo tipo permette di leggere il fenomeno su livelli distinti, dalle tecnologie e dai processi impiegati alle caratteristiche delle organizzazioni coinvolte, fino al contesto territoriale in cui l’opera si inserisce.

    Il modello fuzzy DEMATEL contro la soggettività dei punteggi

    Nelle analisi fondate sul giudizio esperto la soggettività delle valutazioni rischia di deformare la classifica dei fattori. Per contenerla, la ricerca adotta un approccio basato sui numeri fuzzy intuitivi (intuitive fuzzy numbers), applicato ai punteggi assegnati dagli esperti. L’integrazione con il metodo DEMATEL, che studia le relazioni tra i fattori di un sistema, dà origine a un modello fuzzy DEMATEL in grado di quantificare l’importanza dei singoli determinanti e di individuare i driver critici. Su questi ultimi si concentra poi l’analisi che conduce alla formulazione delle strategie di promozione della GI.

    Le leve prioritarie individuate dall’analisi

    I risultati mostrano che i fattori che influenzano l’MTI-GI attraversano tutte e tre le dimensioni del framework TOE. Le priorità emerse si articolano su tre piani:

    • leva tecnologica: prioritizzare l’innovazione tecnologica verde e i meccanismi di feedback;
    • assetto organizzativo: ottimizzare le strutture organizzative;
    • contesto: allineare le scelte alle caratteristiche ambientali regionali.

    Il successo dell’MTI-GI non si riduce a un intervento isolato: richiede un’azione coordinata tra sviluppo tecnologico, organizzazione e inquadramento del contesto regionale. Su questa base, i risultati supportano l’estensione dell’innovazione verde negli MTI e offrono strategie mirate per la gestione di sistemi complessi.

    Per chi opera su grandi opere di trasporto, il contributo più immediatamente utilizzabile sta nel percorso metodologico: dall’identificazione dei fattori con il framework TOE alla loro pesatura tramite il modello fuzzy DEMATEL, fino alla costruzione di strategie calibrate sui driver critici. Una griglia replicabile per decidere dove convogliare risorse e attenzioni quando l’innovazione deve servire obiettivi economici, sociali ed ecologici insieme.

  • Prestazioni e regolazione della qualità superficiale di malte architettoniche a finitura speculare contenenti ceneri volanti modificate provenienti dall’incenerimento dei rifiuti solidi urbani

    La cenere volatile generata dall’incenerimento dei rifiuti solidi urbani, dopo un trattamento di modifica, entra nella formulazione di una malta architettonica destinata a superfici a effetto speculare. Su questo tema si concentra uno studio pubblicato sulla rivista Buildings, volume 16, articolo 3894, che muove su due piani strettamente collegati: le prestazioni del materiale e la regolazione della qualità della superficie finita.

    Trattamento della cenere volatile prima dell’impiego in miscela

    Il residuo di partenza è la cenere volatile proveniente dall’incenerimento dei rifiuti solidi urbani, sigla MSWI nella denominazione internazionale. Il materiale non viene incorporato nella malta nella forma in cui esce dagli impianti: lo studio considera una cenere volatile modificata, secondo la formulazione modified municipal solid waste incineration fly ash. La modifica preventiva del residuo precede quindi l’incorporazione e caratterizza il composto analizzato.

    L’inserimento di un residuo di incenerimento in un prodotto destinato a superfici visibili obbliga a valutare insieme il comportamento del composto e l’esito della finitura, perché entrambi concorrono alla definizione del materiale. Questo doppio versante costituisce l’asse portante della ricerca.

    Malta architettonica a finitura speculare

    Il prodotto oggetto del lavoro è una malta con destinazione architettonica e superficie a effetto speculare. In questa categoria di impiego la finitura non è un requisito accessorio: l’aspetto e la regolarità della superficie entrano nella definizione stessa del materiale. Per questo la qualità superficiale viene trattata come oggetto di studio autonomo, al pari delle proprietà del composto, e la sua regolazione compare tra gli obiettivi espliciti della ricerca.

    Prestazioni e qualità superficiale valutate congiuntamente

    La ricerca persegue un doppio obiettivo: da un lato la prestazione della malta, dall’altro la regolazione della qualità della superficie finita. I due aspetti vengono considerati in maniera congiunta, in coerenza con la natura del prodotto, per il quale l’esito della finitura pesa quanto il comportamento del materiale stesso.

    Per chi opera nella scelta e nella specificazione di malte per applicazioni architettoniche, il punto di interesse sta proprio in questo accostamento: l’introduzione di una cenere modificata da incinerimento viene letta insieme all’effetto che produce sulla superficie, senza separare la prestazione del composto dal risultato estetico della finitura.

