Verso un protocollo: una guida per l’integrazione della simulazione numerica e il monitoraggio permanente delle costruzioni 

Abbiamo negli scorsi giorni introdotto il lavoro del WP2 nel progetto VITALITY, soffermandoci sulla pericolosità degli eventi naturali e delle attività umane nella progettazione delle costruzioni. Continuiamo l’analisi con il coordinatore di WP, Professor Alessandro Zona.

Professore, le simulazioni e i modelli virtuali come supportano le fasi di progettazioni nella moderna ingegneria strutturale?

L’utilizzo della simulazione numerica tramite modelli virtuali delle costruzioni è un punto cardinale della moderna ingegneria strutturale, strumento indispensabile ed essenziale per il progetto delle nuove realizzazioni così come per la valutazione della sicurezza delle costruzioni esistenti. Perché il processo di predizione virtuale del comportamento delle costruzioni sia efficace, occorrono: 1) metodologie appropriate per la previsione delle azioni naturali e antropiche sulle costruzioni, con particolare e ovvio riferimento alle situazioni estreme; 2) modelli numerici in grado di descrivere fedelmente il comportamento statico e dinamico delle costruzioni e che siano il giusto compromesso tra accuratezza e impegno di calcolo, tenendo conto delle dimensioni e complessità degli edifici nonché delle inevitabili variabilità delle proprietà meccaniche dei materiali da costruzione. Tuttavia, al crescere della raffinatezza del modello aumentano i parametri necessari per la sua definizione e l’identificazione di tali parametri può essere solo parzialmente basata sulla conoscenza della geometria e dei materiali. Per completare la conoscenza delle strutture è in questi casi necessario ricorrere alla sperimentazione a scala reale. Le tecniche del monitoraggio strutturale statico e dinamico costituiscono una risposta proprio a questa richiesta. In tal modo è possibile avere un riscontro tra quanto effettivamente misurato sulle costruzioni, ad esempio in termini di spostamenti indotti dai carichi e accelerazioni indotte da terremoti o attività umane. 

Il confronto tra misure e simulazioni numeriche permette, in una prima fase di calibrazione, di determinare i parametri strutturali inizialmente incerti o incogniti. Successivi confronti tra misure e simulazioni permetteranno di identificare eventuali variazioni nel comportamento di una costruzione, consentendo di scoprire eventuali anomalie prima che le stesse possano manifestarsi con danni evidenti. Per ripetere le misure sperimentali, possibilmente in modo automatizzato, sensori e centraline possono diventare parte integrante della costruzione, che di fatto diventa un oggetto digitalizzato costantemente sotto controllo.

Proprio su tale aspetto di integrazione tra modello numerico e monitoraggio sperimentale permanente si concentrano le attività di ricerca del WP2 di VITALITY, legate ad investigare e approfondire i benefici effettivamente riscontrabili per la sicurezza delle persone e delle sue attività.