Intervento di Gualtiero Carraro al Palazzolo Digital Festival – ottobre 2018
Bando Regione Lombardia, SMART LIVING
PROGETTO E.N.E.A. – Efficienza nuova per l’energia e l’antisismico: nuove tecnologie per la diagnostica e l’intervento ai fini antisismici ed energetici
Carraro Lab Srl, in partenariato con Effegi Systems Srl e Moretti SpA, ha intrapreso un progetto di R&S con l’obiettivo di introdurre prodotti, processi e servizi nuovi o migliorativi dal punto di vista tecnologico, produttivo e organizzativo, per valorizzare la tematica dell’“Abitare intelligente”. Il percorso progettuale ha permesso di ottenere un “digital twin” 3D dell’edificio target, che ha rappresentato la base per lo sviluppo di un modello dinamico del comportamento sotto stress sismico. Per la termografia è stato preso in esame un ulteriore approccio basato sul modello 3D, associato ai materiali e alla posizione astronomica per l’esposizione ai fattori meteorologici. L’identificazione dinamica insieme all’attività di ricerca e progettazione di nuovi dispositivi di simulazione sismica ha permesso di avere una calibrazione del modello dello stato di fatto e di individuare con una sufficiente certezza le vulnerabilità e le criticità presenti.
REALIZZATO CON IL SOSTEGNO DI
IL PROGETTO ENEA
“Occuparsi dell’esistente – sostiene Valentina Moretti – è, per un’impresa di costruzioni, una responsabilità sociale, prima ancora che un’opportunità economica. Il nostro progetto, partendo da una innovativa attività di diagnostica, si propone di arrivare alla progettazione di interventi concreti di adeguamento degli edifici.”
Obiettivi del progetto ENEA:
- lo sviluppo di un modello “rivoluzionario” di diagnosi antismica ed energetica degli edifici esistenti
- Una proposta integrata che intende limitare l’invasività degli interventi tradizionali
- Approccio innovativo basato su un modello integrato BIM di analisi dell’edificio
- Si punta ad effettuare interventi di refurbishing su strutture esistenti senza compromettere la normale attività degli stessi edifici
L’INTEGRAZIONE DI COMPETENZE SPECIALISTICE
Un aspetto innovativo di ENEA è l’integrazione di competenze specialistiche differenti e complementari, grazie alla creazione di una filiera eccellente tra differenti realtà tecniche e produttive.
- Codifica una metodologia di lavoro completa che va dall’analisi alla realizzazione
- Riduce la filiera delle competenze individuando un unico attore
- Agevola la comprensione delle criticità e facilità la comunicazione con il Cliente
- Propone soluzioni di intervento mirate ed a bassa invasività evitando interruzione di attività
I partner del progetto, realizzato con il supporto di Unione Europea, Repubblica Italiana, Regione Lombardia, FESR, sono:
MORETTI, [Impresa capogruppo]: progettazione e realizzazione costruzioni. Strutture prefabbricate in cemento armato e legno lamellare (edifici industriali-direzionali-commerciali)
EFFEGI SYSTEMS, progettazione e realizzazione impianti speciali. Cilindri oleodinamici-pneumatici e dispositivi antisismici (componentistica industriale meccanica)
CARRARO LAB. Sviluppo di piattaforme e contenuti digitali, progetti di Innovation Design. Nuove tecnologie digitali e virtuali (modelli di rappresentazione multi-target)
IL CONTESTO: L’ITALIA, UN PAESE A ELEVATO RISCHIO SISMICO
La combinazione di diversi fattori – sismicità elevata, tipologia di costruzioni, densità abitativa – rende l’Italia uno dei paesi a più elevato rischio sismico del mondo.
IL QUADRO NORMATIVO SULLA RIDUZIONE DEL RISCHIO SISMICO
Tutta la normativa moderna sulla riduzione del rischio sismico è stata sviluppata a seguito dell’evento della scuola di San Giuliano del 31.10.2002. Essa è culminata con l’emissione della OPCM 3274 del 2003, che introduceva nuovi concetti innovativi allineati con i codici normativi internazionali.
