SPACE Project Semi-active and Passive Control of the Dynamic Behaviour of Structures subjected to Earthquakes, Wind and Vibrations
data di inizio: 1° aprile 2000 - data prevista di completamento: 31 marzo 2003

Il progetto di ricerca SPACE (Semi-active and PAssive Control of the Dynamic Behaviour of Structures subjected to Earthquakes, Wind and Vibrations) finanziato dalla Commissione Europea nell’ambito del V Programma Quadro (programma: energia, ambiente e sviluppo sostenibile - azione chiave: prodotti innovativi) ha come obiettivo lo sviluppo di:

a) sistemi innovativi per il controllo della risposta strutturale di edifici, ponti ed impianti industriali soggetti ad azioni dinamiche a bassa frequenza (sisma e vento) mediante l'utilizzo di dispositivi semi-attivi a fluido magnetoreologico e/o ad orifizio variabile;

b) sistemi per l'isolamento 2- e/o 3-D, mediante dispositivi elastomerici avanzati, di apparati industriali di controllo e ambienti speciali come teatri, musei, ecc., particolarmente sensibili alle vibrazioni indotte da azioni dinamiche a bassa ed alta frequenza (sisma e traffico).

E' prevista al termine del progetto la redazione di un manuale ad uso dei progettisti, che rappresenterà per i potenziali utenti uno strumento pratico per l’implementazione delle tecnologie innovative passive e semi-attive oggetto della ricerca.

Il gruppo di lavoro è altamente complementare e multidisciplinare, ed è formato dai seguenti nove partners appartenenti a cinque diversi paesi dell'Unione Europea:

• MAURER SÖHNE GmbH (D): contraente principale e produttore dei dispositivi

• BILFINGER + BERGER Bauaktiengesellshaft (D): progettazione strutturale (edifici e ponti)

• THOMSON MARCONI SONAR s.a.s. (F): elettronica di controllo

• POLITECNICO DI STOCCOLMA (S): ricerca sui fluidi magnetoreologici

• ENEL.HYDRO/ISMES (I): laboratorio prove strutturali

• ENEA (I): modellazione numerica e prove su elastomeri

• ENEL.HYDRO/PIS (I): utilizzatore finale per le apparecchiature elettriche

• UNIVERSITÀ DI ROMA TRE: ricerca sui sistemi innovativi di controllo strutturale

• TUN ABDUL RAZAK RESEARCH CENTRE (UK): materiali e dispositivi elastomerici

Il progetto SPACE risponde ad alcune esigenze sociali, tra le quali l'incremento del livello di sicurezza delle costruzioni localizzate in zone ad alta sismicità o particolarmente sensibili all'azione del vento, il miglioramento della qualità della vita delle persone che risiedono o lavorano in edifici siti in aree fortemente urbanizzate e soggetti a vibrazioni indotte dal traffico o da macchinari industriali, la salvaguardia dei livelli occupazionali a seguito di un evento sismico o altri disastri naturali attraverso la mancata dislocazione delle attività produttive sul territorio, il mantenimento in funzione degli impianti di produzione di energia durante la fase di emergenza seguente un terremoto, la riduzione dei rischi ambientali conseguenti al danneggiamento di un impianto chimico.

Il progetto si articola in una serie di fasi: la selezione di strutture civili e industriali più rappresentative per l’applicazione del controllo strutturale semi-attivo e dell’isolamento dalle vibrazioni, lo sviluppo del sistema di controllo semi-attivo, il progetto e la costruzione di dispositivi per il controllo strutturale e l’isolamento, l’implementazione di modelli numerici delle strutture reali e di loro prototipi e le relative analisi dinamiche, lo sviluppo di modelli numerici dei dispositivi, l'esecuzione di prove dinamiche sui dispositivi, sulle strutture reali e sui prototipi delle stesse, la valutazione dei benefici tecnici ed economici del controllo strutturale e dell’isolamento, ed, infine, la stesura del manuale ad uso dei progettisti contenente le procedure per l’implementazione delle suddette tecnologie.

L’approccio adottato per sviluppare dispositivi aventi caratteristiche migliori rispetto a quelli attualmente presenti sul mercato è quello di partire dalla tecnologia corrente relativa ai dispositivi oleodinamici passivi a fluido inserendo elettrovalvole per il controllo automatico del flusso ovvero utilizzando fluidi magnetoreologici. Si intende inoltre migliorare gli attuali sistemi di isolamento dalle azioni sismiche orizzontali basati sull'utilizzo di appoggi elastomerici armati con lamierini in acciaio sviluppando nuovi dispositivi capaci di filtrare anche le vibrazioni causate dal traffico e da macchinari industriali, nonché l'azione sismica verticale.

Il programma di ricerca ha durata triennale e si articola in dieci parti di durata variabile, dette Workpackages (WP), dedicate allo svolgimento delle varie fasi. Per ciascuna di esse è indicato un partner responsabile, che ha il compito di redigere alla fine del WP una sintesi dei rapporti redatti dagli altri Partner coinvolti.

Il DiPSA è direttamente coinvolto nel secondo WP (Sviluppo del sistema di controllo semi-attivo) comprendente la definizione della strategia di controllo ed i relativi algoritmi per i dispositivi semi-attivi, nonché la progettazione e costruzione del sistema di sensori e dell'elettronica di controllo. È inoltre direttamente coinvolto nel quarto WP (Modelli numerici dei dispositivi ed analisi dinamiche) che riguarda lo sviluppo dei modelli numerici dei dispositivi analizzati e la loro validazione sulla base dei risultati sperimentali. E' infine responsabile del penultimo WP (Manuale utente ad uso dei progettisti).

Aspetto caratterizzante della ricerca è l’esecuzione di prove su strutture reali (in sito) e su modelli (in laboratorio), allo scopo di verificare il comportamento dei dispositivi innovativi sviluppati nel corso della ricerca e di valutare la loro capacità di migliorare la risposta strutturale. Le strutture selezionate sono una ciminiera industriale, un modello in scala ridotta di edificio in acciaio, ed un prototipo di una camera di controllo di una centrale di produzione dell'energia elettrica.