Utilizzo di sistemi di controllo attivo della risposta sismica per il miglioramento sismico di edifici esistenti

I sistemi di controllo attivo della risposta sismica, già in voga in molti Paesi dell’estremo oriente, permettono contemporaneamente di migliorare le performance dinamiche della costruzione e monitorare h24 la struttura.

L’utilizzo di questi sistemi è già contemplato da normative internazionali, come la ISO 3010:2017, e indicato tra le tecnologie adottabili per il miglioramento della risposta sismica degli edifici di nuova costruzione o esistenti.
 

Come funziona un sistema di controllo attivo della risposta sismica?

Tutti i giorni, quando camminiamo, il nostro corpo è in grado di mantenere l’equilibrio grazie alla misurazione inconscia di alcuni parametri, quali l’inclinazione tramite il labirinto auricolare.

Tutto questo è possibile grazie al cervello umano che misura dei parametri e comanda il movimento del corpo. Infatti, il corpo umano è il perfetto esempio di sistema di controllo attivo.

Un sistema di controllo attivo richiede l’utilizzo di attuatori per esercitare delle forze, sensori per misurare dei parametri e un controllore in cui possa essere implementato l’algoritmo di controllo, che è a tutti gli effetti assimilabile al cervello della macchina.

Allo stesso modo con cui il corpo umano permette di mantenere l’equilibrio, il sistema di controllo attivo della risposta sismica richiede:

1. l’installazione di attuatori sulla copertura dell’edificio, per esercitare le forze di controllo sulla costruzione; 
2. sensori posizionati in determinati punti, per misurare il movimento della struttura;
3. il computer centrale di comando, dove viene implementato l’algoritmo di controllo per permettere il monitoraggio attivo dell’edificio. 

Tutto questo trasforma un qualsiasi edificio esistente una smart structure.

Durante l’evento sismico i sensori misurano il movimento della costruzione e il computer centrale di comando impone la generazione di forze da parte di ognuno dei dispositivi installati in copertura, al fine di minimizzare gli spostamenti dei piani, le derive interpiano e di conseguenza gli sforzi agli elementi strutturali.
 

Sistema di controllo attivo della risposta sismica. Immagine del sistema I-Pro 1.

I-Pro 1 è il primo sistema di controllo attivo pensato per gli edifici esistenti

I-Pro 1 è il primo sistema di controllo per il controllo attivo della risposta sismica pensato per proteggere sismicamente gli edifici esistenti. Il sistema I-Pro 1, infatti, consente di migliorare il comportamento strutturale globale di una costruzione in caso di evento sismico.

I-Pro 1 viene installato sull’ultimo impalcato dell’edificio con operazioni di cantiere non invasive, permettendo quindi di ridurre al minimo il disagio per residenti e proprietari degli immobili, conservare il patrimonio architettonico dell’edificio e consentire al progettista di agire con la massima flessibilità.
 

Sistema di controllo attivo della risposta sismica I-Pro 1 installato sulla copertura di una struttura in cemento armato.

I-Pro 1 si compone di quattro componenti base: massa inerziale, sensori accelerometrici, computer di controllo e batteria tampone.

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Il sistema funziona in caso di terremoto, azionandosi in totale autonomia, riducendo le ampiezze di oscillazione della costruzione e di conseguenza gli sforzi applicati agli elementi strutturali, evitando danni significativi della costruzione.

Le forze da generare e la loro ampiezza, così come l’implementazione dell’algoritmo di controllo ISAAC e la misurazione delle accelerazioni dell’edificio nei punti di installazione dei sensori, sono a capo del computer centrale che regola il funzionamento dell’intero sistema.

Esempio di sensori accelerometrici del sistema di controllo attivo della risposta sismica

I-Pro 1 è una tecnologia brevettata, testata (leggi l’articolo sui test svolti) e distribuita sul mercato Europeo.

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