Con le tavole vibranti, il motion capture in 3D e il moto magnificato, è stato possibile studiare il comportamento degli edifici più vecchi nei borghi d’Italia. In base alle sollecitazioni, i ricercatori hanno intuito come rinforzare gli edifici rendendoli resistenti ad accelerazioni oltre il doppio di quelle prodotte dai terremoti del Centro Italia 2016-2017.
Salvare gli edifici storici di tanti borghi italiani, in un territorio altamente sismico, appare un’impresa impossibile. E lo dimostra quanto accaduto storicamente finora: forti terremoti hanno letteralmente cancellato interi centri, compreso il patrimonio storico e architettonico. La ricerca, però, sta puntando a sviluppare una tecnologia che sia in grado di rendere gli edifici più antichi, e costruiti senza i più moderni criteri antisismici, resistenti ad accelerazioni pari a oltre il doppio di quelle del terremoto del 24 agosto 2016 che distrusse Amatrice, Accumoli e Arquata del Tronto.
L’obiettivo finale del progetto RIPARA, a cui partecipano l’ENEA, l’azienda EdilCAM Sistemi e le Università Roma Tre, Sapienza, di Cassino e del Lazio meridionale, appare decisamente ambizioso. Le nuove tecnologie, che vengono validate sulle tavole vibranti nei laboratori del Centro ENEA Casaccia, puntano a ridurre l’impatto delle vibrazioni, siano esse naturali (come i terremoti) o artificiali (come i trasporti pesanti). Le tavole vibranti sono grandi impianti in grado di riprodurre le vibrazioni, su cui possono essere testate strutture anche in grandezza reale per studiarne il comportamento di fronte a determinate sollecitazioni.
I ricercatori hanno innanzitutto utilizzato pietre provenienti dalle macerie degli edifici crollati in seguito al terremoto del 2016, per replicare murature tipiche delle costruzioni storiche dei borghi, sia per tessitura muraria che per le caratteristiche della malta. Il prototipo di muro ricavato, senza rinforzi, è stato poi testato sulle tavole vibranti dove sono state riprodotte le stesse accelerazioni delle varie scosse della sequenza sismica Amatrice-Norcia-Visso avvertite in gran parte d’Italia tra il 2016 e il 2017.
I muri, poi, sono stati riparati e rinforzati con due soluzioni innovative sviluppate dai ricercatori. La prima riguardava piccoli capochiavi integrati nella muratura facciavista per garantire il corretto ‘tiro’ e il tratteimento delle pareti, la seconda invece prevedeva l’applicazione di nastri metallici, invisibili dall’esterno, tra la malta e le pietre. Per tenere sotto controllo i nastri d’acciaio è stato utilizzato un sistema di monitoraggio basato su sensori di fibra ottica. I risultati sono stati chiarissimi: un muro senza rinforzi ha raggiunto un livello di danneggiamento assimilabile allo stato limite di collasso (SLC) per un valore dell’accelerazione di picco alla base pari a 0,5 grammi, mentre quello rinforzato ha dimostrato una capacità di resistenza doppia.
Le tavole vibranti, installate nel laboratorio di Analisi e Modelli per le Infrastrutture Critiche ed i Servizi essenziali del centro ENEA Casaccia, sono in grado di muoversi nelle sei dimensioni spaziali (tre direzioni di spostamento e tre rotazioni). A renderle estremamente efficienti, il sistema di motion capture 3D, in grado di misurare lo spostamento nello spazio tridimensionale di centinaia di punti dell’oggetto sottoposto ai test sismici, con un’accuratezza inferiore al decimo di millimetro e una frequenza di campionamento fino a 2000 Hertz. Inoltre, dal 2017 nel laboratorio è stata implementata anche una nuova tecnica di elaborazione avanzata, basata sul moto magnificato, che amplifica, rendendli visibili a occhio nudo, anche i più piccoli movimenti degli oggetti, consentendo di vedere tutte le parti più vulnerabili, a rischio rottura o crollo.
