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Ardea Progetti e Sistemi, società di progettazione e vendita di materiali compositi per l’edilizia, è nata nel 1993, contemporaneamente con FTS (Fibre Tessuti Speciali) di Torino, su iniziativa di alcuni soci, che volevano mettere a frutto l’esperienza acquisita in importanti gruppi internazionali che già negli anni ottanta sviluppavano applicazioni per diversi settori: navale, aeronautico, automobilistico, sportivo, tessile e altri. Oggi, con i suoi settanta telai, FTS ha grandi capacità produttive di tessuti industriali a base di fibre poliestere, nylon, fibre aramidiche e fibre speciali, compresi i tessuti per edilizia in fibre di carbonio nati sulla base di ricerche e brevetti sviluppati da Ardea. 

All’epoca siamo stati i primi a introdurre in Italia, nel 1993, con grande merito di Angelo Di Tommaso, professore dell’Università di Bologna, le tecnologie dei compositi in edilizia. Successivamente, nel 2004, abbiamo colto l’occasione per il nostro paese di fare un grande passo avanti in questo campo, quando il CNR ha pubblicato la normativa di riferimento per il consolidamento di strutture con queste tecnologie (DT200/2004), coprendo in tempi molto brevi le carenze legislative legate all’introduzione di questi nuovi materiali. Normativa che oggi è di riferimento per numerosi paesi europei. Il primo utilizzo in assoluto dei compositi in edilizia risale al 1986, anno in cui il Giappone fu devastato da uno dei più disastrosi terremoti della storia: si scoprì che le fibre di carbonio, cinque volte più resistenti dell’acciaio e in grado di dissipare l’energia di deformazione, potevano utilmente essere impiegate nel recupero delle strutture danneggiate dal sisma. 

Oggi, i progetti che indicano l’utilizzo dei materiali in fibra di carbonio nei loro capitolati sono abbastanza diffusi, ma spesso manca una cultura dei compositi che aiuti il progettista a definire in modo preciso le specifiche del materiale da utilizzare, come per esempio la grammatura, lo spessore del nastro e le modalità di calcolo e di applicazione: se non si indicano questi parametri, è come progettare strutture in calcestruzzo senza indicare le dimensioni dei ferri e la loro disposizione.

I materiali compositi sono costituiti da una fibra e da una matrice. La fibra è l’elemento che assume i carichi, mentre la matrice assume la forma e trasferisce i carichi alla fibra. Le matrici possono essere di tipo polimerico, in particolare epossidico; inoltre, negli ultimi anni, si sta lavorando per utilizzare le fibre direttamente all’interno di malte di tipo cementizio o a base calce. 

I rinforzi, invece, sono costituiti da fibre continue, generalmente in carbonio, vetro, o altro. In un composito vale il principio delle miscele: i carichi del composito sono dati dai carichi della fibra per la sua frazione volumetrica, non considerando, perché trascurabile, il contributo della matrice. Lo stesso vale per il modulo elastico. In un composito è possibile cambiare la natura delle fibre e il loro orientamento, per cui la progettazione del tessuto è alla base della progettazione del composito e delle sue applicazioni: il tessuto che occorre per costruire una barca sarà diverso da quello utilizzato in edilizia, su un aereo o su una bicicletta. 

Oltre alla resistenza, le fibre hanno il vantaggio dell’elasticità, della leggerezza e della scarsa invasività. La resistenza meccanica in assenza di rigidezza è la caratteristica che rende i compositi particolarmente adatti per il recupero e l’adeguamento sismico. I compositi hanno il vantaggio di non andare incontro a fenomeni di corrosione, per non parlare della non invasività e semplicità della messa in opera. Applicati con giusti criteri, semplificano enormemente la struttura del cantiere. 

Per il rinforzo strutturale si possono usare tessuti unidirezionali, lamine preformate, reti e tessuti multiassiali. Gli unidirezionali sono di uso generale, le lamine vengono utilizzate su travetti di piccole dimensioni, ma non hanno il vantaggio dei tessuti, che possono essere modellati sulla struttura da rinforzare. 

Ardea può offrire tutte le tipologie di fibre e resine e, in collaborazione con la società di produzione FTS, abbiamo la possibilità di fornire alle aziende la combinazione più adatta al singolo progetto, grazie anche alla consulenza del nostro studio di progettazione, che svolge un’importante attività di assistenza tecnica ai progettisti anche nelle applicazioni. 

Fra le tecniche più innovative, abbiamo sviluppato di recente i tiranti in fibra di carbonio, aramidica o sistemi ibridi. Un esempio interessante di applicazione di questi cavi è stato la messa in sicurezza del timpano delle Anime Sante a L’Aquila: i cavi utilizzati nelle cerchiature, da personale calato dall’alto, portavano diciotto tonnellate di carico con un peso di tre chili e mezzo, per una lunghezza di quaranta metri, mentre l’equivalente in acciaio sarebbe pesato almeno settanta chili, rendendo impossibile l’operazione. Anche le mura di Bassano, di altezza superiore a dieci metri, importanti porzioni di facciata della basilica di San Petronio a Bologna e altri edifici civili sono stati rinforzati inserendo tra i corsi delle pietre o dei mattoni cavi in carbonio e fibra aramidica, impregnati con la resina successivamente alla posa, in modo da rimanere morbidi durante l’applicazione, con la possibilità di seguire l’andamento della muratura. 

Un importante risultato ottenuto dalla nostra società è stato lo sviluppo e la successiva introduzione sul mercato di una serie di nuove resine all’acqua, di tipo interpenetrato (IPN), che possono essere usate come promotori di adesione tra fibre e malte cementizie. Queste resine sono porose, hanno un’alta resistenza termica, oltre i 150° C, non bruciano e presentano proprietà meccaniche del composito comprese tra il 70 e 90 per cento del corrispondente composito prodotto con resine epossidiche. Questi sistemi sono stati testati presso i laboratori dell’Università di Modena e di Bologna e presso l’Università di Atene, su travi in calcestruzzo di cinque metri di luce, con ottimi risultati. L’introduzione nel mercato di questi nuovi sistemi è iniziata da diversi mesi con un crescente interesse da parte di diversi operatori e da parte delle Sovrintendenze. 

Gli argomenti trattati dai relatori, di grande livello professionale, che mi permetto di ringraziare per avere accettato il nostro invito, potranno ben chiarire le varie problematiche di queste tecnologie e la loro utilità con particolare riferimento alle situazioni collegate al sisma.

**Il testo di Lino Antonio Credali è tratto dal suo intervento al convegno La forza della leggerezza (Mirandola, 18 settembre 2012, organizzato da Ardea Progetti e Sistemi, Bologna)