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Promuovere lo stato dell’arte nelle soluzioni di post-tensione

Un nuovo sistema innovativo di post-tensione potrebbe prolungare la vita utile e la sicurezza di strutture in cemento armato quali i ponti.

Tecnologie industriali

L’allungamento della vita utile delle strutture in cemento armato, quali i ponti, presenta molti vantaggi. Ad esempio, una maggiore durata di vita significa meno costi per il proprietario della struttura e maggiore sicurezza per gli utenti finali. Può anche contribuire a ridurre le emissioni di carbonio riducendo al minimo l’inquinamento causato dalle costruzioni. Naturalmente, per ottenere questi benefici occorre prima di tutto la capacità di adattare la struttura in calcestruzzo in modo semplice ed economico. Per questo, il progetto SMArtPlate, finanziato dall’UE, ha sviluppato un innovativo sistema di rinforzo post-tensione rapido e affidabile. «La fattibilità pratica e l’affidabilità delle prestazioni sono della massima importanza per una soluzione di rinforzo vincente», ha affermato Esmaeel Esmaeeli, docente di ingegneria strutturale presso la Brunel University London, partner principale del progetto. «Inoltre, la soluzione deve ridurre al minimo eventuali interruzioni che un’iniziativa di rinforzo potrebbe causare all’utilizzo della struttura, quali ad esempio il flusso di traffico sui ponti».

Un rapido vantaggio

Con il supporto delle Azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto sfrutta i vantaggi sinergici della malta ultra-duttile (UDM, Ultra-Ductile Mortar) e delle leghe a memoria di forma (LMF). Utilizzando questi materiali, i ricercatori hanno creato una piastra prefabbricata in UDM rinforzata con armature in LMF, un concetto ispirato al sistema di rinforzo con piastra composita ibrida (HCP, Hybrid Composite Plate) che è stato il principale risultato della tesi di dottorato di Esmaeeli. Il risultato di questo lavoro è SMArtPlate, un sistema di post-tensione innovativo, rapido e affidabile che va oltre lo stato dell’arte delle soluzioni esistenti. Secondo Esmaeeli, le SMArtPlates prefabbricate vengono portate sul cantiere per ridurre la deflessione e aumentare la capacità di traffico di un ponte. «Una volta applicate all’intradosso delle travi, l’intervento di rinforzo viene effettuato aumentando temporaneamente la temperatura delle armature SMA e lasciandole quindi raffreddare alla temperatura ambiente», spiega Esmaeeli. Uno dei principali fattori di differenziazione di SMArtPlate rispetto ai sistemi convenzionali è la sua rapidità di utilizzo. «I sistemi convenzionali, quali i laminati precompressi, i laminati in materiali fibrorinforzati con fibre a matrice polimerica (FRP, Fibre-Reinforced Plastic), o le barre, richiedono la collocazione di dispositivi meccanici e la polimerizzazione dell’adesivo epossidico. Si tratta di un processo che richiede tempo», ha aggiunto Esmaeeli. «La SMArtPlate, invece, può essere installata rapidamente utilizzando elementi di fissaggio meccanici e, facendo passare corrente elettrica attraverso le barre rinforzate SMA, si generano le forze di post-tensione».

Un cambio di passo nelle soluzioni di post-tensione

Secondo Esmaeeli, SMArtPlate rappresenta un passo avanti nelle soluzioni di post-tensione, fornendo all’industria, agli ingegneri e ai ricercatori una soluzione di ristrutturazione innovativa e robusta. «La rapida applicazione di SMArtPlate, insieme alla sua elevata durabilità e affidabilità di collegamento, la rende una soluzione unica per la post-tensione di una varietà di strutture in cemento armato, in particolare ponti», conclude. «Inoltre, riducendo al minimo qualsiasi perturbazione della struttura esistente, offre anche notevoli vantaggi socio-economici». Nonostante il progetto si sia ora concluso, il lavoro continua. Il team, composto anche da re-fer in Austria ed Empa in Svizzera, è attualmente alla ricerca di ulteriori finanziamenti per sostenere test su larga scala per valutare in modo completo le prestazioni a breve e lungo termine di SMArtPlate. I risultati di questi test permetteranno lo sviluppo di una guida alla progettazione: il passo successivo verso lo sfruttamento industriale della soluzione SMArtPlate.

Parole chiave

SMArtPlate, soluzioni di post-tensione, strutture in cemento armato, ponti, leghe a memoria di forma

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