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12 novembre 2012

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Cucire la pietra con la pietra: il sistema Ticorapsimo
Prima parte


Dalla fusione della pietra basaltica si ottengono fibre continue con ottime proprietà meccaniche che possono essere intessute per ricavare corde. La fibra di basalto può vantare un’alta resistenza alle temperature elevate ed agli attacchi chimici.

In caso di sisma gli edifici storici in muratura non manifestano un chiaro comportamento strutturale globale, molto più realistica è una analisi per “macroelementi” ossia porzioni di muratura che per forma e dimensioni reagiscono autonomamente al terremoto, riconoscibili e catalogabili sulla base delle esperienze del passato. Questo approccio, proposto da vari autori (Giuffrè, 1991; Doglioni et al., 1994), risulta ormai consolidato anche all’interno del quadro normativo che regola gli interventi sulle costruzioni esistenti in muratura in genere (Norme tecniche per le costruzioni di cui al D.M. 14 gennaio 2008; Circolare del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici n°617 del 2 febbraio 2009) e anche sugli edifici di interesse storico ed architettonico (Direttiva del Presidente del Consiglio dei Ministri del 9 febbraio 2011: Linee guida per la valutazione e la riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale con riferimento alle norme tecniche per le costruzioni di cui al D.M. 14 gennaio 2008). La risposta al sisma dell’edificio storico in muratura è quindi quella offerta dai suoi macroelementi: il loro moto durante l’azione sismica definisce i cosiddetti “cinematismi di collasso attivabili” dei quali è possibile verificare la sicurezza rispetto all’azione sismica attesa e, quindi, progettare e dimensionare opportuni presidi per scongiurarne l’attivazione. Un’ipotesi imprescindibile che sta alla base della teoria della discretizzazione dell’edificio in macroelementi è quella di poter considerare queste parti di edificio come monolitiche e, quindi, che la muratura che li compone sia di “buona qualità”. Il livello di “qualità” dell’opera muraria storica si può ricondurre a quanto questa riporti nella sua fattura le prescrizioni della cosiddetta “regola dell’arte”, ossia: la presenza di diatoni (cioè di elementi passanti da parte a parte della parete), di filari orizzontali, di giunti verticali sfalsati, l’utilizzo di elementi squadrati, di dimensioni adeguate ricavate da materiali resistenti, legati con malta di buona qualità. Quando mancano queste caratteristiche nell’apparecchio murario (es. murature in ciottoli e pietre erratiche ed irregolari disposte in maniera disordinata con malta di scarse caratteristiche o murature multiparamento – “a sacco” – con doppia cortina esterna e nucleo interno incoerente) prima ancora di procedere con un’analisi strutturale si rende necessario intervenire per conferire ai pannelli murari portanti la monoliticità mancante. Da questo assunto nasce l’idea di mettere a punto una tecnica di consolidamento in grado di rendere monolitica una muratura costruita con modalità lontane da quelle della “regola dell’arte” in linea con i principi che regolano gli interventi sul costruito storico, vale a dire: tendenza al minimo intervento, ricerca della compatibilità, reversibilità dell’intervento, rispetto dell’autenticità, conservazione della materia, controllo dell’impatto visivo e riconoscibilità degli interventi. Criteri non sempre rispettati se si interviene con le tecniche di consolidamento tradizionali (intonaco armato, perfori armati, iniezioni di legante, ecc.) e solo parzialmente con quelle più innovative (fasciature con compositi fibrorinforzati).


Ticorapsimo. Le due diverse disposizioni del rinforzo applicate nei provini testati in laboratorio: localizzato solo nei giunti di malta orizzontali “RO” (a) o sia nei giunti orizzontali che verticali, disposizione denominata “a reticolo”, “RR” (b).

