Ardea Progetti e Sistemi, grazie al sistema brevettato Betontex®, ha contribuito fin dal 1998 alla ristrutturazione statica e architettonica di alcuni dei più importanti monumenti e palazzi storici del nostro paese (fra cui la basilica di San Petronio a Bologna, quella di Sant’Antonio a Padova, quelle di Alba e Vicoforte, in provincia di Cuneo, e la Reggia di Venaria Reale a Torino), nonché alla messa in sicurezza di buona parte del patrimonio artistico danneggiato in seguito al terremoto in Abruzzo. Quali sono i vantaggi che possono trarre anche gli edifici privati e i capannoni delle aree colpite dal sisma del 20 e 29 maggio scorso in Emilia da una tecnologia come la vostra, che utilizza le fibre di carbonio?

Uno dei principali vantaggi di un sistema di rinforzo strutturale in fibra di carbonio, come il Betontex®, è la sua grande leggerezza. Le caratteristiche meccaniche della fibra di carbonio con i sistemi epossidici conferiscono alle strutture un’altissima resistenza a trazione, senza l’apporto di massa e di spessore, quindi di rigidezza, tipica dei sistemi tradizionali. Soprattutto in caso di sisma, è estremamente importante sugli edifici esistenti eseguire interventi che non modifichino la massa e la rigidezza, ma incrementino la resistenza, e tutto ciò può essere ottenuto utilizzando per il consolidamento strutturale degli edifici esistenti i materiali compositi FRP. Le fibre di carbonio possono rivelarsi di grande validità e utilità, tant’è che a L’Aquila ormai sono di uso quasi generale, e nelle linee guida di tutte le Regioni d’Italia oggi troviamo capitolati di applicazione delle fibre sia per il rinforzo strutturale sia per il miglioramento o addirittura per l’adeguamento sismico. Questo non vuol dire che le fibre di carbonio siano sufficienti da sole a risolvere tutti i problemi: ciascun caso va esaminato nel suo complesso, attraverso la costruzione di modelli che consentano le verifiche di comportamento sismico e la progettazione di interventi di altra natura, come, per esempio, l’introduzione di setti di contrasto o la creazione di giunti elastici, da affiancare all’applicazione delle fibre.

Un altro vantaggio dei sistemi in fibra di carbonio è la facilità di messa in opera: utilizzando queste tecnologie non occorrono più messe in sicurezza temporanee con tiranti o pali di legno, che poi devono essere tolti, si possono rinforzare gli edifici in pochi giorni, con interventi che fanno già parte di un’eventuale nuova sistemazione successiva della struttura. È stato questo il criterio che abbiamo adottato nelle zone dell’Emilia colpite dal sisma recente. È emblematico il caso del grattacielo di Cento: cinquantasei famiglie sono potute rientrare in casa già dal 1° agosto, con un livello di sicurezza antisismico. Siamo intervenuti, d’accordo con i tecnici della Protezione Civile, per ridare l’agibilità a questo grattacielo di quattordici piani che era stato danneggiato soprattutto in alcune zone del vano scala; se e quando la proprietà vorrà proseguire con altri lavori, faremo un’analisi di vulnerabilità e il progetto di adeguamento sismico. Ma intanto, ciò che abbiamo realizzato è definitivo e propedeutico agli interventi successivi.

Si è parlato molto dei danni che si sono verificati durante il sisma nelle strutture dei capannoni industriali, perché le coperture erano slegate dai pilastri. Esistono particolari linee guida che danno indicazioni a questo proposito?

Il Reluis – l’ente che raccoglie tutti i laboratori universitari che si occupano di sismica in Italia e fornisce consulenza in materia sismica alla Protezione Civile – ha redatto linee guida per la messa in sicurezza dei capannoni, che suggeriscono di creare sistemi di connessione fra travi e pilastri attraverso l’utilizzo di piastre in acciaio, fissate alla struttura mediante bulloni o perni in acciaio. Questa tecnica però sconta alcune difficoltà esecutive oggettive: i fori sono previsti in zone delle travi in cui possono essere presenti molte armature, dove può essere problematico praticare un numero elevato di fori, con conseguenti complicazioni per il lavoro degli operatori, che devono evitare di tagliare l’armatura.

