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

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

    Una rete neurale come surrogato per l’affidabilità dei pendii

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

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

    Il caso di Mansourieh e il confronto con i metodi classici

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

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

    Cosa significa per chi fa analisi geotecniche

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

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

  • Vescicazione dei rivestimenti in resina reattiva sul calcestruzzo: nuove conoscenze sulle cause del difetto

    La formazione di vesciche tra calcestruzzo e rivestimenti in resina reattiva è un fenomeno noto da tempo, ma la sua previsione resta incerta quando si verificano dopo la completa reticolazione del film. Il problema è stato oggetto di uno studio condotto da Franziska Vogt e Andrea Osburg, pubblicato su Construction Materials (Vol. 6, Pages 30, doi: 10.3390/constrmater6030030), che affronta il degrado dell’interfaccia tra supporto cementizio e sistemi epossidici alla luce del trasporto di umidità e della composizione dei materiali.

    Il sistema supporto-rivestimento come unità insediamentale

    Il punto di partenza della ricerca è un’ipotesi precisa: calcestruzzo e resina reattiva sovrastante non si comportano come materiali separati, bensì come un sistema composito che, in presenza di determinate condizioni al contorno legate alla composizione, all’umidità e al trasporto di massa, può sviluppare danno localizzato. Le vesciche più critiche sono quelle che compaiono a reticolazione avvenuta, quando il rivestimento ha già assunto le sue proprietà finali e il danno diventa esteso e difficile da rimediare.

    L’indagine si concentra quindi sull’interfaccia tra sostrato cementizio e primer epossidico, dove la pressione e il flusso di acqua generano il rigonfiamento del rivestimento.

    Programma sperimentale: substrati differenziati e sistemi EP

    La base sperimentale è un ampio programma di prove sistematiche. I mortari di supporto sono stati scelti in modo da variare tre parametri: il tipo di cemento, il rapporto acqua/cemento e la natura dell’inerte. Questa articolazione del supporto permette di isolare il contributo di ciascuna variabile alla suscettibilità del sistema.

    Sul lato del rivestimento, il confronto è avvenuto tra due primer epossidici differenti, completati da uno strato superiore EP trasparente. I provini compositi sono stati sottoposti a prove di lunga durata, conservandoli in diverse condizioni di stoccaggio rilevanti per la pratica, sia prima sia dopo l’applicazione del rivestimento. La verifica è stata condotta sulla potenziale comparsa di vesciche in funzione di tali esposizioni.

    Risultati principali

    Dai risultati emergono tre indicazioni operative rilevanti per chi applica rivestimenti epossidici su calcestruzzo:

    • Contenuto di umidità del sostrato. Un tenore di umidità più elevato del calcestruzzo riduce la formazione di vesciche nel sistema EP, un esito che contraddice l’intuizione di chi assocerebbe automaticamente il problema a supporti umidi.
    • Benzilico nelle resine. I sistemi epossidici contenenti alcol benzilico non mostrano automaticamente tendenza alla vescicazione, smentendo un’associazione generalizzata tra questo componente e il difetto.
    • Condensa nel substrato. La condensa all’interno del supporto fornisce acqua in quantità sufficiente a innescare la vescicazione. Inoltre, la reazione alcali-aggregato (ASR) può contribuire alla formazione delle vesciche, introducendo un fattore di degrado interno al calcestruzzo che interagisce con il rivestimento.

    Rilevanza per la pratica applicativa

    Le implicazioni riguardano direttamente la fase di definizione del sistema di protezione. La scelta del tipo di cemento e del rapporto acqua/cemento del supporto, insieme alla verifica dello stato igrometrico del sostrato e al riconoscimento di una possibile ASR, costituiscono elementi di valutazione che il programma sperimentale dimostra determinanti. Anche la composizione del primer, in particolare la presenza di alcol benzilico, non è di per sé un indicatore affidabile del rischio.

    Per i consulenti tecnici e i progettisti incaricati di verificare causali di danno su rivestimenti applicati a calcestruzzo, il quadro offerto dallo studio di Vogt e Osburg fornisce un riferimento basato su prove sistematiche a lungo termine: la diagnosi della vescicazione richiede l’analisi dell’intero sistema, con attenzione al trasporto di umidità e alla microstruttura del supporto, prima di imputare il difetto al solo prodotto applicato.