    Lo studio si colloca nel tema dell’impiego di residui di incinerimento nei materiali da costruzione, con l’attenzione rivolta a un’applicazione esigente sul piano superficiale come la finitura speculare. La coppia di obiettivi, prestazione del materiale e controllo della qualità della superficie, delinea l’ambito entro cui il lavoro si sviluppa e resta il riferimento per interpretarne i risultati.

  • Prestazioni meccaniche, di durabilità e ambientali del calcestruzzo ad altissime prestazioni (UHPC) modificato con polvere di calcare

    Sostituire un quinto del cemento Portland con polvere di calcare (LP) in un calcestruzzo a prestazioni ultra elevate (UHPC) lascia la resistenza a compressione nella fascia tipica di questi materiali, tra circa 142 e 152 MPa tra i 28 e i 56 giorni, e riduce al tempo stesso del 18,8% la CO2 incorporata nella miscela plain, con un taglio del 15,5% per la variante fibrorinforzata. Questo bilancio, in cui durabilità e costi reggono il confronto con i riferimenti senza calcare, proviene dal lavoro di Yashovardhan Sharma, Meghana Yeluri e Srinivas Allena, pubblicato su Construction Materials.

    Il confronto attraversa due regimi di maturazione: cura in ambiente umido (MC) e cura in bagno caldo a 90 °C (WB). A essere vagliati sono lavoroabilità, comportamento a compressione e flessione, ritiro, resistenza ai cicli di gelo-disgelo, trasporto di cloruri, costo dei materiali e carbonio incorporato.

    Due miscele e due cure attorno a una sola variabile

    Lo schema sperimentale è costruito a coppie. Per ciascuna delle due condizioni di partenza, UHPC plain e fibrorinforzato (FR-UHPC), la miscela di riferimento senza calcare affianca la variante in cui il 20% del cemento lascia il posto alla polvere di calcare. Ogni coppia viene poi seguita nei due regimi di cura. Il pacchetto di verifiche copre lo stato fresco, le resistenze meccaniche, il ritiro essiccamento, il comportamento dopo 300 cicli rapidi di gelo-disgelo e il trasporto di cloruri, stimato con la resistività superficiale e con il test RCPT. Chiudono il quadro il costo dei materiali e la CO2 incorporata.

    Stato fresco: più flow, soprattutto con le fibre

    Sul compato fresco l’effetto della sostituzione è immediatamente misurabile. Il flow aumenta del 14,3% nell’UHPC plain e arriva al 33% nella miscela fibrorinforzata, un margine che pesa in fase di posa, dove la presenza delle fibre rende più impegnativa la lavorazione del conglomerato.

    Durabilità: gelo-disgelo, cloruri e ritiro non cedono

    Dopo 300 cicli rapidi di gelo-disgelo tutte le miscele conservano un modulo dinamico relativo compreso tra il 100% e il 103%. Le perdite di modulo di rottura (MOR) restano contenute e risultano sempre inferiori a quelle dei riferimenti: nell’UHPC con calcare si fermano all’1,1% contro il 4,7% della miscela senza LP, mentre nell’FR-UHPC lo scarto è del 3,7% contro l’8,1%.

    Anche la resistenza al trasporto di cloruri migliora. A 56 giorni, in cura umida, la resistività superficiale sale da 558 a 707 kΩ·cm nell’UHPC plain e da 252 a 444 kΩ·cm nell’FR-UHPC. I valori RCPT delle miscele con calcare, pari a 139 C in MC e 408 C in WB, si collocano tra il 14% e il 23% al di sotto di quelli dei rispettivi controlli. Il ritiro essiccamento si riduce a sua volta, di circa il 23% nella miscela plain e del 28% in quella con fibre.

    Compressione e flessione: dove si concentrano le penalità

    Le resistenze restano nel range UHPC per tutta la finestra tra 28 e 56 giorni, con valori intorno a 142 e 152 MPa per le miscele con LP; lo scarto rispetto ai controlli si muove tra il 2% e il 5% in funzione di età e cura. A 56 giorni in bagno caldo i riferimenti fermano 154 MPa per la miscela plain e 161 MPa per quella fibrorinforzata, mentre con il calcare si scende a 145,2 e 152,0 MPa.

    Più sensibile il comportamento flessionale, specie nella miscela con fibre. A 28 giorni il MOR passa da 15,5 a 12,7 MPa con cura umida e da 14,3 a 10,3 MPa con cura in bagno caldo; la tenacità, in MC, cala da 74,4 a 51,1 J.