Allora, dalla sollecitazione di un’impresa che per mettere in sicurezza un capannone doveva bloccare 400 tegoli e per questo praticare ben 1600 fori, è nata la nostra sperimentazione, che ha avuto un risultato eccellente, come tutte le sperimentazioni di Ardea, nate da esigenze del mercato: anziché fissare le piastre di acciaio con bulloni o perni, abbiamo applicato fasce in carbonio. Questa soluzione consente di distribuire i carichi su superfici maggiori, invece che localizzare i carichi in corrispondenza dei fori, con un risultato in termini di resistenza globale nettamente superiore. Una tecnica di questo tipo risulta inoltre particolarmente indicata in presenza di calcestruzzi moderatamente poveri.

È vero che per proporre una soluzione di questo tipo bisogna avere anche una grande confidenza con i materiali: comunemente non si pensa che una piastra si possa tenere ferma incollandovi una fascia in fibra di carbonio, mentre risulta naturale pensare all’impiego di bulloni passanti. Ma non dimentichiamo che l’uso del carbonio in edilizia è nato in Giappone per l’esigenza di recuperare strutture danneggiate dopo il terremoto del 1986, che aveva devastato mezzo paese. I salti di qualità nelle tecnologie nascono spesso in situazioni di gravissima emergenza. Prima della seconda guerra mondiale, le navi si costruivano per chiodatura delle lamiere sui telai di ferro. Quando gli americani si accorsero che i tedeschi affondavano le loro navi che attraversavano l’Atlantico a una velocità maggiore di quella con cui riuscivano a costruirle, dovettero inventare una nuova tecnologia di costruzione più veloce per fabbricarne di più. Allora incominciarono a saldare le lamiere alle strutture. Anche gli aerei prima si costruivano con le lamiere in alluminio chiodate, oggi le lamiere sono incollate con adesivi strutturali, spesso a base di resine epossidiche, e comunque la quantità di composito strutturale impiegato in aeronautica è aumentata in ordine di grandezza, passando dal criterio della chiodatura a quello dell’adesione, un concetto spesso difficile da trasmettere a chi da sempre usa tecniche tradizionali. È chiaro che rimangono casi in cui è necessario usare perni e connessioni meccaniche, ma il nostro sforzo dal 1998 è stato quello di trasmettere un nuovo approccio agli operatori dell’edilizia in Italia e dare un piccolo contributo a questa rivoluzione che altri settori hanno già ampiamente compiuto.

Grazie ai suoi costanti investimenti nella ricerca, Ardea ha potuto dare un apporto anche al gruppo che ha messo a punto la normativa del CNR per l’uso dei materiali compositi nelle costruzioni. Esistono casi di edifici antichi che hanno resistito al sisma perché erano stati rinforzati con il carbonio, seguendo questa normativa (CNR DT200/2004), che ha recepito l’utilizzo di tali tecnologie in un’ottica di prevenzione?

Abbiamo avuto riscontri molto positivi in questo senso: le poche strutture rinforzate con il carbonio, come il campanile della chiesa di Lesignana (MO), non hanno subito danni in seguito al sisma. Il nostro sistema consente alla muratura di resistere, prevenendo le criticità delle strutture dovute alla mancanza di resistenza a trazione, mediante un’azione di contenimento della fessurazione e del relativo meccanismo fessurativo. Quando una struttura supera la deformazione ultima, si creano fessure che possono provocarne il dissesto. Aumentare la resistenza degli elementi strutturali, conferendo una maggiore capacità di resistere a sollecitazioni di trazione, permette in generale un incremento della capacità della struttura rispetto alle sollecitazioni esterne.

I rinforzi effettuati con il sistema Betontex® presentano tutti i vantaggi dei cordoli in calcestruzzo, senza gli svantaggi del peso e dell’ingombro, sono di basso spessore, non invasivi e a vista (perché applicabili sotto gli intonaci), oltre che di semplice realizzazione in cantiere. Per di più, sono reversibili in quanto applicati all’esterno, senza demolire la struttura sottostante.

Come abbiamo potuto constatare in numerosi interventi di rinforzo come le basiliche di San Pietro e San Petronio a Bologna e altre in tutta Italia, quando si è trattato di mettere in sicurezza i monumenti, gli ornati o i cornicioni delle chiese, dove precedenti interventi con elementi in ferro – che ossidandosi provocano obbligatoriamente la rottura della pietra – avevano creato più danni che benefici, l’uso di fasce di carbonio, applicate nei modi opportuni all’esterno della struttura, ha dato ottimi risultati anche nelle situazioni sismiche che si sono verificate.