Focus: ANTISISMICA
Pubblicato il 30 novembre 2016

(formazione) Nanotech vs terremoti

Si chiama Elissa il progetto europeo realmente proiettato nel futuro: individuare verificare nuove soluzioni per un’edilizia energeticamente efficiente, ecocompatibile, economica, resistente a fuoco e sismi e isolata acusticamente e termicamente. Al progetto, giunto oggi a positiva conclusione, hanno partecipato aziende e Atenei di 5 diverse nazioni e l'Italia ha avuto un ruolo di leadership dando un notevole contributo in termini di competenze tecnico-scientifiche. Nello specifico gli obiettivi del progetto riguardano lo sviluppo, la sperimentazione, la valutazione la dimostrazione di sistemi per pareti leggere a secco con telaio in acciaio con proprietà di resistenza termica, di resistenza alle vibrazioni, sismica e a fuoco, grazie all'utilizzo di nanomateriali inorganici preselezionati (aerogel, VIP, MMTS, CNT) e NEMS.  
La sperimentazione di sistemi sviluppati ha portato alla produzione di nuovi elementi prefabbricati multifunzionali, con migliorate proprietà termiche, che saranno strutturalmente testati e ottimizzati come elementi portanti, in grado di sostenere dalle semplici vibrazioni terremoti di media e grave intensità. Ciò richiede anche lo sviluppo di nuovi strumenti di calcolo e di progettazione per edifici in acciaio ad alta efficienza energetica, sostenibili e sicuri, anche dal punto di vista sismico, a telaio leggero, che sfruttano i nanomateriali, che rispettino i codici di costruzione dell'Unione Europea e le normative locali. 

Abbiamo rivolto qualche domanda a Raffaele Landolfo dell'Università Federico II di Napoli. 

Modulo: I test sono stati effettuati su un modello di edificio di 2 piani. Quali le potenzialità di applicazione della tecnologia e dei materiali su edifici multipiano?  
Raffaele Landolfo: In realtà, sebbene i materiali utilizzati per assemblare l'edificio Elissa siano materiali avanzati già presenti sul mercato delle costruzioni, l’innovazione introdotta è rappresentata dal loro utilizzo sinergico. In poche parole, abbiamo adottato quella che noi chiamiamo strategia integrata, ossia un approccio che consente di realizzare la convergenza dei diversi obiettivi progettuali per arrivare ad un prodotto finale, l'edificio Elissa, capace di soddisfare appieno i requisiti del committente con riferimento all'intero ciclo di vita.  
Le possibili ricadute sul mondo delle costruzioni possono essere molteplici. Infatti, le prerogative di elevate prestazioni strutturali ed energetiche, leggerezza, ecosostenibilità, resilienza, ecc., rendono, di fatto, questa tipologia costruttiva, che si basa essenzialmente sull’assemblaggio a secco di profili CFS (Cold-Formed Steel) e diverse tipologie di pannelli di rivestimento, il prodotto ideale per diverse destinazioni d'uso.  
Mi riferisco non solo al primo segmento di mercato a cui si pensa, ossia l’housing, ma anche ad altri possibili campi di applicazione, quali per esempio il settore terziario ed alberghiero, per i quali possono essere proposte soluzioni con un discreto numero di piani. 