    Grandezza Miscela e condizione Riferimento 0% LP Con 20% di LP
    Compressione, 56 giorni, WB UHPC plain 154 MPa 145,2 MPa
    Compressione, 56 giorni, WB FR-UHPC 161 MPa 152,0 MPa
    MOR, 28 giorni, MC FR-UHPC 15,5 MPa 12,7 MPa
    MOR, 28 giorni, WB FR-UHPC 14,3 MPa 10,3 MPa
    Tenacità, 28 giorni, MC FR-UHPC 74,4 J 51,1 J

    CO2 incorporata e costo di miscela

    Il versante ambientale è quello che trae il maggior beneficio dalla sostituzione: la CO2 incorporata cala del 18,8% nell’UHPC plain e del 15,5% nell’FR-UHPC. L’effetto economico è più tenue, con un risparmio sui materiali di circa il 4,5% per la miscela plain e del 2,0% per quella fibrorinforzata.

    Restano i punti di attenzione. Le riduzioni di resistenza a compressione e flessione e di tenacità, più marcate sotto cura in bagno caldo, vanno tradotte in limiti applicativi e coefficienti di progettazione calibrati sulla destinazione d’uso della singola struttura. Per chi opera su miscele ad altissime prestazioni con vincoli di carbonio resta comunque il fatto di fondo: un quinto del cemento può lasciare il posto al calcare, purché la verifica meccanica segua la miscela reale e il suo effettivo ciclo di cura.

  • Valutazione del potenziale di gonfiamento delle formazioni Brebi, Mera e Moigrad del Bacino Transilvanico mediante l’integrazione di metodi geotecnici e mineralogici diretti e indiretti

    Un intervallo di free swell compreso tra il 20 e il 190%: questa è l’ampiezza di comportamento registrata sui campioni argillosi della formazione Moigrad, nel Bacino Transilvano. Il dato appartiene a uno studio dedicato al potenziale di gonfiaggio di tre formazioni paleogeniche della Romania, Brebi, Mera e Moigrad, condotto da Ioan Gheorghe Crișan, Octavian Bujor, Nicolae Har, Călin Gabriel Tămaș ed Eduárd András e pubblicato sulla rivista Geotechnics (vol. 6, DOI: 10.3390/geotechnics6010016).

    L’impianto metodologico: prova diretta, abachi e diffrazione

    La valutazione poggia su due strategie affiancate. La misura diretta arriva dalle prove di free swell, eseguite secondo la norma STAS 1913/12-88. Quella indiretta nasce dai diagrammi costruiti sugli indici fisici, articolati in tre schemi di classificazione della suscettibilità al gonfiaggio: il metodo di Seed et al., che correla l’indice di attività con la frazione argillosa; l’abaco di Van der Merwe, fondato sull’indice di plasticità e sul contenuto di argilla; la carta di Dakshanamurthy e Raman, che lega il limite liquido all’indice di plasticità.

    Il quadro indiretto si arricchisce di ulteriori livelli di lettura: le tendenze mineralogiche desumibili dalla carta di plasticità di Casagrande, i campi di riferimento per i minerali argillosi proposti da Holtz e Kovacs e il concetto di attività di Skempton, con l’indice di attività definito come rapporto tra indice di plasticità e percentuale di frazione granulometrica inferiore a 2 µm. A completare l’analisi, la diffrazione di raggi X semiquantitativa (XRD), sviluppata con il metodo RIR su un sottoinsieme rappresentativo dei campioni.

    Il database geotecnico complessivo comprende 88 prove sulla formazione Brebi, 46 sulla Mera e 263 sulla Moigrad, con un numero di determinazioni variabile da prova a prova.

    Free swell: tre formazioni, tre profili di comportamento

    I valori misurati disegnano scenari ben distinti. Sulla Brebi il free swell oscilla tra il 50 e il 135%: comportamenti che vanno da bassi ad attivi, senza mai toccare la classe molto attiva, con la maggior parte delle determinazioni collocata nel campo di attività media. La Mera presenta il profilo più delicato: predominano i comportamenti attivi e l’intervallo, dal 30 al 170%, attraversa l’intera gamma delle classi di attività. La Moigrad copre invece tutto lo spettro, dal 20 al 190%, con una distribuzione dominata dalle fasce da media ad attiva.

