Stabilità, solidità ed equilibrio, sono i tre fattori principali essenziali per gli edifici e le opere architettoniche e ingegneristiche. Ma sfatiamo un tabù: la fermezza delle costruzioni è solo apparente.
Varie sono le cause che possono far tendere al movimento le strutture nate per essere dei corpi rigidi:
- spostamenti del terreno su cui poggiano (per smottamenti, frane, terremoti ecc.)
- tensioni interne
- corrosione dei materiali dovuti all’età o per il variare delle condizioni atmosferiche, termiche e d’umidità
- errori in fase di progettazione di inesatti calcoli dei carichi, spesso per interventi di sovraccarico a posteriori.
Queste sono solo alcune delle minacce all’equilibrio necessario a tenere in piedi gli immobili, i ponti, gli archi e le altre edificazioni per interi anni, secoli e in alcuni casi millenni!
Un esempio lampante, e secolare, dello “spostamento” all’interno di una struttura rigida è la Torre di Pisa, con la sua caratteristica pendenza.
A dire il vero, non è l’unica torre pendente in Italia, ma di sicuro è tra le più affascinanti grazie proprio alla sua inclinazione – verso il lato Sud – così marcato e mozzafiato.
Cosa è andato “storto” con la Torre di Pisa?
Le fondamenta della Torre, in Piazza dei Miracoli, si installano su un terreno superficiale argilloso e molle.
Questo ha determinato un cedimento nel terreno e un’inclinazione dell’asse su di un lato evidente già dopo solo cinque anni dall’inizio della costruzione e con la realizzazione di solo due degli otto ordini (piani) attuali. La pendenza peggiorò a seguito dell’ultimazione dei lavori – circa due secoli dopo (dal 1172 al 1372): l’aggiunta dei sei piani restanti, il rivestimento in marmo bianco e le sette campane nella cella campanaria, ognuna espressione di una nota musicale, ne hanno infatti accresciuto indubbiamente la bellezza ma anche il peso, circa 18 tonnellate!
Dal 2001 il pericolo di crollo della torre è stato scongiurato e anzi si è avuto un ridimensionamento della sua pendenza. Il team di esperti del Comitato internazionale per la Salvaguardia della Torre di Pisa, guidato dal professore Michele Jamiolkowski, dal 1990 ha studiato e individuato le soluzioni ottimali per risolvere la tendenza al moto della struttura. Il campanile è stato così “raddrizzato” dopo più di un secolo di proposte di ipotesi di intervento.
Ma come scongiurare fenomeni come quello di Pisa e prevenire i rischi?
La soluzione del problema cinematico: i modelli fisico-matematici (essenziali) per la previsione del movimento infinitesimo delle strutture
Essenziale è la fase di progettazione e di analisi strutturale.
Un primo step, in questo senso, riguarda la Cinematica analitica dei sistemi rigidi che permette di caratterizzare il moto in base a come le strutture sono vincolate, come si potrà approfondire grazie al corso disponibile ad accesso libero su federica.eu.
Curato dal professore e ricercatore Salvatore Sessa dell’Università di Napoli Federico II, il corso fornisce spiegazioni delle enunciazioni algebrico-matematiche fondamentali e dei concetti fisici di riferimento. Numerosi gli esempi concreti e le innovative applicazioni e soluzioni dell’edilizia e design, frutto della ricerca di Ateneo, presentati nel MOOC.
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