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Così la tecnologia può migliorare la resilienza dei ponti

Le tecniche di costruzione del ponte Morandi non potevano più sopportare la mobilità del capoluogo ligure. L’esempio di Austria e IoT

ponte iot tecnologia

Antonino Caffo

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La tragedia di Genova è lunga almeno un decennio, il tempo necessario al viadotto Polcevera perché la tecnologia utilizzata dall’ingegnere Riccardo Morandi (da cui il ponte prende il nome) divenisse inefficiente, più che obsoleta.

Tecnica fallimentare

Nel 2016, Antonio Brencich, professore associato di Costruzioni in cemento armato all'Università di Genova, aveva già anticipato gli effetti di una eccessiva corrosione del ponte. Lo ha ribadito in radio qualche ora fa: “Morandi aveva pensato a un viadotto sospeso, fatto di cavi di acciaio che vengono tesati e che scorrono all’interno di guaine. Tali guaine vengono riempite per impedire che il tempo possa rovinare gli stessi cavi, parti sostanziali della struttura".

"Evidentemente la tesatura non ha funzionato e la protezione non ha tenuto quanto avrebbe dovuto. Basti pensare che la torre est, quella ancora in piedi, a soli 20 anni dall’apertura, era stata ristrutturata totalmente per gravi problemi. 20 anni, per un ponte, non sono niente, poco più che un battito di ciglio”.

La tecnologia del ponte Morandi

Il ponte Morandi è un cosiddetto ponte strallato, di tipo sospeso, dove cioè il modulo impalcato è mantenuto da una serie di cavi (gli stralli) ancorati a torri o piloni, che fungono da sostegno. Nello specifico del viadotto ligure, il sistema progettato nel 1963 considerava cavalletti sospensori a forma di due “V” sovrapposte: una per allargare la zona centrale di appoggio e l’altra per sostenere i tiranti superiori. A crollare è stata parte della torre ovest e di tre piloni, compresa una delle combinazioni di doppie “V”.

Decenni da salvare

Con la decisione del vice ministro delle infrastrutture Edoardo Rixi di smantellare completamente il ponte, il servizio del Morandi è durato esattamente 51 anni, essendo stato ultimato nel 1967. L’Europa è piena zeppa di ponti così. Solo in Italia ne abbiamo quattro di grandi dimensioni: Ponte Morandi, Ponte del Mare (Pescara), Ponte dell’Indiano (Firenze) e, il più recente (2007), il Santiago Calatrava a Reggio Emilia.

La città di Vigo, in Spagna, ha il Ponte di Rande; Le Havre il Ponte di Normandia; il Regno Unito il Second Severn Bridge; Vladivostok, nel Bosforo orientale, il Ponte dell'isola Russkij. A seconda del grado di corrosione, ciò che è successo a Genova, senza la dovuta manutenzione, potrebbe accadere ovunque. Per evitare di far diventare i costi di gestione più alti di quelli di ricostruzione (come è avvenuto a Polcevera), è utile prendere in considerazione uno studio, sia teorico che applicato, dell’Università di tecnologia di Vienna.

Esempio austriaco

L’istituto ha collaborato alla realizzazione del primo ponte a sostegno integrale di tutto il paese, dimostrando che una combinazione di materiali odierni può assicurare che una struttura duri nel tempo e a condizioni meteorologiche avverse (l’Austria non è la Spagna, per intenderci).


Satzengraben bridge

Il Satzengraben bridge in Austria – Credits: tuwien.ac.at


La tecnologia è stata brevettata e certificata dalla ASFiNAG, il Ministero federale dei Trasporti, dell'innovazione e della tecnologia, che ha dato il via libera per la costruzione del passaggio sull'autostrada A5 Nord. Il ponte, seppur non strettamente di tipo strallato, utilizza un’innovazione capace di proteggere meglio anche i viadotti sospesi perché con questi condivide alcune necessità di intervento sia in fase di progettazione che sviluppo e finalizzazione.

In cosa consiste

Quando attraversate un ponte, uno qualsiasi, vi accorgerete di un piccolo sbalzo all’ingresso e all’uscita. Si tratta delle giunture che, fisicamente, assicurano la parte terrena con quella sospesa. Gran parte della struttura poggia su questi elementi, peraltro molto sensibili alla variazione delle temperature durante l’anno.

L’obiettivo della compagnia TU Wien è stato quello di realizzare un ponte con materiali all’avanguardia ma non costosi, che ne preservassero l’affidabilità in estate, come in inverno, per qualunque tipologia di design architettonico. Il primo esempio è lo Satzengraben bridge tra Schrick e Poysbrunn, capostipite di una nuova generazione di ponti ibridi, destinati a sostituire (o migliorare) quelli esistenti.

La fibra in vetro

Il grosso del progetto si è concentrato nel distribuire le giunture menzionate lungo tutta la superficie del viadotto. Ma sarebbe stato troppo semplice solo spalmare i giunti per le diverse centinaia di metri per cui il ponte prosegue. Gli austriaci hanno infilato nei blocchi di calcestruzzo posti come fondamenta dell’opera, tutta una serie di materiale speciale in fibra di vetro, che la lo scopo di attutire il passaggio dei veicoli, l’erosione e la diversità  climatica tra le stagioni.

Come sappiamo infatti, in inverno un ponte tende a contrarsi mentre in estate ad estendersi. Il compito delle fibre in vetro è proprio di rendere più elastica la struttura che, all’evenienza, crea solo piccoli spazi tra i blocchi in calcestruzzo, nell'intervallo di millimetri, niente di compromettete per la viabilità, anche sostenuta, a differenza dei possibili cedimenti sulle impalcature tradizionali.

Internet delle Cose

Se il punto di partenza è strutturale, altri piccoli accorgimenti possono supportare oggi una migliore comprensione dello stato di salute dei nostri ponti. Le parole chiave sono due: IoT e cloud. L’Internet delle Cose permette di adottare sensori e rilevatori oramai a costi contenuti, da installare in prossimità delle infrastrutture da monitorare.


bosch iot

– Credits: Il sistema cloud di Bosch


Con il cloud, i dati sulle analisi vengono inviati direttamente a una piattaforma accessibile a tutti gli utenti abilitati, così da programmare interventi e agire, in caso, anche nell’immediato per preservare l’incolumità delle persone.

Come fare

Un esempio tra tutti è dato dall’azienda tedesca Bosch, che ha già prodotto un kit per la salvaguardia dei ponti. Innanzitutto, sul viadotto vengono piazzati vari sensori che raccolgono dati su umidità, temperatura, espansione e vibrazione. Queste informazioni sono trasmesse al Bosch IoT Cloud che, con l'aiuto dei partner del settore edile, analizza gli elementi per determinare il da farsi. Gli operatori possono dunque trarre conclusioni su eventi inaspettati come incidenti o atti di vandalismo, rilevando eventuali segni di usura o eccessiva fatica della costruzione.

Lungi dal voler eliminare i controlli periodici dei tecnici, la soluzione di Bosch, come quelle simili di tante altre società del settore, promette di restituire una visione precisa del grado di affidabilità di un ponte, integrando analisi sensoriali con algoritmi di machine learning, capaci di predire quando un hardware è giunto alla quasi fine del suo percorso, per sostituire parti strutturali prima che sia troppo tardi, ottimizzando i costi e, soprattutto, proteggendo vite umane.

Per saperne di più:

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