    Formazione Campioni Free swell Comportamento prevalente Segno mineralogico
    Brebi 88 da 50 a 135% attività media, mai molto attiva calcite circa 53,5% in peso, espandibili circa 3,1%
    Mera 46 da 30 a 170% attivo, sull’intera gamma delle classi ortoclasio circa 55,3%, fasi espandibili variabili
    Moigrad 263 da 20 a 190% prevalenza da media ad attiva minerali argillosi circa 38,8%

    Quando gli abachi forniscono risposte diverse

    Un esito che tocca da vicino l’uso quotidiano dei metodi indiretti è la divergenza sistematica emersa tra gli schemi di classificazione. Gli abachi più sensibili alla componente argillosa, Seed e Van der Merwe, tendono ad assegnare una suscettibilità al gonfiaggio più elevata rispetto all’approccio di Dakshanamurthy e Raman, fondato su limite liquido e indice di plasticità. Il divario si allarga nei suoli condizionati dalla presenza di carbonati, dove le due famiglie di metodi restituiscono stime più distanti tra loro.

    Cosa rivela la mineralogia

    I risultati XRD corroborano questi pattern e ne chiariscono l’origine. La Brebi risulta ricca di calcite, con un contenuto medio di circa il 53,5% in peso di CaCO3, mentre i minerali espandibili compaiono solo in quantità marginali, mediamente attorno al 3,1% in peso. La Mera mostra un carattere feldspatico marcato, con ortoclasio in media al 55,3% in peso e fasi espandibili di entità variabile. La Moigrad si distingue per il più alto contenuto di minerali argillosi, con una media di circa il 38,8% in peso, un dato coerente con l’ampiezza dei valori di free swell misurati sulla stessa formazione.

    I tre controlli del comportamento espansivo

    Il comportamento espansivo, in sintesi, non dipende da un singolo parametro: lo governano, agendo congiuntamente, la reattività della frazione argillosa, la continuità volumetrica della fase argillosa e i vincoli microstrutturali di origine carbonatica.

    Per chi opera in caratterizzazione su formazioni argillose con presenza diffusa di carbonati, l’indicazione che scende dal confronto è netta: dove gli schemi di classificazione divergono in modo sistematico, la prima stima della suscettibilità non dovrebbe fondarsi su un solo abaco, ma trovare riscontro negli indizi mineralogici e nella prova diretta di free swell.

  • Armatura in FRP di vetro (GFRP) per il trasferimento del taglio nelle costruzioni composite in calcestruzzo: indagini sperimentali e analitiche

    Quaranta provini push-off di grandi dimensioni, realizzati accoppiando due blocchi di calcestruzzo a forma di L gettati in momenti diversi, hanno costituito la base sperimentale per quantificare il trasferimento di taglio attraverso un giunto freddo armato con barre in polimero rinforzato con fibre di vetro (GFRP). La superficie di contatto tra i due getti è stata lasciata senza trattamento alcuno. La domanda a cui il lavoro risponde è diretta: queste barre possono sostituire l’acciaio anche nel ruolo di armatura per il trasferimento di taglio tra getto prefabbricato e getto in opera?

    Azione composta e corrosione: il punto critico dell’interfaccia

    Nella costruzione accelerata dei ponti le travi prefabbricate in calcestruzzo vengono collegate a una soletta gettata in opera mediante armature disposte trasversalmente al piano d’interfaccia. È questo collegamento a rendere possibile lo sviluppo dell’azione composta tra i due elementi. Quando il rinforzo trasversale è in acciaio, però, la durabilità resta esposta: l’impiego estensivo di sali antigelo e le condizioni ambientali severe generano fenomeni di corrosione severa.

    Il GFRP si è già dimostrato un’alternativa efficace all’acciaio come armatura a flessione e a taglio. Il passo successivo affrontato dalla ricerca riguarda una funzione diversa, quella di armatura di trasferimento del taglio tra calcestruzzo prefabbricato e calcestruzzo in opera, con l’obiettivo di accertarne le prestazioni in questa specifica configurazione.

    Il programma sperimentale: giunto freddo non trattato e rinforzo in GFRP

    Ogni provino è composto da due blocchi di calcestruzzo a L, gettati in tempi differenti: il piano di contatto configura così un giunto freddo nelle condizioni di getto (as-cast), senza alcun trattamento della superficie. Il rinforzo in GFRP attraversa l’interfaccia e vi opera come armatura di attrito al taglio. La scala delle prove, di grandi dimensioni, si riferisce alla configurazione del giunto privo di preparazione superficiale.

    Le variabili prese in esame sono quattro:

    • forma del rinforzo, con il confronto tra staffe (stirrups) e barre con testa (headed bars);
    • percentuale di armatura disposta attraverso l’interfaccia;
    • rigidità assiale del rinforzo;
    • resistenza a compressione del calcestruzzo.