  • Calcolo della carbonio incorporato negli oggetti BIM: metodi e applicazioni nella modellazione informativa

    NBS, piattaforma per specifiche tecniche e informazioni di prodotto parte del gruppo Hubexo, ha pubblicato in collaborazione con Circular Ecology, società specializzata in sostenibilità ambientale, la NBS Guide: Embodied Carbon Calculations. Si tratta di una guida operativa destinata ai professionisti del settore delle costruzioni che lavorano con il BIM: l’obiettivo è fornire un metodo concreto per applicare i valori di carbonio incorporato (embodied carbon) agli oggetti BIM, così da supportare scelte progettuali più consapevoli in termini di impatto ambientale.

    Il problema affrontato: la frammentazione dei dati

    Il punto di partenza del documento è la frammentazione dei dati relativi al carbonio incorporato. NBS la qualifica come una criticità che impedisce ai progettisti di compiere scelte in grado di ridurre in modo significativo l’impronta di carbonio di un progetto. La guida si rivolge quindi alla fase di progettazione, cercando di rendere disponibili le informazioni sul carbonio nel contesto operativo in cui si prendono le decisioni di progetto.

    Carbonio upfront a livello di oggetto BIM

    La guida propone un quadro pratico per incorporare i dati di carbonio upfront, riferiti ai moduli A1-A5 secondo la norma BS EN 15804, direttamente a livello di oggetto BIM. L’approccio è definito geometry-led: la geometria dell’oggetto costituisce il punto di partenza per l’applicazione dei dati di carbonio.

    Un altro elemento distintivo è l’intento di tradurre e semplificare principi normativi già esistenti, riportandoli nella pratica concreta di implementazione delle informazioni sugli oggetti BIM, senza sostituirli con metodologie alternative.

    Le quattro tipologie di oggetti trattate

    Il documento distingue quattro categorie di oggetti BIM, per ciascuna delle quali viene illustrata la metodologia di calcolo applicabile:

    • Layered Items, elementi stratificati come gli isolanti o la muratura laterizia;
    • Layered Assemblies, assembly stratificati come le pareti a cavità (cavity walls);
    • Items, elementi singoli come lavabi o radiatori;
    • Composite Assemblies, assembly compositi come il calcestruzzo armato.

    La distinzione non è nominale: ogni categoria presenta caratteristiche geometriche e informative diverse che incidono sul modo in cui quantità e dati di carbonio vengono associate all’oggetto.

    La metodologia di calcolo

    Per ogni tipologia di oggetto, la guida descrive il metodo di calcolo del carbonio incorporato basato sul prodotto tra quantità e fattori di emissione, e segnala i parametri rilevanti per il risultato, tra cui le densità dei materiali. L’obiettivo dichiarato è rendere operative le informazioni di carbonio all’interno degli oggetti BIM, così che il progettista possa valutare le conseguenze delle proprie decisioni direttamente durante la progettazione.

    Le dichiarazioni di NBS

    Dr Lee Jones, head of sustainability di Hubexo e tra gli autori della guida, ha dichiarato: “Ogni decisione di progettazione presa senza dati sul carbonio incorporato è un’occasione mancata per ridurre l’impatto ambientale del nostro settore. Questa guida fornisce ai progettisti gli strumenti per compiere scelte consapevoli in termini di carbonio dal primo giorno.”

    Sulla portata del lavoro, Jones ha aggiunto: “Abbiamo tradotto standard complessi in una metodologia pratica che funziona all’interno dei workflow BIM esistenti. Il risultato sono dati di carbonio trasparenti e coerenti, che consentono confronti e supportano la transizione del settore delle costruzioni verso il net zero.”

    Sono affermazioni attribuite alla società e ai suoi autori, che descrivono l’obiettivo del documento più che risultati verificati in maniera indipendente.

    Perché rileva per i professionisti BIM

    La guida si colloca nel punto di incontro tra gestione delle informazioni BIM e valutazione dell’impatto ambientale. Per chi cura specifiche e librerie di oggetti, il documento fornisce un riferimento su come strutturare le informazioni di carbonio a livello di oggetto e su come calcolarle per le quattro tipologie individuate. Per i progettisti, l’aspetto più rilevante è la possibilità di disporre di dati coerenti e comparabili sugli oggetti durante le fasi di progetto, anziché operare valutazioni slegate dal modello informativo.

    Il documento è disponibile sul sito di NBS.

  • Analisi numerica di telai controventati eccentrici duttili progettati secondo le normative antisismiche

    Le rotazioni anelastiche dei link restano al di sotto del limite di progetto di 0,08 rad negli eccentrically braced frames (EBF) progettati secondo codice, con una sola eccezione: i due piani più alti delle strutture di quattordici piani. A definire questo quadro è la ricerca di Mona Rais Esmaili e Anjan K. Bhowmick, pubblicata su CivilEng, volume 7, pagine 14 (doi: 10.3390/civileng7010014), prima valutazione complessiva dei metodi N2 e modal pushover analysis (MPA) applicati ai controventi eccentrici, condotta nell’ambito della domanda sismica canadese con il confronto puntato su rotazioni di link, domande di taglio e distribuzione dei drift.

