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7 giugno 2008

Elementi di Pietra

Elementi modulari in pietra precompressa.
I prodotti della ditta Ongaro & Co SA di Cresciano, Cantone Ticino, Svizzera.

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Il prototipo di elemento precompresso per impalcati: cinque metri di lunghezza per soli 10 cm di spessore (fotografia: Ongaro & Co SA Cresciano)

L’azienda Ongaro & Co SA è attiva a Cresciano, Cantone Ticino, Svizzera, dal 1930. Attualmente è diretta da Chiara Ongaro e da suo fratello Giuseppe, due giovani e dinamici imprenditori, che hanno saputo rilanciare l’azienda famigliare valorizzando sia la materia prima estratta nella cava di Cresciano, il pregiato gneiss tipo Cresciano sia la produzione di elementi finiti. In questo secondo settore, l’azienda si distingue per la ricerca di nuove soluzioni tecnologiche che permettano l’utilizzo della pietra naturale massiccia sia per strutture portanti sia sottoforma di rivestimento. Ciò permette all’azienda di svilupparsi occupando nicchie specifiche del mercato lapideo sia nazionale che internazionale.
A fianco di rivestimenti carrozzabili di grande formato e spessore, di scalini massicci, di elementi per l’arredo urbano, di colonne e pilastri, troviamo oggi una nuova serie di elementi modulari precompressi realizzati con lo gneiss estratto dalla azienda stessa.
La scelta di realizzare elementi prefabbricati di grandi dimensioni in pietra precompressa permette alla pietra naturale di concorrere con gli elementi in calcestruzzo armato in ambiti tecnicamente ed economicamente preclusi da decenni al materiale naturale. In cantiere questa soluzione, inoltre, riduce ogni operazione al semplice montaggio.
La volontà dell’azienda di Cresciano è di poter allargare i campi d’applicazione di questa tecnica, sino ad oggi riservata alle grande opere, in favore della costruzione corrente. Forme tradizionali d’utilizzo, come le mensole e le grandi lastre per balconi, si affiancano alla realizzazione, per esempio, di impalcati per passerelle pedonali o di interi solai. La pietra naturale si svincola del ruolo di rivestimento attraverso un’ibridazione che le permette di soddisfare i requisiti di sicurezza oggi richiesti.
Lo sviluppo di questi elementi portanti precompressi è il risultato della collaborazione con Ernst Gehri, ingegnere e già professore presso il Politecnico Federale di Zurigo, con Gianfranco Sciarini, ingegnere, e con la ditta Neue Holzbau AG di Lungern, attiva nella produzione di elementi lignei precompressi. Esso si è avvalso del sostegno delle regioni “Tre Valli” e “Locarnese e Valle Maggia”.
La tecnologia della pietra precompressa sfrutta le possibili analogie esistenti tra il calcestruzzo e la pietra naturale. Il primo prodotto non è altro che un composto costituito da aggregati lapidei e legante cementizio. Il calcestruzzo, rispetto alla pietra naturale, presenta una struttura omogenea e delle caratteristiche costanti, ma anche una resistenza a compressione inferiore ad alcuni tipi litici, accoppiata ad alti valori di ritiro idraulico e scorrimento viscoso.

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Due elementi accoppiati (fotografia: Ongaro & Co SA Cresciano)

Come nel caso della pietra naturale, il calcestruzzo non può essere sottoposto a sollecitazioni di flessione. Per ovviare a questo problema si è fatto ricorso all’armatura metallica producendo così il calcestruzzo armato. Questo materiale presenta in ogni caso un rischio di fessurazione elevato, rischio ridotto dall’introduzione d’armature metalliche precompresse, in grado di aumentare la sicurezza strutturale e le prestazioni del materiale rendendo però obbligatorio l’utilizzo di calcestruzzi ad alta resistenza.
Nel caso della pietra naturale i principali problemi sono la variabilità delle caratteristiche, tipica di ogni materiale naturale, e la fragilità. Nel caso dello gneiss ticinese, viste le sue elevate prestazioni meccaniche, si è potuto ridurre l’incidenza di questi due fattori considerando il campo di applicazione delle strutture e le prestazioni richieste. In effetti, le sollecitazioni alle quali la pietra naturale è sottoposta in opera sono inferiori a quelle utilizzate per il calcolo dei valori sperimentali.
Una prima serie di provini, effettuati su elementi di dimensioni ridotte, ha permesso di osservare e quantificare il comportamento dello gneiss ticinese sottoposto a flessione. Un elemento in gneiss sottoposto ad una sollecitazione in flessione presenta una resistenza ridotta e una rottura improvvisa, ciò denota un comportamento fragile del materiale.
Il rinforzo tramite un’armatura metallica incollata all’elemento lapideo, permette di ridurre la fessurazione dello stesso in condizioni d’impiego, di aumentare la resistenza a flessione, che è almeno raddoppiata, e di ridurre il rischio di rottura fragile avvicinandosi ad un comportamento duttile. Questa tecnica è simile quella della precompressione per cavi pre-tesi. Introducendo i cavi metallici all’interno di fori praticati nei conci la resistenza a flessione è quadruplicata1.
La realizzazione di elementi modulari avviene tramite l’assemblaggio di elementi lapidei con giunti incollati con resine bicomponente. Gli elementi di rinforzo in acciaio inossidabile sono sia barre d’armatura sia veri e propri cavi. Sino ad oggi sono stati prodotti due tipi differenti di elementi modulari: lastre di grandi dimensioni per la realizzazione di solai, impalcati o lastre per balconi oppure delle travi e degli archi. In entrambi i casi, gli elementi d’armatura sono messi in tensione prima dell’iniezione della resina bicomponente. Per le lastre, le barre di acciaio inossidabile sono alloggiate in scanalature fresate nella parte inferiore dell’elemento, mentre nel caso delle travi e degli archi, i conci vengono forati per permettere il passaggio dei cavi. I fori sono in seguito riempiti sottopressione con la resina, ciò permette una migliore adesione e anche la protezione dell’acciaio inossidabile. Il prodotto finito si avvicina, per comportamento statico, ad un unico elemento di grandi dimensioni.
Nel caso delle lastre per solai, il prototipo realizzato ha una lunghezza di 5 m, una larghezza di 1,25m e uno spessore di soli 10cm, ciò significa una snellezza pari a 1/50.

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I prototipi di una trave e di un arco precompressi realizzati a partire da conci (fotografia: Stefano Zerbi)

Questa ricerca nel campo delle strutture lapidee precompresse dell’azienda Ongaro & Co SA ha ricevuto nel 2006 il riconoscimento attribuito annualmente dal “Gruppo svizzero per le regioni di montagna” (SAB), per la sua azione di valorizzazione di una risorsa locale e di investimento tecnologico in una regione periferica.
Ora gli elementi modulari precompressi attendono solamente di poter essere valorizzati dai progettisti sia in campo architettonico sia nelle opere di ingegneria civile.
Attualmente è allo studio la realizzazione di una passerella pedonale la cui struttura sarà formata da due archi precompressi.

Stefano Zerbi

Note
1 Ernst Gehri, “Il ponte in pietra-Sogno di un ingegnere”, relazione tenuta al Simposio Internazionale “La Via della Pietra“, Biasca, Cantone Ticino, 14 marzo 2008.

Vai a Ongaro & Co SA
Vai a L’industria lapidea nelle Tre Valli
Scaricare l’opuscolo Sistema di soletta modulare in granito di Cresciano precompresso

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