    Per ogni prova sono stati registrati lo slittamento relativo tra i due blocchi, la deformazione del rinforzo, la resistenza ultima e le modalità di rottura. Slittamento e deformazione, letti congiuntamente, tracciano l’attivazione del rinforzo e la risposta del giunto fino al collasso.

    Prestazioni competitive rispetto all’acciaio e modello di calcolo

    Il quadro complessivo che emerge dalle prove è quello di un rinforzo in GFRP capace di trasferire taglio in modo efficace, con prestazioni che reggono il confronto con l’armatura in acciaio. Dall’elaborazione dei risultati discende inoltre un modello di attrito di taglio (shear friction model), formulato per la previsione della capacità di taglio dei giunti freddi in condizioni di getto armati con rinforzo in GFRP.

    Per il progettista la formulazione costituisce un riferimento di calcolo allineato alle condizioni sperimentali del programma: rinforzo in GFRP, giunto freddo, superficie d’interfaccia non trattata. Disporre di dati su provini a scala reale e di una relazione dedicata consente di affrontare la verifica del taglio all’interfaccia con parametri specifici per il materiale e per la configurazione del giunto.

    Lo studio è firmato da Amr El Ragaby, Jehad Alkatan, Faouzi Ghrib e Mofrhe Alruwaili ed è pubblicato su Construction Materials, Vol. 6, pagine 5, all’indirizzo doi: 10.3390/constrmater6010005. Nelle realtà in cui i trattamenti invernali con sali antigelo fanno parte della manutenzione ordinaria dei ponti, l’insieme delle prove e la disponibilità di un modello dedicato al giunto freddo armato con GFRP offrono un punto di partenza numerico per la valutazione dell’interfaccia tra trave prefabbricata e soletta in opera.

  • Valutazione basata sui dati delle cause e della mitigazione dei rifiuti da costruzione e demolizione mediante Machine Learning

    Un gruppo di ricerca indiano ha pubblicato su Construction Materials (MDPI) uno studio che combina un’indagine basata su questionari con modelli di machine learning per individuare le cause principali degli scarti da costruzione e demolizione (C&D waste) e definire strategie di riduzione mirate. Il lavoro, firmato da Choudhury Gyanaranjan Samal, Dipti Ranjan Biswal, Sujit Kumar Pradhan e Ajit Kumar Pasayat (DOI: 10.3390/constrmater5040088), si colloca nel contesto indiano, dove l’urbanizzazione accelerata e pratiche costruttive ad alto consumo di materiale rendono la gestione dei rifiuti da costruzione e demolizione una criticità persistente.

    Campione e impostazione dello studio

    La base dati comprende 116 professionisti di tutti i livelli gerarchici (junior, middle e senior management), con età comprese tra i 20 e oltre i 60 anni, attivi in edilizia, consulenza, project management, opere stradali, ponti e strutture industriali. La maggioranza dei rispondenti (57%) dichiara 6-20 anni di esperienza, un dato che secondo gli autori garantisce la rappresentanza sia dei ruoli operativi sia di quelli decisionali.

    Su questi dati è stato applicato il metodo dell’Indice di Importanza Relativa (RII), una tecnica statistica di classificazione utilizzata per ordinare cause di scarto e tecniche di minimizzazione in base alla percezione del settore. Per rafforzare l’analisi, i ricercatori hanno testato tre modelli di machine learning: Random Forest, Gradient Boosting e Linear Regression. Random Forest ha fornito la migliore performance, con un R2 di 0,62, offrendo indicazioni sull’importanza relativa delle diverse strategie di mitigazione.

    Risultati: il fattore umano e il controllo qualità

    Le evidenze delimitano con precisione quali leve pesano di più, materiale per materiale:

    • per calcestruzzo, malta, mattoni, acciaio e piastrelle, le variabili più critiche nella riduzione degli scarti risultano le competenze della manodopera e il controllo qualità;
    • per il terreno da scavo, la leva determinante è una pianificazione adeguata delle attività;
    • per il legno, pesa la qualità dell’approvvigionamento.

    Sulla base di questa gerarchia, le strategie di minimizzazione raccomandate sono quattro: formazione del personale, controlli qualità rigorosi, pianificazione migliorata e prefabbricazione.

    Il valore del framework per la gestione dei cantieri

    Il contributo del lavoro sta nell’integrazione tra analisi percettiva e tecniche data-driven: l’accostamento delle classifiche ottenute con il RII ai modelli di machine learning restituisce un framework complessivo per la minimizzazione del C&D waste, che gli autori indicano come supporto alla riduzione dei costi e alla sostenibilità nei progetti di costruzione. Per il professionista, l’output operativo è una priorità ordinata degli interventi: quali cause contrastare per prime e con quali strumenti, in funzione del materiale coinvolto.