    Perché valutare il pushover sugli EBF

    Le procedure di analisi sismica nonlineare restituiscono stime accurate della risposta strutturale, però l’onere computazionale le rende poco praticabili nella progettazione ordinaria. I metodi statici nonlineari, N2 e MPA in particolare, sono l’opzione con cui la pratica cerca di ricavare informazioni sulla risposta anelastica senza sostenere i tempi di calcolo delle analisi dinamiche. Sugli EBF mancava finora una verifica organica di tali procedure, e la lacuna è ciò che la ricerca si propone di colmare: quantificare pregi e limiti dei due metodi nella stima delle rotazioni del link, delle domande di taglio e della distribuzione dei drift interpiano.

    Il campione di analisi: chevron EBF da quattro a quattordici piani

    La campagna numerica riguarda tre strutture a configurazione chevron, di quattro, otto e quattordici piani, progettate secondo codice come EBF duttili. La domanda sismica è stata applicata tramite accelerogrammi reali e artificiali, entrambi compatibili con lo spettro di risposta di Vancouver, in Canada. La fascia di altezza coperta, dal basso edificio al caso di quattordici piani, permette di leggere le prestazioni dei metodi di stima al variare della snellezza della struttura.

    Link: rotazioni contenute, tagli oltre le attese

    Il dato più delicato riguarda le forze: i tagli anelastici massimi nel link superano spesso le raccomandazioni di progetto. Le rotazioni seguono invece un andamento più ordinato, con massimi anelastici sotto il limite di 0,08 rad in tutti gli EBF analizzati, esclusi i due piani sommitali dell’edificio di quattordici piani.

    Cosa sanno stimare N2 e MPA

    Sugli spostamenti massimi in cima alla struttura entrambi i metodi si comportano in maniera ragionevole, però questa congruenza vale per gli edifici EBF bassi. Il quadro si differenzia sui drift interpiano: la procedura MPA offre previsioni migliori dei massimi su tutta l’altezza per le strutture di media e maggiore altezza, mentre il metodo N2 non riesce a stimarli in modo adeguato.

    Grandezza e tipologia edilizia Metodo N2 Procedura MPA
    Spostamento massimo d’ultimo piano, edifici EBF bassi Stima ragionevole Stima ragionevole
    Drift interpiano massimo, EBF di media e maggiore altezza Previsione inadeguata Previsioni migliori su tutti i piani

    La formula di codice sottostima il periodo fondamentale

    La relazione vigente per la stima del periodo fondamentale degli EBF conduce a periodi più brevi di quelli che emergono dalle analisi. Sulla base di questo scostamento, gli autori propongono una formula migliorata per la stima dei periodi dei controventi eccentrici.

    Per chi opera su EBF duttili il quadro che ne discende è selettivo: sugli spostamenti d’ultimo piano dei bassi edifici N2 e MPA reggono, sui drift interpiano delle strutture di maggiore altezza conviene fare affidamento su MPA, mentre la stima del periodo fondamentale può contare su una formula proposta in coerenza con i risultati delle analisi.

  • Determinazione continua della cinetica di idratazione nelle prime età dei cementi a base di calcare e argilla calcinata: influenza di un’addizione innescante a base di C-S-H

    Quantificare in continuo l’andamento delle reazioni di idratazione di un cemento con calcare e argilla calcinata, e misurare quanto un additivo a seed di C-S-H ne modifichi l’evoluzione nelle prime ore: è questo l’ambito di uno studio pubblicato sulla rivista Buildings, volume 16, articolo 3860.

    Continuous Determination of the Early-Age Hydration Kinetics of Limestone Calcined Clay Cements: The Influence of a C-S-H Seeding Admixture. Buildings, Vol. 16, Pages 3860.

    Il tema riguarda una finestra temporale decisiva per il materiale, quella compresa tra la miscelazione e lo sviluppo delle prime resistenze, in cui presa, evoluzione termica e impostazione delle prestazioni si definiscono insieme.