Dalla constatazione che una delle vulnerabilità più pericolose per una muratura è la mancanza di monoliticità, nasce l’idea di conferire questa importante caratteristica attraverso un sapiente gioco di trama e ordito in cui elementi flessibili (trama) in pietra – basalto – tengono assieme i vari conci (ordito). Il sistema TICORAPSIMO nasce infatti da un’invenzione dei proff. S. Lenci ed E. Quagliarini (Domanda di brevetto italiano per invenzione industriale “METODO PER RINFORZARE OPERE EDILI ED OPERE RINFORZATE COSÌ OTTENUTE” depositata in data 07 giugno 2011 al n. BO2011A000327) del Dipartimento DICEA dell’Università Politecnica delle Marche e dal successivo percorso di trasferimento tecnologico intrapreso con il Geom. A. Battaglia di Restauri Innovativi Tecnologici S.r.l. (titolare della domanda), con la collaborazione dell’Ing. F. Monni. La tecnica proposta e testata attraverso test in laboratorio, in situ e successive analisi numeriche, ha l’obiettivo di consolidare i pannelli murari confinandoli e al tempo stesso collegandone le facce attraverso cuciture continue flessibili. In pratica, un elemento continuo e flessibile cinge la muratura sui due lati dopo averne attraversato lo spessore in più punti, proprio come se venisse “cucita” dal “filo” di rinforzo. Nel dettaglio, le fasi della lavorazione possono venir riassunte come di seguito descritto:
– fori passanti di diametro contenuto vengono praticati sulla muratura da consolidare. La dislocazione viene stabilita dopo un attento esame della tessitura muraria;
– il rinforzo continuo e flessibile (corda in fibra di basalto), viene fatto passare sulle due facce e nello spessore del pannello murario come se andasse a “cucirlo”. L’applicazione viene eseguita con una minima pre-tensione, quella esercitata a mano dall’operatore;
– l’operazione può essere ripetuta anche in più direzioni, sfruttando sempre gli stessi fori, con il risultato di aver confinato la muratura con una maglia di elementi continui connessi tra loro.
Se necessario il rinforzo può essere occultato alla vista, localizzandolo all’interno dei giunti di malta, nel rispetto del mantenimento dell’aspetto originario. Il metodo proposto, può essere utilizzato anche sull’edificio inteso come complesso, ad esempio per ripristinare la continuità di una muratura in presenza di lesioni, per potenziare il collegamento tra parti di muratura fra loro non ben ammorsate o per migliorare le connessioni strutturali tra murature e solai e coperture. Inoltre, per la sua velocità e versatilità può essere utilizzato anche per una eventuale messa in sicurezza in casi di emergenza, come presidio di urgenza per scongiurare crolli locali o l’evolversi di meccanismi di collasso di porzioni murarie.
I principali vantaggi rispetto alle tecniche oggi utilizzabili possono essere sinteticamente così riassunti:
– integra ma non sostituisce o trasforma la materia originaria, in maniera reversibile poiché può essere messo in opera anche “a secco”. In questo caso non contempla l’uso di sostanze tossiche o dannose per la salute, non necessita di particolari accorgimenti per lo smaltimento dei residui delle lavorazioni o all’atto della dismissione per fine servizio. Risulta così all’avanguardia sia dal punto di vista della sostenibilità ambientale che della sicurezza dei lavoratori;
– è compatibile con il supporto in muratura: la pietra che cuce la pietra;
rispettoso del minimo intervento, può essere localizzato anche nei giunti di malta. Impiegabile quindi su murature delle quali si voglia salvaguardare l’aspetto “faccia a vista”;
– è economico: anche se applicato su murature irregolari, prevede fasi di lavorazione e tempi di applicazione ridotti rispetto a tecniche alternative;
– è durevole e con elevata resistenza al fuoco, al contrario delle fasciature con FRP in cui la resina rappresenta il punto debole nei confronti delle alte temperature.


TICORAPSIMO può essere utilizzato anche per ripristinare la continuità della muratura in presenza di lesioni o carenza di ammorsamento e per migliorare le connessioni strutturali tra murature e solai e coperture.

photogallery

di Enrico Quagliarini1, Stefano Lenci1, Francesco Monni2, Alessandro Battaglia3

NOTE
1 Dicea – Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Architettura, Università Politecnica delle Marche, Via Brecce Bianche, 60030, Ancona.
2 A.h.R.T.E. s.r.l. – Architectural heritage Restoration through Tailored Engineering s.r.l., c/o Dicea – Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Architettura, Università Politecnica delle Marche, Via Brecce Bianche, 60030, Ancona.
3 Restauri Innovativi Tecnologici s.r.l., Via Serra n.22, 40012, Calderara di Reno (BO)

BIBLIOGRAFIA
Domanda di brevetto italiano per invenzione industriale intitolata “METODO PER RINFORZARE OPERE EDILI ED OPERE RINFORZATE COSÌ OTTENUTE” depositata in data 07 giugno 2011 al n. BO2011A000327 a nome: RES.IN.TEC. ITALIA S.r.l., Via Statale, 88, 44040 Cento (FE), designando, quali inventori i Proff.: LENCI Stefano, QUAGLIARINI Enrico.
Doglioni F. et al., Le chiese e il terremoto (a cura di), ed. LINT, Trieste, 1994.
Giuffrè A., Letture sulla meccanica delle murature Storiche, Roma, Kappa, 1991.

NORMATIVA DI RIFERIMENTO
Norme tecniche per le costruzioni di cui al D.M. 14 gennaio 2008
Circolare del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici n°617 del 2 febbraio 2009
Direttiva del Presidente del Consiglio dei Ministri del 9 febbraio 2011: Linee guida per la valutazione e la riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale con riferimento alle norme tecniche per le costruzioni di cui al D.M. 14 gennaio 2008

Vai al sito del Dipartimento DICEA
Vai al sito di Res.In.Tec. s.r.l.
Vai al sito di A.h.R.T.E. s.r.l.

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