    Limiti dichiarati

    Gli stessi autori delimitano il perimetro di validità dei risultati:

    • i dati provengono da questionari auto-compilati, con possibili effetti di soggettività e bias regionale;
    • i risultati potrebbero non generalizzare oltre il contesto costruttivo indiano, a causa della dimensione del campione e dello sbilanciamento settoriale;
    • l’assenza di dati di cantiere in tempo reale e l’accesso limitato a sistemi integrati di gestione dei rifiuti riducono l’accuratezza predittiva dei modelli di machine learning.

    Nonostante queste condizioni, la combinazione tra percezione del settore e analisi quantitativa viene indicata dagli autori come un approccio utile a supporto della gestione sostenibile delle costruzioni, in particolare dove mancano sistemi strutturati di raccolta dati sugli scarti.

  • Studio numerico del carico da esplosione su pile tipici in cemento armato prefabbricato a segmenti in caso di esplosioni in campo prossimo

    Sotto l’8% resta l’errore relativo tra risultati numerici e misure sperimentali nel modello accoppiato fluido-struttura sviluppato per riprodurre l’azione di esplosioni in campo prossimo su un pilo in cemento armato prefabbricato a segmenti. È il traguardo di validazione raggiunto dallo studio di Lu Liu, Zhouhong Zong, Yulin Shan, Yao Yao, Chenglin Li e Yihao Cheng, pubblicato su CivilEng (Vol. 6, pag. 53, doi: 10.3390/civileng6040053), che si chiude con coefficienti di carico e una formula di calcolo indicati per la progettazione resistente all’esplosione di questa tipologia strutturale.

    Il vuoto normativo sul carico esplosivo per i ponti

    Un’esplosione, derivi da ordigni bellici o da un attentato terroristico, può indurre danni fino al collasso globale di un ponte. Le specifiche di progetto attuali per i ponti non propongono però linee guida chiare sulla progettazione resistente all’esplosione, né indicazioni sulle misure di protezione da adottare sotto carico esplosivo.

    La lacuna normativa si intreccia con un tema costruttivo. Con l’avanzare della costruzione intelligente, i pili prefabbricati a segmenti per i ponti sono diventati una tendenza principale nello sviluppo del settore, mentre la loro prestazione sotto esplosione non è ancora pienamente compresa. Su questo doppio fronte, normativo e conoscitivo, si colloca il lavoro.

    Dalla prova di esplosione in aria al modello accoppiato fluido-struttura

    L’obiettivo è un metodo di calcolo di ingegneria per il carico esplosivo che agisce su un pilo tipico in cemento armato prefabbricato a segmenti sottoposto a esplosione in campo prossimo (near-field). Il percorso parte dalla sperimentazione: viene condotta una prova di esplosione in aria sul pilo, quindi viene costruito un modello numerico ad accoppiamento fluido-struttura della stessa struttura, strumento attraverso cui viene discussa l’interazione tra l’onda di shock e il pilo stesso.

    Una volta consolidata l’affidabilità del modello, la simulazione numerica dell’esplosione in campo prossimo consente di analizzare la distribuzione del carico esplosivo agente sull’elemento.

    Sovrappressione riflessa sul pilo e sovrappressione incidente in campo libero

    La verifica si concentra su due grandezze: la sovrappressione riflessa che agisce sul pilo e la sovrappressione incidente nel campo libero. Entrambe risultano affidabili nella rappresentazione numerica. I risultati della simulazione sono sostanzialmente coerenti con quelli sperimentali, con l’errore relativo contenuto sotto l’8%. È questo esito a qualificare il modello accoppiato fluido-struttura come ragionevole e affidabile.

    Riflessione e circolazione dell’onda di shock attorno al pilo

    L’onda di shock non interessa soltanto la faccia esposta: attorno al pilo sviluppa effetti di riflessione e di circolazione che condizionano la distribuzione del carico. Da questa lettura discendono le semplificazioni più utili per il progettista. Nelle esplosioni in campo prossimo, i carichi esplosivi sul lato posteriore e sui fianchi del pilo possono essere trascurati nella progettazione resistente all’esplosione. Il carico frontale, invece, può essere semplificato e reso equivalente.

