Scoperte Innovative nell’Ingegneria del Legno
Recenti ricerche condotte da un team di esperti svizzeri hanno messo in luce nuove possibilità per le pareti in legno con finestre, dimostrando che possono sostenere carichi orizzontali superiori a 100 kilonewton. Questa scoperta, guidata dalla dottoranda Nadja Manser presso i Laboratori Federali Svizzeri per la Scienza e la Tecnologia dei Materiali (Empa), è il risultato di un progetto di ricerca di quattro anni. Gli esperimenti, condotti in collaborazione con l’ETH di Zurigo e l’Università di Scienze Applicate di Berna, hanno rivelato che le strutture in legno con aperture per finestre possono offrire una stabilità sorprendente. La ricerca si propone di colmare una lacuna significativa nella conoscenza strutturale, aprendo la strada a nuove normative e pratiche nel settore delle costruzioni in legno.
La Necessità di Normative nel Settore delle Costruzioni in Legno
Attualmente, non esistono normative specifiche in Svizzera e in altri paesi europei riguardo alla capacità di carico orizzontale delle pareti in legno con finestre. Questa mancanza di regolamentazione ha portato a una visione limitata da parte degli ingegneri, che tendono a considerare le aperture come aree strutturalmente inefficaci. Manser ha evidenziato come, nei modelli ingegneristici tradizionali, le pareti con finestre vengano trattate come se fossero vuote, privando così le strutture di un potenziale contributo alla stabilità. Questo approccio ha portato a una progettazione inefficiente, in cui l’intero segmento della parete viene considerato come se fosse aria, limitando le possibilità di innovazione nel design degli edifici in legno.
Test Innovativi sulle Pareti in Legno
Per sfidare le convinzioni tradizionali, il team di ricerca ha avviato una serie di test su pannelli di legno utilizzati nella costruzione a telaio. Gli esperimenti si sono evoluti per includere interi segmenti di parete con diverse dimensioni di finestre. Manser ha spiegato che l’obiettivo è esaminare come le pareti a telaio in legno con aperture possano contribuire al rinforzo orizzontale degli edifici. La fase finale degli esperimenti ha avuto luogo presso la hall di costruzione dell’Empa, dove le pareti in legno a grandezza naturale sono state sottoposte a carichi orizzontali controllati fino al collasso. I risultati hanno confermato l’ipotesi dei ricercatori, dimostrando che anche in presenza di aperture, le pareti possono fornire una capacità di rinforzo misurabile.
Implicazioni per il Futuro delle Costruzioni in Legno
Nonostante il fallimento controllato durante i test, le prestazioni delle pareti hanno sfidato le assunzioni ingegneristiche tradizionali. I dati raccolti sono fondamentali per sviluppare un modello computazionale che catturi la rigidità orizzontale delle pareti in legno con finestre. Questo approccio innovativo potrebbe consentire agli ingegneri di prevedere con maggiore precisione il comportamento delle pareti sotto carichi laterali, evitando stime conservative. In alcuni casi, potrebbe persino eliminare la necessità di un nucleo in cemento, attualmente richiesto per raggiungere i valori di rigidità desiderati negli edifici in legno.
Collaborazioni per Semplificare il Modello Computazionale
Attualmente, il team di ricerca sta collaborando con partner industriali per semplificare il nuovo modello computazionale. Manser ha sottolineato l’importanza di sviluppare un modello pratico e meno intensivo dal punto di vista computazionale, ma in grado di fornire valori accurati per l’applicazione nel settore delle costruzioni. Questa innovazione è particolarmente rilevante per gli edifici a medio-altezza, dove l’efficienza strutturale e il risparmio di materiali sono cruciali. La ricerca continua a progredire, con l’obiettivo di trasformare il modo in cui le strutture in legno vengono progettate e ottimizzate, contribuendo a un futuro più sostenibile nel settore delle costruzioni.
