Tecnologia

Prevedere il comportamento delle strutture curvilinee durante gli incendi, l’innovativo software del Politecnico di Torino

Gli incendi sono ovviamente eventi assai pericolosi, e costituiscono un fattore di rischio che deve essere considerato sin dal momento della progettazione di una struttura. Allo stato attuale purtroppo non è possibile analizzare in anticipo e quindi progettare adeguatamente, i comportamenti che determinate strutture architettoniche avranno durante un incendio. Con le normative vigenti, come ad esempio eurocodice 6 parte 1-2, è infatti possibile analizzare setti in muratura e pilastri, ma non strutture voltate o ad arco in muratura. Questo comporta l’impossibilità di conoscere i tempi di resistenza di queste strutture a seguito di un incendio, non solo da parte dei progettisti, ma anche di chi deve intervenire durante l’incendio e valutare quindi i pericoli, o anche dopo, quando sarebbe necessario definire l’affidabilità di quanto rimasto e il tipo di interventi necessari.

Una soluzione assai interessante al problema è in sviluppo presso il Politecnico di Torino, tra i progetti sostenuti dal POC (Proof Of Concept), l’iniziativa dell’Università, che consente alle idee più promettenti di avanzare verso la fase realizzativa, costituendo così un importante ponte tra l’ambito accademico e quello industriale vero e proprio. Il progetto di cui vi parliamo oggi consiste, infatti, in un software di calcolo strutturale in grado di analizzare strutture ad asse curvilineo, come ad esempio archi o volte a botte, in muratura, sottoposte agli ordinari carichi civili (strutturali, non strutturali e variabili, ecc.) e a incendio.

In seguito alla analisi della struttura soggetta a incendio è possibile definire la condizione di effettiva resistenza, o meno, della stessa entro un certo lasso di tempo. In alternativa, in base alla struttura presa in considerazione, è possibile analizzare il tempo limite per il quale, secondo un predefinito tipo di incendio, la struttura non è più in grado di resistere ai carichi applicati e alle dilatazioni termiche.

Il progetto è frutto di un processo di ricerca che dura da più di 6 anni. In seguito alla realizzazione dell’unica prova sperimentale (arco in muratura soggetto a fuoco) è stato possibile mettere a confronto l’algoritmo sviluppato dai ricercatori con i dati “reali” ricavati dalla sperimentazione. Nel 2018, in seguito a una tesi sperimentale condotta da Nicholas Burello e da Alessandro Pasquale Fantilli, professore associato presso il DISEG (Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica), si è raggiunta una prima validazione del software, dimostrando la concordanza tra i dati della prova e la simulazione del software.

Al progetto partecipano dunque il prof. Fantilli, in veste di responsabile di progetto, il borsista di ricerca Nicholas Burello in qualità di analista dei dati, il ricercatore Valerio de Biagi, anch’egli del DISEG, Giuseppe Stivala, proveniente da un’azienda di software di calcolo strutturale, in qualità di consulente, e Ferdinando D’Anna, figura di riferimento presso il Corpo dei Vigili del fuoco.

“Scopo della ricerca è di riuscire a stimare correttamente il tempo di resistenza delle strutture sopra descritte in seguito alla propagazione di un incendio, al fine di ovviare proprio all’assenza di una normativa tecnica che fornisca tale strumento ai professionisti del campo”, ha spiegato il professor Fantilli. “Sul lungo termine, ci proponiamo di riuscire a ridurre i tempi di esecuzione del software e ampliare il campo di applicazione, attualmente ridotto alle più semplici strutture curvilinee”, ha aggiunto Burello, “e redigere anche una procedura semplificata per la verifica di suddette strutture, come già proposto e adottato per i setti in muratura (metodo tabellare)”.

“L’obiettivo finale è invece mettere a punto un software in grado di valutare una qualsivoglia struttura curvilinea, composto anche di materiale eterogeneo (esempio: tratti estremi della struttura in pietra e conci centrali in muratura), soggetto a uno degli incendi previsti da normativa. In caso di strutture ordinarie il prodotto finale potrebbe consistere in un dominio di verifica della struttura che consente l’omissione del calcolo stesso”, ha concluso Fantilli.