Proteggere un’opera d’arte dagli effetti di un sisma, oppure salvaguardare un trasformatore elettrico o un macchinario industriale riducendo la trasmissione delle vibrazioni generate durante il normale funzionamento: sono esigenze apparentemente diverse, ma che oggi trovano una risposta comune grazie a un nuovo dispositivo innovativo. Si tratta di un isolatore per elementi non strutturali, una soluzione tecnologica capace di integrare in un unico sistema due funzioni finora affrontate separatamente: la protezione antisismica e il controllo delle vibrazioni. L’innovazione nasce da un brevetto sviluppato dal Politecnico di Milano nell’ambito del gruppo di ricerca coordinato dal professor Claudio Bernuzzi e dal ricercatore Marco Simoncelli del Dipartimento di Architettura, Ingegneria delle Costruzioni e Ambiente Costruito (DABC). Il progetto è stato realizzato attraverso il PhD Executive di Ahmed Awad, in collaborazione con l’azienda Soleco Engineering, unendo competenze accademiche e industriali per sviluppare una tecnologia in grado di aumentare la sicurezza e la protezione degli elementi non strutturali all’interno degli edifici.
Il nuovo sistema di isolamento è progettato per proteggere gli elementi non strutturali degli edifici: tutte le apparecchiature che non fanno parte della struttura portante ma che sono fondamentali per il funzionamento di ospedali, industrie, infrastrutture e musei. “Immaginiamo un grande impianto di climatizzazione, un gruppo di continuità (UPS) o anche una teca museale con opere preziose all’interno” spiegano Claudio Bernuzzi e Marco Simoncelli. “Da un lato devono essere protetti dagli effetti del terremoto e dalle vibrazioni esterne, come quelle generate da treni o metropolitane; dall’altro, se si tratta di macchinari, le vibrazioni prodotte durante il normale funzionamento non devono propagarsi all’edificio che li ospita, disturbando chi ci lavora o vive“.
Al momento, sul mercato per molte categorie di elementi non strutturali e macchinari non esistono veri isolatori sismici dedicati, e quelli esistenti spesso non integrano sistemi di ritegno verticale, né consentono un adeguato isolamento delle vibrazioni. Questo è l’aspetto innovativo del brevetto: garantire un efficace isolamento sismico, e mantenere elevate prestazioni di isolamento dalle vibrazioni.
Il funzionamento è semplice: la macchina o l’elemento da proteggere vengono appoggiati su appositi supporti elastici, appositamente studiati per permettere all’oggetto di oscillare leggermente e ruotare nella direzione in cui il rischio di danno sarebbe altrimenti maggiore. Questo movimento controllato modifica la risposta dinamica del sistema alle scosse, riducendone la vulnerabilità. Per evitare oscillazioni eccessive e limitare il rischio di instabilità o ribaltamento, il sistema integra inoltre uno smorzatore viscoelastico capace di dissipare l’energia in eccesso.
I vantaggi sono diversi: il sistema viene progettato e calibrato su misura per ogni singola applicazione, analizzando il comportamento dinamico dell’oggetto da proteggere per definire correttamente le caratteristiche dei supporti.
“Un aspetto importante dell’invenzione riguarda il comportamento dipendente dalla frequenza dello smorzamento: il sistema è progettato per offrire un elevato livello di dissipazione alle basse frequenze tipiche dell’azione sismica e, al contrario, uno smorzamento più contenuto alle frequenze associate alle forzanti della macchina, così da preservare la massima efficienza di isolamento dalle vibrazioni durante il normale funzionamento“, spiega Ahmed Awad, R&D Manager di Soleco Engineering e PhD Executive al Politecnico di Milano.
Il dispositivo ideato consente inoltre di semplificare l’installazione, offrendo un’unica soluzione integrata dove prima ne servivano due, con conseguente risparmio di spazio, costi e complessità.
“La collaborazione con il Politecnico di Milano ci consente di coniugare l’esperienza industriale di Soleco Engineering con lo stato dell’arte della ricerca scientifica e tecnologica“, sottolinea Valeria Vezzo, CEO di Soleco Engineering. “Per noi investire in innovazione significa trasformare la ricerca in soluzioni concrete, performanti e affidabili, capaci di offrire ai nostri clienti tecnologie all’avanguardia e di anticipare le nuove esigenze del mercato“.
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