    Argilla calcinata e calcare: perché la cinetica iniziale va caratterizzata

    Nella famiglia dei cementi noti come LC3, limestone calcined clay cements, il clinker è affiancato da argilla calcinata e calcare. La composizione risulta più articolata rispetto a quella di un cemento Portland tradizionale e l’interazione tra le diverse frazioni condiziona l’andamento delle reazioni nelle prime ore. Quando si introducono fasi aggiuntive di questo tipo, la caratterizzazione della cinetica di idratazione diventa un passaggio concreto del lavoro di formulazione, poiché i tempi di presa e la crescita iniziale delle resistenze possono discostarsi da quelli tipici dei leganti ordinari.

    Da qui l’interesse per strumenti di misura capaci di seguire l’intera evoluzione del processo, senza limitarsi a rilievi isolati su singoli istanti.

    Seed di C-S-H: accelerazione tramite nuclei di idrato di silicato di calcio

    Il secondo oggetto della ricerca è un additivo di tipo seeding a base di C-S-H, silicato di calcio idrato. Il principio è consolidato nella chimica dei leganti: fornire nuclei già formati significa mettere a disposizione superfici aggiuntive su cui i prodotti di idratazione possono crescere, con ricadute sull’avvio e sul ritmo delle reazioni.

    L’applicazione di questo approccio a un sistema complesso come un LC3 solleva però quesiti specifici, perché la presenza di argilla calcinata e calcare modifica l’equilibrio tra le fasi che reagiscono. Proprio in questo quadro si colloca la valutazione dell’influenza del seeding sulla cinetica del sistema.

    Determinazione continua: il valore di una lettura senza interruzioni

    L’altro elemento distintivo del lavoro è la determinazione continua della cinetica. L’approccio prevede il monitoraggio dell’evoluzione della reazione lungo l’intero arco iniziale, con la possibilità di individuare con precisione i passaggi caratteristici, dal periodo iniziale all’ingresso nella fase di accelerazione.

    Per un laboratorio che formula o verifica cementi combinati la differenza è sostanziale. La curva completa consente confronti diretti tra miscele e tra dosaggi diversi di additivo, riferiti all’asse del tempo, e riduce la dipendenza da prove puntuali che fotografano soltanto momenti singoli del processo. Sul fronte degli additivi, la stessa impostazione permette di rapportare l’apporto del seeding alla cinetica misurata, anziché a effetti stimati a posteriori.

    Per chi opera su leganti a ridotto contenuto di clinker e sugli acceleranti a base di C-S-H, il riferimento bibliografico resta Buildings, volume 16, articolo 3860: un contributo che si inserisce nel filone della caratterizzazione dei cementi combinati, con il focus sulla finestra temporale iniziale di vita del materiale.

  • BC-GECO2: Metodo di segmentazione e conteggio degli aggregati grossi e fini per calcestruzzo idraulico mediante fusione densa delle caratteristiche di profondità ed enfatizzazione dei bordi

    Un metodo di segmentazione e conteggio di aggregati grossi e fini, denominato BC-GECO2, è stato proposto per ridurre gli errori di determinazione della granulometria nel calcestruzzo idraulico. Il lavoro, firmato da Jiandong Wu, Baijing Wu, Jianwei Deng, Long Ma, Shuhong Liu e Shufan Zhang, è stato pubblicato sulla rivista Infrastructures (Vol. 11, pagine 297, doi: 10.3390/infrastructures11090297). Il tema interessa direttamente l’automazione digitale delle attività di caratterizzazione degli inerti: il conteggio degli aggregati per classe dimensionale, particolarmente critico quando gli elementi sono sovrapposti o ammassati, viene affrontato con un modello di visione artificiale addestrato su dati raccolti in cantiere.

    La criticità di partenza è ricorrente nell’analisi automatica delle immagini di inerti: con aggregati sovrapposti o raggruppati in ammassi, di tipo misto e con distribuzioni spaziali diversificate, la segmentazione genera errori di over-segmentazione, quando un singolo aggregato viene suddiviso in più elementi, oppure di under-segmentazione, quando più aggregati vengono accorpati in uno solo. Entrambe le condizioni falsano il conteggio per classe granulometrica e, di conseguenza, la stima della gradazione. BC-GECO2 affronta il problema su tre fronti: estrazione delle caratteristiche multi-scala, gestione dei contorni negli ammassi densi e ottimizzazione orientata al conteggio.

    Architettura del metodo

    BAHiera: estrazione multi-scala con attenzione ai bordi

    La rete di estrazione delle caratteristiche BAHiera ricava caratteristiche profonde multi-scala tramite un meccanismo di attenzione sensibile ai bordi (edge-aware attention), che orienta il processo di estrazione verso le informazioni di contorno degli aggregati.

