Realizzata la prima trave in vetro al mondo

Il primo esemplare di una trave in vetro è stato realizzato presso il Dipartimento di Ingegneria strutturale dell’Università di Pisa. La trave in vetro “a risposta duttile” è la sfida di un progetto di ricerca guidato dal professor Maurizio Froli, coordinatore nazionale di un più vasto programma di ricerche sulle strutture in vetro.
Alla ricerca pisana hanno collaborato il dottore di ricerca ingegner Leonardo Lani, il perito industriale Michele Di Ruscio, nonchè studenti e laureandi del Dipartimento di Ingegneria Strutturale dell’Ateneo.
La concezione della trave, brevettata per l’Università di Pisa dal professor Froli, è completamente nuova, sia in Italia che all’estero, poiché il mutuo assemblaggio dei pannelli triangolari di vetro che la costituiscono è effettuato senza ricorrere a fori o ad adesivi solo grazie alla presollecitazione di cavetti metallici in acciaio inox.
Una serie di fattori giustificano la scelta del vetro come materiale da costruzione: attraverso il vetro è possibile captare e filtrare la radiazione luminosa e inoltre i vetri stratificati consentono di ospitare celle fotovoltaiche, nello strato di interfaccia. “La questione estetica costituisce però il motivo principale di queste scelta – sottolinea il professor Froli – poiché architetti come Renzo Piano e Fuksas, tanto per citarne alcuni, perseguono da tempo l’ideale della trasparenza assoluta per le strutture architettoniche e noi ingegneri abbiamo il compito di fornire loro soluzioni tecniche”.
Il principio di funzionamento adottato per la costruzione della trave prevede l’assorbimento degli sforzi di compressione da parte delle lastre di vetro mentre i tiranti metallici sopportano gli sforzi di trazione. Ciascun pannello di vetro, cioè, è compresso contro i nodi di vertice per effetto della trazione indotta attraverso tenditori nei cavetti in acciaio inox: “ Il principio è quindi quello del Tensile Iintegrity, ovvero Tensegrity – precisa il professor Froli – da cui le travi derivano il nome: Travi Vitree Tensegrity o TVT”. Attualmente sono stati realizzati i primi due prototipi della trave. Il primo, TVTa – una trave lunga circa due metri e trenta e alta trenta centimetri – è già stato sottoposto a prove di laboratorio che hanno confermato le previsioni teoriche dimostrando che, se alla trave viene applicato un carico crescente, il collasso non avviene per rottura del vetro poiché i pannelli permangono in uno stato di reciproca compressione mentre l’acciaio inox assorbe le trazioni fino a quando non si snerva allungandosi in modo duttile.
Questo significa che queste travi sarebbero in grado di sopportare con sicurezza il peso della folla o quello della neve. Ma c’è di più: grazie alle complessive doti di duttilità, potrebbero essere tranquillamente utilizzate anche in zona sismica, tenuto conto che l’Italia lo è quasi ovunque. Il secondo prototipo, TVTß, rappresenta invece una evoluzione del TVTa sia in termini di autostabilizzazione che di dimensioni, risultando lungo quasi quattro metri e alto sessanta centimetri. Come proseguo della sperimentazione è già in vista la preparazione del terzo prototipo TVT.
Il progetto di ricerca della equipe pisana si inquadra nel PRIN (Programma di Ricerca Scientifica di Rilevante Interesse Nazionale) di cui è stato vincitore nel 2005 il gruppo di Unità Operative coordinate dal professor Froli sotto il titolo “Affidabilità di elementi in vetro strutturale: indagini teoriche e sperimentali sulla risposta termo-meccanica di strutture trasparenti di tipo innovativo” di cui fanno parte l’Università di Firenze, l’Università di Parma, il Politecnico di Milano e l’Università di Venezia che collaborano con l’Ateneo pisano per l’avanzare delle conoscenze scientifiche e tecnologiche sul vetro strutturale.
Musei, atheliers, siti archeologici, grandi hotels: sono questi gli edifici e le situazioni in cui potrebbe essere impiegate le travi in vetro e acciaio. Grandi edifici o strutture con funzioni particolari, in cui l’utilizzo del vetro conferirebbe all’ambiente una buona dose di spettacolarità, catturando lo sguardo esterno e contemporaneamente allargando l’orizzonte di coloro che sono all’interno della struttura: chi si trova a lavorare all’interno di una costruzione delimitata da un involucro trasparente viene posto in diretta comunicazione con l’ambiente esterno ricavandone una sensazione benefica di spazio aperto. Non solo: l’utilizzo del vetro per gli involucri degli edifici svolge anche una funzione ambientale strettamente fisica, dato che mediante celle fotovoltaiche permette di catturare energia solare che può essere riutilizzata per aumentare il comfort ambientale.
“La costruzione della trave è stata interamente realizzata con le tecnologie presenti sul territorio pisano – conclude il professor Froli – poiché le componenti speciali in vetro sono state fabbricate dalla Roberglass di Calci e quelle in acciaio inox dalle officine O.T.M. di Lugnano e Sbrana di Madonna dell’Acqua”. A dimostrazione del fatto che le risorse industriali del territorio, quando sono unite al know-how accademico, producono importanti esempi di innovazioni, anche a livello internazionale.

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