    Coefficienti di carico e formula per il picco di sovrappressione equivalente

    La parte finale del lavoro traduce i risultati in strumenti operativi. Viene proposto un set di coefficienti di carico per la progettazione resistente all’esplosione, pari a 1; 0,2; 0,03; 0,02 e 0,01, insieme a una formula di calcolo del valore massimo del picco di sovrappressione equivalente. L’ambito di validità dichiarato per la formula coincide con le distanze scalate comprese tra (0{,}175\,\text{m/kg}^{1/3}) e (0{,}378\,\text{m/kg}^{1/3}).

    Costruiti su una tipologia di pilo precisa e calibrati sul confronto con la prova, coefficienti e formula sono proposti come riferimento per la progettazione resistente all’esplosione di pili prefabbricati a segmenti in cemento armato.

    Il quadro di fondo resta quello di un settore in cui le specifiche di progetto per i ponti non offrono indicazioni codificate sul carico esplosivo: disporre di un set di coefficienti e di una correlazione sulla distanza scalata, supportati da prove e simulazioni con scarti contenuti, fornisce al calcolista un punto di partenza quantitativo delimitato all’intervallo indagato.

  • Termografia a infrarossi per la valutazione dei ponti termici e delle prestazioni termiche in situ di edifici residenziali abitati prefabbricati e in cemento armato

    Ogni nodo strutturale che interrompe la continuità dell’isolamento crea un percorso preferenziale per il flusso termico, con effetti che le verifiche di calcolo condotte a tavolino faticano a restituire quando l’edificio è in esercizio. Quantificare questi effetti in opera, su fabbricati realmente abitati, è l’oggetto di uno studio pubblicato sulla rivista Buildings (volume 16, articolo 3896), fondato sull’impiego della termografia a infrarossi per la valutazione dei ponti termici e della prestazione termica in situ in palazzi prefabbricati e in cemento armato abitati.

    Il tema si colloca in un punto delicato della diagnosi energetica: la distanza tra valori nominali, derivanti dal calcolo, e comportamento misurabile in opera. Nel parco residenziale costruito con strutture in cemento armato e tecnologie prefabbricate, la stessa sezione che assolve la funzione strutturale può interrompere la continuità termica, e i punti di dispersione concentrata tendono a sfuggire alle verifiche condotte componente per componente.

    Termografia a infrarossi per leggere l’involucro in esercizio

    La tecnica restituisce il campo di temperature superficiali dell’involucro e rende riconoscibili le anomalie che corrispondono ai ponti termici: giunzioni tra elementi, interruzioni dell’isolamento, passaggi tra materiali diversi. Trattandosi di una tecnica di rilievo non invasiva, la procedura può essere condotta su edifici in uso, senza alterare le condizioni che si intendono osservare. Nello studio questa capacità di mappatura viene applicata a edifici residenziali reali, abitati e in pieno funzionamento.

    Nodi strutturali e dispersioni nella tipologia prefabbricata e in cemento armato

    Nelle costruzioni prefabbricate, i collegamenti tra pannelli e tra elementi ripetuti costituiscono punti tipici di discontinuità termica. Nelle strutture in cemento armato, la continuità di solai ed elementi verticali che attraversa l’involucro genera percorsi di dispersione addizionali rispetto alle perdite per trasmissione delle partizioni opache. La scelta di esaminare palazzi residenziali di questa tipologia mentre restano abitati orienta la diagnosi verso condizioni representative del servizio effettivo.

    Che cosa cambia quando l’edificio è abitato

    Un fabbricato in uso non offre le condizioni controllate di una prova in laboratorio: le temperature interne variano con gli ambienti e con gli orari, la disposizione degli arredi e il comportamento degli occupanti incidono sul quadro termico superficiale. Indagare la prestazione termica in queste condizioni significa lavorare con dati meno regolari, ma ancorati al funzionamento quotidiano, che è la condizione su cui si fondano le scelte sugli edifici esistenti.

    Dall’anomalia localizzata alla prestazione misurata in situ

    L’impostazione del lavoro combina due livelli di lettura. Il primo riguarda la localizzazione dei ponti termici, con l’obiettivo di individuare dove l’involucro perde continuità e come si distribuiscono le dispersioni concentrate. Il secondo sposta l’attenzione sulla prestazione termica complessiva in situ, cioè sul comportamento che l’edificio esprime realmente, nell’assetto costruttivo e nelle condizioni d’uso osservate.

    Collegare i due livelli è ciò che rende la diagnosi utilizzabile a monte delle scelte progettuali: la mappa termica orienta l’individuazione delle criticità, mentre la valutazione in situ restituisce il loro peso sul comportamento complessivo. Un impostazione di questo tipo aiuta a evitare che l’analisi si fermi ai componenti opachi, tralasciando la dispersione concentrata nei nodi strutturali.