    DFG-Edge: potenziamento dei confini negli ammassi densi

    Il modulo DFG-Edge è dedicato alle caratteristiche di confine degli aggregati a distribuzione densa e le potenzia integrando la trasformata wavelet con un meccanismo di fusione gated. L’effetto atteso è la mitigazione della perdita delle caratteristiche dei piccoli aggregati durante il downsampling.

    CSFM-GFFCA: fusione adattiva tra scale

    Il modulo CSFM-GFFCA si basa su una struttura a doppio ramo con tre funzioni: fondere in modo adattivo le caratteristiche di scale adiacenti, rafforzare le risposte di bordo dei piccoli aggregati densamente distribuiti e migliorare l’interazione tra caratteristiche di livelli diversi della rete.

    Ottimizzazione congiunta di Focal loss e counting loss

    La funzione di ottimizzazione combina la Focal loss con una counting loss dedicata al conteggio. L’orientamento è verso i pixel più difficili da classificare, in particolare quelli situati sui bordi degli aggregati, con l’obiettivo di migliorare l’integrità della segmentazione e l’accuratezza del conteggio.

    Risultati sperimentali

    Le verifiche sono state condotte su un dataset di aggregati raccolto in cantieri reali. Nel confronto con il modello base GECO2, il metodo proposto migliora i valori medi degli indicatori di segmentazione e riduce gli errori medi del conteggio secondo la tabella seguente.

    Indicatore Variazione media rispetto a GECO2
    IoU di segmentazione +2,92%
    Dice +5,04%
    BIoU +2,83%
    MAE del conteggio -6,92
    RMSE del conteggio -15,65

    L’IoU (Intersection over Union) e l’indice di Dice quantificano la corrispondenza tra la segmentazione prodotta dal modello e il riferimento; MAE (errore assoluto medio) e RMSE (radice dell’errore quadratico medio) esprimono lo scostamento del conteggio rispetto ai valori attesi.

    Gli autori riportano inoltre una robustezza e una capacità di generalizzazione superiori rispetto al modello base in scenari con diverse densità di ammassamento degli aggregati e con bordi sfocati.

    Ambito e rilevanza operativa

    Il metodo è presentato come supporto tecnico per lo sviluppo intelligente del rilevamento rapido della granulometria del calcestruzzo. Le prestazioni documentate si riferiscono alla segmentazione e al conteggio su immagini di aggregati raccolti nei cantieri considerati, con confronto numerico stabilito rispetto a GECO2; su eventuali integrazioni con altri strumenti o workflow digitali di cantiere non vengono forniti elementi.

    In sintesi, BC-GECO2 concentra gli interventi di progetto sui punti che generano gli errori di conteggio, ovvero sovrapposizione e ammassamento degli inerti e definizione dei bordi, e quantifica i miglioramenti rispetto al modello di partenza su dati reali di cantiere.

  • Trimble acquisisce uno specialista di IA per la gestione del rischio nelle costruzioni

    Trimble ha firmato un accordo per l’acquisizione di Document Crunch, fornitore di un software di analisi documentale basato su intelligenza artificiale e di gestione del rischio specifico per il settore delle costruzioni. I termini finanziari dell’operazione non sono stati resi noti.

    L’operazione porterà le capacità di document intelligence e di automazione della conformità all’interno dell’ecosistema Trimble Construction One (TC1) Project Delivery, dove è prevista la loro applicazione ai flussi di lavoro esistenti nei sistemi di project management e negli ERP dedicati alle costruzioni. La piattaforma di Document Crunch è dichiarata come strumento per aiutare le imprese a “identificare e neutralizzare” rischi di progetto come contese sui pagamenti e adempimenti di notifica mancati.

    Funzioni della piattaforma

    Il sistema è progettato per individuare clausole contrattuali a rischio, contese sui pagamenti, non conformità rispetto alle specifiche e insidie nei processi di notifica, aspetti che incidono direttamente sulla redditività degli appaltatori. Il software risulta già impiegato su oltre 10.000 progetti e si rivolge a general contractor, subappaltatori, progettisti, proprietari dell’opera, compagnie assicurative e altri soggetti con interesse nella gestione del rischio in edilizia.

    Le funzionalità descritte coprono tre ambiti:

    • Rilevazione preventiva dei rischi: individuazione delle discordanze tra i termini di pagamento delle fatture e quelli contrattuali, oltre a rischi contrattuali e di perimetro di lavoro più ampi, prima che degenerino in contese;
    • Documentazione: snellimento della revisione e della generazione di documenti come analisi dei rischi, playbook di progetto e notifiche di ritardo;
    • Integrazione operativa: trasferimento degli obblighi contrattuali e dei requisiti di conformità nei sistemi di project management e negli ERP.