Modulo: E quali le potenzialità di diffusione delle zone sismiche, in termini economici?  
Raffaele Landolfo: La grande potenzialità di diffusione nelle zone sismiche è legata soprattutto all'elevato rendimento strutturale, in termini di rapporto resistenza/peso, associato a questa tipologia costruttiva. È ben noto, infatti, che maggiore è il peso (massa) della costruzione, maggiori dovranno essere le resistenze strutturali per fronteggiare le azioni sismiche.  
Pertanto, le strutture in CFS rivestite, grazie alla loro estrema leggerezza sono in grado di superare egregiamente gli effetti di un terremoto, come ha testimoniato la vasta campagna sperimentale condotta presso il Dipartimento di strutture per l'ingegneria e l'architettura (DIST) dell'Università di Napoli Federico II, che ha visto il suo apice con un test unico nel suo genere, ossia una prova sismica su tavola vibrante di un'abitazione prototipo di due piani in scala reale. 
La prova è stata condotta applicando la registrazione sismica del terremoto dell'Aquila 2009 amplificata fino ad 1,5 volte e i risultati ottenuti hanno confermato le ottime prestazioni sismiche dell'edificio, che sono andate ben oltre le aspettative. Oltre a rappresentare un fattore importante in termini di risposta sismica, la leggerezza costituisce anche la caratteristica che rende la soluzione economicamente competitiva. Infatti, la possibilità di ridurre notevolmente la forza lavoro e i tempi di realizzazione grazie all'uso di prodotti leggeri posati a secco compensa ampiamente il costo dei materiali impiegati. Anche questo aspetto è stato evidenziato nel progetto Elissa attraverso lo studio che ha confrontato la soluzione proposta con quelle più tradizionali. 

Modulo: Come si sviluppa la collaborazione con le aziende, detentrici e sviluppatrici di know how?  
Raffaele Landolfo: La collaborazione tra il mondo della ricerca e quella aziendale può rappresentare un terreno fertile per la concezione, lo sviluppo e la diffusione di soluzioni costruttive all'avanguardia. Il progetto Elissa ne rappresenta di fatto un esempio significativo, che ha vantato la presenza di istituzioni di prestigio internazionale, tra cui tre Università Europee (accanto all’Università di Napoli Federico II, la National Technical University di Atene e la University of ULSTER), tre centri di sviluppo e ricerca (l’italiano Sviluppo Tecnologie e Ricerca per l’Edilizia Sismicamente Sicura ed ecosostenibile SCARL, e i tedeschi Woelfel Beratende Ingenieure GmbH&Co. KG e Bayerisches Zentrum fur Angewandte Energieforschung EV) e 5 aziende del settore (Knauf Gips KG, Farbe SPA, Haring Nepple AG, Knauf di Lothar Knauf SAS, Va-Q-Tec Ag). In questo caso, infatti, le specifiche competenze messe in campo da diversi partner hanno consentito di elaborare una soluzione che massimizzasse le prestazioni non solo in termini di utilizzazione finale, ma anche i fini dei processi produttivi e della successiva commercializzazione. 

Il punto di vista di un osservatore 
Abbiamo chiesto un commento a Marco Imperadori del Politecnico di Milano. 
“Sono stato invitato alla sperimentazione a Napoli, lo scorso mese di luglio, in qualità di relatore e ho accolto molto volentieri l'invito per condividere un'esperienza costruttiva ad alto tasso di innovazione. Uno degli elementi sicuramente più significative del progetto, oltre al notevole contenuto tecnologico, è stata la forte sinergia tra aziende e gruppi di ricerca. 
La focalizzazione sul tema della tecnologia antisismica è particolarmente attuale, visto l'ultimo luttuoso accadimento, ma ritengo che la cultura della stratificazione a secco dovrebbe permeare il modo di progettare di costruire, di pensare le forme, l'architettura nella sua complessità e globalità. 
Si tratta di un sistema leggero e minor peso riduce le sollecitazioni sismiche e, di conseguenza, restituisce azioni sismiche meno importanti. Questo è sicuramente una leva favorevole all'utilizzo in un Paese come il nostro, il cui il territorio è quasi completamente classificato come sismico. 
Ma è importante sottolineare come sia assolutamente possibile conciliare forme tradizionali con l'uso di materiali innovativi, adeguati anche per la ricostruzione, il più possibile aderente alle peculiarità degli edifici esistenti. Oltre a questo, gli involucri leggeri hanno eccellenti caratteristiche energetiche e acustiche. 
L'architetto, nella fase compositiva, può pensare di adottare soluzioni formali compatibili con l'utilizzo di tecnologie a secco con risultati prestazionali di livello altissimo. Per questo la sperimentazione condotta la Federico II può avere esiti di trasformazione del mercato delle costruzioni”. 


L’articolo completo pubblicato su Modulo 403, ottobre 2016
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