    Rilevanza per la diagnosi dell’edilizia residenziale esistente

    Per i tecnici che operano sul parco edilizio consolidato, l’interesse della ricerca sta nella combinazione di tre elementi: una tecnica di rilievo non invasiva, una tipologia costruttiva molto diffusa e condizioni di misura coerenti con l’uso reale degli edifici. In questo quadro la termografia non resta un esercizio diagnostico isolato, ma alimenta la fase di studio in opera che precede ogni decisione sull’involucro.

    • individuazione dei ponti termici in opera, senza interventi invasivi sull’involucro;
    • lettura della prestazione termica in condizioni di esercizio, più prossima al funzionamento quotidiano rispetto ai soli valori calcolati;
    • attenzione dedicata a palazzi prefabbricati e in cemento armato, dove la dispersione si concentra nei collegamenti tra elementi strutturali.

    La valutazione termica di un edificio abitato non può fermarsi ai valori nominali di progetto. L’applicazione della termografia a infrarossi su palazzi prefabbricati e in cemento armato in uso, documentata nello studio su Buildings, offre un riferimento operativo per condurre la diagnosi energetica nell’edilizia residenziale esistente, nelle condizioni reali in cui gli edifici lavorano.

  • Termografia a infrarossi per la valutazione dei ponti termici e delle prestazioni termiche in situ in edifici residenziali abitati in cemento armato prefabbricato

    Nei palazzi con struttura in cemento armato e negli edifici assemblati con pannelli prefabbricati, i ponti termici si concentrano dove la continuità dell’involucro si interrompe. La loro diagnosi in opera può affidarsi alla termografia a infrarossi, che osserva le superfici senza smontare stratigrafie e senza interrompere l’uso degli alloggi. Su questo ambito interviene uno studio pubblicato sulla rivista Buildings (volume 16, articolo 3896), dedicato alla valutazione termografica dei ponti termici e delle prestazioni termiche in situ in edifici residenziali prefabbricati e in cemento armato rilevati mentre sono abitati.

    Dove si annidano i ponti termici in queste tipologie

    Nelle strutture in cemento armato gettato in opera, cordoli, travi di bordo e pilastri perimetrali attraversano di regola lo strato coibente e offrono al flusso termico percorsi preferenziali. Negli edifici a pannelli prefabbricati la criticità ricorre nelle giunzioni tra pannelli e nei nodi di contatto con solai e tramezzature. Le conseguenze sono note a chiunque abbia esaminato una mappa termografica di un alloggio riscaldato: temperature superficiali interne abbassate in corrispondenza delle discontinuità, dispersioni localizzate e maggiore esposizione a condensa superficiale.

    Edifici abitati, rilievo in condizioni di esercizio

    L’aspetto distintivo dell’impostazione sta nell’ambito scelto: edifici occupati. Il rilievo si svolge così in condizioni di esercizio reale, con regimi di riscaldamento, arredi e consuetudini di aerazione che riflettono la vita quotidiana anziché scenari idealizzati. Per il tecnico abituato a confrontare prestazioni misurate e prestazioni calcolate, questo sposta il baricentro della diagnosi sul comportamento effettivo dell’involucro. C’è però una contropartita da gestire: l’occupazione introduce variabilità, perché ogni alloggio viene utilizzato in modo diverso e la lettura dei risultati deve tenerne conto.

    Dalle anomalie superficiali alle prestazioni in situ

    La termografia a infrarossi rileva la radiazione emessa dalle superfici e restituisce la distribuzione delle temperature superficiali, nella quale i ponti termici si evidenziano come anomalie rispetto al campo circostante. Nell’uso qualitativo lo strumento localizza difetti e discontinuità. La valutazione impostata dalla ricerca va oltre la localizzazione, perché comprende anche le prestazioni termiche in situ dell’edificio: l’osservazione si estende dal difetto puntuale al comportamento termico complessivo in esercizio.

    Ricadute operative per la diagnosi sull’esistente

    Per chi lavora su questo patrimonio edilizio, una mappatura termografica acquisita a edificio abitato offre una base concreta per impostare la riqualificazione: dove coibentare, dove intervenire sui ponti termici, dove approfondire con verifiche mirate prima di impostare il progetto. Il carattere non invasivo del rilievo, inoltre, rende la procedura compatibile con gli alloggi in uso, un requisito che nelle diagnosi energetiche residenziali conta quanto la qualità dei dati stessi.

    Misurare l’edificio mentre è abitato avvicina la diagnosi all’edificio reale, quello sul quale le scelte di intervento dovranno poi fondarsi.