    Integrazione nell’ecosistema Trimble

    Mark Schwartz, senior vice president della divisione software AECO di Trimble, ha collocato l’acquisizione nel quadro della suite Trimble Construction One: Document Crunch fornirà un “contractual rule set”, un insieme di regole contrattuali destinato a fungere da “DNA intelligente” dell’intera suite TC1, con il trasferimento automatico di obblighi critici, requisiti di conformità e termini di pagamento nell’ecosistema di project delivery dell’azienda.

    Josh Levy, cofondatore e amministratore delegato di Document Crunch, ha indicato nell’ingresso in Trimble la possibilità di scalare la piattaforma, con l’obiettivo di aiutare i clienti a estrarre nuovo valore dai dati presenti lungo l’intero ciclo di vita della costruzione e di evolvere verso un componente centrale di una piattaforma edilizia complessiva.

    Contesto, disponibilità e roadmap

    Document Crunch non arriva dall’esterno dell’orbita di Trimble: fa già parte del portafoglio di Trimble Ventures, è partner del Trimble Marketplace ed è già integrato con il software di project management Trimble ProjectSight. La piattaforma di riduzione del rischio è al momento disponibile per gli appaltatori civili ed edili del mercato nordamericano, un perimetro geografico e commerciale da considerare in sede di valutazione dello strumento.

    Ulteriori integrazioni all’interno dell’ecosistema Trimble Construction sono previste nella roadmap di prodotto futura, senza che siano stati indicati tempi o priorità. Restano inoltre senza risposta le condizioni economiche dell’acquisizione, la cui conclusione è subordinata al perfezionamento dell’accordo.

  • Valutazione basata sui dati della capacità portante di fondazioni su pali in esercizio mediante rigidezza dinamica e machine learning

    Accuratezza del 96,3% e F1 score di 0,96 su un test set indipendente: sono i numeri con cui un modello gradient boosting decision tree (GBDT) ha classificato l’idoneità della capacità portante di pali di fondazione di un ponte autostradale in esercizio. Lo studio, firmato da Yuxuan Zeng, Jun Guo, Wangyu He, Yueying Chen e Meng Ma e pubblicato su Geotechnics (doi: 10.3390/geotechnics6020050), propone una via non distruttiva alla verifica, in cui la decisione di conformità non dipende più dal coefficiente empirico della formula dinamica tradizionale.

    I limiti della valutazione tradizionale: prove statiche e coefficiente empirico

    La prova statica di carico resta il riferimento per la verifica di una fondazione, ma sul patrimonio di ponti in servizio mostra con evidenza i propri limiti: costi elevati, natura distruttiva della prova, scarsa adattabilità a campagne estese su un numero elevato di pali. La formula dinamica tradizionale, dal canto suo, poggia su un coefficiente di conversione tra risposta dinamica e capacità statica di natura empirica, un passaggio che introduce nel giudizio finale un’incertezza considerevole. Chi deve programmare i controlli si trova così di fronte a un’alternativa scomoda: oneri elevati da un lato, margini di ambiguità dall’altro.

    680 pali da un’ispezione autostradale e una classificazione binaria

    Il punto di partenza è una campagna di ispezione su un ponte autostradale, dalla quale è stato costruito un dataset di 680 pali. Ogni record integra tre famiglie di informazioni:

    • la rigidezza dinamica misurata in opera;
    • i parametri geometrici del palo;
    • le informazioni sul carico di progetto.

    L’impostazione è volutamente diretta. Il modello non produce una stima numerica della capacità: risolve una classificazione binaria che mappa le variabili fisiche di ingresso sull’obiettivo decisionale d’interesse per chi verifica, ossia se la capacità portante soddisfa o meno il requisito di progetto. La domanda tecnica passa così dalla stima di un valore alla decisione di conformità.

    Regressione logistica, random forest e GBDT a confronto

    Il confronto tra algoritmi ha messo in campo la regressione logistica, il random forest e il gradient boosting decision tree (GBDT). È quest’ultimo a distinguersi, grazie alla capacità di cogliere le interazioni non lineari complesse tra palo e terreno che stanno al cuore del problema geotecnico. Sul test set indipendente il GBDT raggiunge un’accuratezza del 96,3%, un F1 score pari a 0,96 e un tasso di falsi negativi molto basso. Il dettaglio non è secondario: in uno screening rivolto alla sicurezza, un falso negativo equivale a dare per conforme un palo che invece non soddisfa il requisito, ed è proprio il contenimento di questi errori a soddisfare l’alta precisione che un filtro di sicurezza ingegneristica richiede.