Da essa sono derivati molte altre ordinanze. Al termine di questo periodo, dopo la bellezza di 5 anni è uscito il testo ufficiale, la cui definitiva cogenza è stata accelerata dall’altro evento catastrofico di L’Aquila del 06.04.2009.
La normativa nazionale si chiama NTC: nuove norme tecniche per le costruzioni.
Da un decennio il riferimento di legge per la progettazione di nuovi edifici e il miglioramento di quelli esistenti sono:
NTC 2008 del 14.01.2008 + Circolare del 02.02.2009.
Quindi: NTC 2018 del 17.01.2018 cogente dal 22.03.2018
Il decreto è cogente, ma non abbiamo la circolare. Si usa quindi la circolare del 02.02.2009. Oltre a ciò va aggiunto alla complessità il fatto che il tema della riduzione sismica sul territorio è stato demandato alle regioni. Ogni regione ha quindi un corpo normativo differente.
LA PRIMA FASE DI ENEA: CHECK UP DEGLI EDIFICI
Vengono impiegati e integrati diversi filoni tecnologici: SENSORI, LASER, FOTOGRAMMETRIA, DIAGNOSTICA NON DISTRUTTIVA
- Accelerometri e vibrodine
- Scansioni laser 3D
- Termografia
- Diagnostica e controlli non distruttivi
ACCELEROMETRI
Il metodo permette di rilevare il comportamento di un edificio sottoposto a vibrazioni (e quindi scosse sismiche), grazie all’utilizzo di sensori della categoria degli accelerometri
SCANSIONI LASER 3D
Il laser scanner 3D è uno strumento elettronico che ci fornisce le coordinate spaziali di una nuvola di punti appartenenti all’oggetto del rilievo. I sistemi attuali riescono a rilevare fino ad 1 milione di punti al secondo. I dettagli vengono acquisiti in scala 1:1 e il modello risulta coerente nello spazio. (Partner specializzato: PISCAN)
LA SECONDA FASE: BIM E VIRTUAL REALITY
L’elaborazione del modello 3D della struttura, ricostruito a partire dalla nuvola di punti ma anche grazie ad una modellazione manuale CAD, è in grado di interagire con il BIM – Building Information Modeling.
LA METODOLOGIA BIM
Nell’impostazione della ricerca si tiene conto dell’obiettivo di integrare, ove possibile, la metodologia BIM (Building Information Modeling), che prevede di raccogliere, combinare e integrare digitalmente tutti i dati rilevanti di una costruzione.
Viene creato un “Digital Twin” (gemello digitale) della struttura, attraverso il quale è possibile:
- Acquisire i dati geometrici in dettaglio dell’edificio
- Introdurre i dati rilevati dai sensori e dal check up
- Introdurre modelli di simulazione dinamica rispetto alle vibrazioni e agli aspetti energetici. Valutare la sicurezza sismica ed efficienza energetica (as-built). Individuare criticità e Indicatori
- Mostrare il progetto in realtà virtuale anche ai clienti e agli operatori coinvolti
- Progettare gli interventi di messa in sicurezza e ristrutturazione
- Inserire nel database virtuale i dettagli tecnici, la descrizione e i costi dell’intervento
La realtà virtuale interviene come strumento di sintesi visiva dei dati raccolti, sia per identificare la diagnosi che per presentare i progetti di intervento.
LA TERZA FASE: INTERVENTI DI ADEGUAMENTO DEGLI EDIFICI (BUILDING RENOVATION)
Il progetto prevede, sulla base dei dati raccolti nella fase diagnostica, di sviluppare soluzioni avanzate per interventi antisismici, di ottimizzazione energetica e di ristrutturazione edilizia.
L’intervento di EFFEGI SYSTEMS permette di progettare e realizzare una tecnologia altamente innovativa.
La presente relazione documenta la fase intermedia del progetto, a ottobre 2018: conclusione del progetto è prevista per metà del 2019