    La rigidezza dinamica pesa per il 42% nella classificazione

    L’analisi di importanza delle feature attribuisce alla rigidezza dinamica misurata un contributo di circa il 42% all’esito della classificazione, che ne fa la variabile dominante nell’individuazione dei deficit di capacità. Il dato ha anche un riscontro fisico: consolida il ruolo della grandezza come indicatore chiave dello stato di salute della fondazione. Per la pratica del monitoraggio, disporre di una misura ripetibile e strettamente legata all’esito della verifica significa avere un riferimento continuo sulle condizioni della fondazione.

    Ricadute operative per la verifica di fondazioni in servizio

    Per progettisti, calcolisti e consulenti che operano su infrastrutture esistenti, l’interesse del lavoro sta nell’impianto metodologico: l’uso dei dati aggira l’incertezza associata ai coefficienti empirici tradizionali, sostituendola con una relazione diretta tra misure fisiche e decisione di conformità. L’applicazione dichiarata è il monitoraggio dello stato di salute e la valutazione rapida delle fondazioni su pali di ponti in servizio, un ambito in cui le prove statiche non sono sostenibili su larga scala e la formula dinamica classica appoggia il risultato a un coefficiente empirico.

    Dove il dato dinamico misurato viene letto da un modello addestrato su casi reali, la verifica della capacità portante può assumere la forma di uno screening ripetibile e non distruttivo, con la rigidezza dinamica a fare da grandezza guida.

  • Valutazione del Ciclo di Vita (LCA) della Costruzione Modulare in Acciaio per l’Edilizia Sociale Sostenibile nel Regno Unito

    91,3 tCO2e su un orizzonte di cinquant’anni: questo il bilancio complessivo di carbonio calcolato per un’abitazione di edilizia sociale britannica realizzata con moduli a telaio leggero in acciaio (light-gauge steel frame). Il valore proviene da un’analisi del ciclo di vita cradle-to-grave condotta su un insediamento modulare effettivamente costruito, pubblicata sulla rivista CivilEng (doi: 10.3390/civileng7010018) dal gruppo di ricerca coordinato da Deelaram Nangir e Michaela Gkantou, con Ana Bras, Georgios Nikitas, Maria Ferentinou, Mike Riley, Paul Clark e Simon Humphreys.

    Il lavoro risponde a una Pressione specifica del contesto britannico, chiamato a velocizzare la consegna di alloggi e a contenere nello stesso tempo le emissioni dell’intero ciclo di vita degli edifici: un terreno su cui le evidenze empiriche sulle prestazioni di carbonio dell’edilizia modulare in acciaio restavano scarse.

    Dati primari di progetto, One Click LCA e SAP 10.2

    L’indagine prende in esame un’abitazione sociale reale, estratta da uno sviluppo modulare già realizzato: le emissioni sono state quantificate a partire dai dati primari del progetto. Il carbonio incarnato è stato modellato in One Click LCA, mentre la componente operativa è stata stimata attraverso dataset verificati secondo SAP 10.2. I risultati sono stati poi confrontati con quelli di tipologie costruttive a basso carbonio contemporanee, per offrire ai progettisti un riferimento di benchmark immediato.

    La ripartizione del bilancio su cinquant’anni

    Sul totale di 91,3 tCO2e nell’arco di 50 anni, la voce più pesante è l’esercizio: energia e acqua coprono il 48,1% del bilancio. Le emissioni incarnate dei materiali, riferite alle fasi A1-A3 di fornitura delle materie prime e di produzione, pesano il 38,2%. Completano il quadro le restanti voci del ciclo di vita.

    La prevalenza del carbonio operativo orienta la lettura: ogni scelta che incide sui consumi in esercizio ha un peso maggiore, in termini assoluti, rispetto alla sola carbon footprint dei materiali da costruzione.

    366 kgCO2e/m²: il confronto con il legno lamellare incrociato

    Normalizzata sulla superficie e riferita alle fasi A1-A5, l’intensità di carbonio incarnato si ferma a 366 kgCO2e/m². Il valore si colloca su livelli comparabili a quelli di edifici recenti ad alte prestazioni realizzati in legno lamellare incrociato (CLT). Per chi opera nella progettazione residenziale si tratta di un dato di rilievo: un sistema modulare in acciaio opportunamente ottimizzato può conseguire risultati di basso carbonio tradizionalmente associati alla filiera bio-based.

    Analisi di sensibilità e simulazioni dinamiche

    Gli scenari alternativi quantificano il margine di intervento sulle emissioni iniziali (upfront): calcestruzzo a basso tenore di carbonio per le fondazioni, isolanti bio-based e un’ottimizzazione dell’impiego dell’acciaio consentono riduzioni dell’ordine dell’8-10%. Tre leve progettuali, quindi, già disponibili in fase di definizione delle soluzioni tecniche.

    A questi scenari si affiancano simulazioni energetiche dinamiche, impiegate per stimare in che modo le diverse scelte di progetto influenzino il carbonio operativo dell’abitazione, la voce dominante del bilancio complessivo.

    Resta il valore metodologico del lavoro: un bilancio costruito su un caso reale, con strumenti di calcolo e dataset dichiarati, che identifica strategie progettuali concrete per la successiva decarbonizzazione e fornisce a decisori pubblici, progettisti e operatori dell’housing sociale una base trasparente per valutare soluzioni residenziali modulari scalabili a basso impatto di carbonio.

  • Risposta flessionale a lungo termine di travi in calcestruzzo armato: un framework a elementi finiti 1D fisicamente fondato

    Fluage e fessurazione governano la risposta flessionale di lungo periodo delle travi in cemento armato sotto carico sostenuto; in condizioni di servizio pesano anche l’irrigidimento da trazione (tension stiffening) e la variazione della curvatura. Su questo terreno interviene lo studio di Bassel Bakleh, George Wardeh, Hala Hasan, Ali Jahami e Antonio Formisano, pubblicato su CivilEng, che accosta analisi numeriche e prove sperimentali per seguire il comportamento flessionale delle travi in cemento armato fessurate.

    Il nucleo del lavoro è un framework monodimensionale agli elementi finiti, di tipo fisicamente fondato, pensato per la risposta di lungo periodo. La portata della validazione si misura su un ampio database di travi: l’84,5% delle frecce calcolate ricade entro ±1 mm dai valori misurati, con un ( R^2 ) pari a 0,960.

    Fibre stratificate, danno e fluage: l’architettura del modello monodimensionale

    La trave viene descritta con un elemento finito monodimensionale e la sezione segue un approccio a fibre stratificate. L’impianto integra il comportamento non lineare dei materiali, la meccanica del danno e gli effetti dipendenti dal tempo, con il fluage preso in considerazione tanto in compressione quanto in trazione.

    L’equilibrio viene risolto con un procedimento iterativo di Newton-Raphson. In uscita il calcolo restituisce con accuratezza deformazioni, curvatura e l’evoluzione nel tempo delle forze interne.

    Verifica sperimentale e confronto con ABAQUS

    Prima del test statistico su larga scala, il modello affronta il confronto diretto con l’osservazione sperimentale e con le simulazioni condotte in ABAQUS. L’accordo risulta ottimo: il calcolo segue le tendenze della freccia e lo sviluppo delle fessure rilevati nelle prove e nelle analisi numeriche di riferimento.

    Il database delle 55 travi: i numeri della validazione

    La verifica viene poi estesa a un insieme di dati più ampio, costituito da 55 travi in cemento armato. Il banco di prova non si limita al materiale convenzionale: tra i campioni compaiono elementi realizzati con aggregati riciclati e con rinforzo in fibre.

    Due indicatori sintetizzano l’esito della campagna di validazione.

    Indicatore Valore
    Travi nel database di validazione 55
    Frecce previste entro ±1 mm dalle misure 84,5%
    Coefficiente di determinazione ( R^2 ) 0,960

    La quota di previsioni che resta nell’ordine del millimetro di scostamento, unita al coefficiente di determinazione, descrive una stima coerente con le misurazioni sull’intero insieme di dati.

    Analisi di sensibilità con il metodo di Sobol

    L’analisi di sensibilità, impostata con gli indici di Sobol, ordina i parametri che pesano sulla freccia di lungo periodo. In cima alla classifica si colloca il rapporto di carico; dietro arrivano la resistenza del calcestruzzo e l’umidità.

    La gerarchia che ne risulta antepone il livello del carico applicato alle caratteristiche del materiale e alle condizioni ambientali. Un ordine di priorità che indirizza l’attenzione quando occorre stimare la deformazione differita di una trave fessurata.

    Tra regole semplificate e simulazioni tridimensionali

    Il posizionamento del metodo è quello di uno strumento efficiente e robusto per la previsione delle frecce differite, capace di congiungere le regole di calcolo semplificate e le simulazioni tridimensionali complesse. Un passaggio intermedio, insomma, tra le formule di progetto e l’analisi integrale in 3D.

    Lo studio, dal titolo A Physically Based 1D Finite Element Framework for Long-Term Flexural Response of Reinforced Concrete Beams, è disponibile su CivilEng con il doi 10.3390/civileng7010015.