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L’attrito nel controllo strutturale passivo mediante sistemi innovatividi protezione sismica

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Il concetto di zona di mescolamento nella gestione dei corsi d’acqua

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L’ospedale pediatrico del III millennio: i bambininon sono pazienti. Il CastelloIncantato delle Cure

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numero 1gennaio-febbraio 2012

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ISSN 2038-4742

SOMMARIO

gennaio-febbraio2012

IngegneriNapoli

gennaio-febbraio 2012Bimestrale di informazione a cura del Consiglio dell’Ordine

EditoreOrdine degli Ingegneri della Provincia di Napoli

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ISSN 2038-4742

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Associato U.S.P.I.Unione Stampa Periodica Italiana

Tiratura: 13.000 copieFinito di stampare nel mese di febbraio 2012

Qualità delle acque

Il concetto di zona di mescolamentonella gestione dei corsi d’acqua

pag. 3

Sicurezza

L’attrito nel controllo strutturalepassivo mediante sistemi innovativi

di protezione sismicapag. 10

Progettazione

L’ospedale pediatrico del III millennio: i bambini non sono pazienti.

Il Castello incantato delle curepag. 23

Abusivismo edilizio

Considerazioni su alcuni abusi edilizi

pag. 29

In copertina: l’interno della Basilica di San Giovanni Maggiore Pignatelli.

Foto di Giovanni Genova - Soprintendenza per i beni architettonici, paesaggistici, storici,

artistici ed etnoantropologici per Napoli e provincia.

Istituzionale

Consegnati i premi della Fondazione Filippo Mannapag. 32

Sicurezza

Guida per l’installazione degli impianti fotovoltaicipag. 34

Istituzionale

Michele Viparelli un maestro della Scuola Napoletana di Ingegneria Idraulicapag. 38

Recensioni

Archi e volte in zona sismica. Meccanica delle strutture voltatepag. 40

Linee guida per riparazione e rafforzamento di elementi strutturali, tamponature e partizionipag. 42

Tabella dei prezzi luglio/agosto 2011pag. 43

3

“La zona dimescolamento, in sensonormativo, comprende

solo la parte iniziale dellazona necessaria al

mescolamento fisico, cheprosegue oltre quella

determinando unaulteriore riduzione delle

concentrazioni degliinquinanti al di sotto degli

SQA

”

Carlo GualtieriDocente di Idraulica Ambientale

Dipartimento di Ingegneria Idraulica, Geotecnica ed Ambientale (DIGA)

Università degli Studi di Napoli Federico II


IL CONCETTO DI ZONA DI MESCOLAMENTO

NELLA GESTIONE DEI CORSI D’ACQUA

Questa breve Nota Tecnica è dedi-cata al concetto di zona di mescola-mento ed alle sue implicazioni nellagestione della qualità delle acque deicorpi idrici superficiali. È ben notoche l’obiettivo fondamentale nel cam-po della qualità delle acque consistenell’individuare le misure di controllonecessarie per raggiungere determi-nati livelli di qualità. Una corretta li-nea di intervento, individuato il pro-blema, deve risalirne alle cause, sta-bilire i parametri di qualità da con-trollare e la strategia di intervento piùadatta. In linea generale, qualsiasiproblema di qualità delle acque, puòessere suddiviso in tre principali com-ponenti:– gli input, ossia i carichi inquinan-

ti, residui delle attività antropicheo di fenomeni naturali;

– i processi di trasporto e di trasfor-mazione di tali inquinanti chehanno luogo nel corpo idrico. Lostudio di tali processi costituiscel’oggetto della Idraulica Ambien-tale (IA), che può, quindi, esseredefinita come la disciplina che stu-dia i processi che determinano iltrasporto e le trasformazioni at-traverso l’idrosfera, sia su scalalocale che su scala regionale, del-le sostanze che caratterizzanoe/o influenzano la qualità di taleambiente naturale (Cushman-Roi-sin ed altri, 2008);

– gli output, ossia i valori delle con-centrazioni dei parametri di qua-lità delle acque, come l’ossigenodisciolto, i nutrienti o i metalli pe-

santi, che si stabiliscono nel cor-po idrico a seguito della intera-zione fra i carichi inquinanti ed iprocessi di trasporto e trasforma-zione.

Tali valori di concentrazione vannomessi a confronto con gli standard diqualità stabiliti attraverso diversi stru-menti legislativi per i diversi corpiidrici in relazione ai loro possibili im-pieghi. Dal confronto fra le concen-trazioni riscontrate nei corpi idrici edgli standard prefissati può derivare lanecessità di introdurre delle misure dicontrollo ambientale che vanno, perlo più, indirizzate sugli input, sui ca-richi inquinanti presenti, con la finali-tà di ridurli nella misura necessaria ariuscire a rispettare gli standard. Ciòmette in evidenza che non basta sta-bilire dei controlli sulla entità deglicarichi inquinanti ma occorre ancheverificare che essi si traducano, a se-guito dei processi di trasporto e tra-sformazioni che hanno luogo nel cor-po idrico recettore, in livelli qualitati-vi accettabili per quest’ultimo. La ne-cessità di tenere in considerazionesia il controllo degli carichi inquinan-ti che il rispetto degli standard di qua-lità nel recettore è stata, finalmente,presa in considerazione anche dallaNormativa in materia con il cosid-detto approccio combinato, più avan-ti illustrato, che però introduce la ne-cessità di prevedere delle zone di me-scolamento, dove, come si vedrà, sipossono accettare dei livelli qualitati-vi inferiori. Tuttavia, la Normativa at-

IngegneriNapoli4

tuale non fornisce una definizione ditali zone che sia suscettibile di unaimmediata applicazione, per cui laNota Tecnica si conclude con unesempio pratico di tale definizione,per il caso di un fiume.

Il quadro normativo. L’approcciocombinato. Discussione

Il quadro normativo vigente in mate-ria di qualità delle acque dei corpiidrici superficiali fa riferimento, a li-vello europeo, alla recente DirettivaComunitaria 2008/105 del16/12/2008 (UE, 2008) che haabrogato una serie di normative co-munitarie in materia e parzialmentemodificato la precedente Direttiva-Quadro Comunitaria 2000/60 del23/10/2000 (UE, 2000) sulle ac-que. La Direttiva 2008/105 hal’obiettivo di raggiungere un buon li-vello qualitativo, su scala di bacinoidrografico, entro il 2015. La valuta-zione della qualità delle acque è va-lutata tenendo conto di parametri siabiologici, relativi alla flora ed allafauna, che fisico-chimici, come latemperatura, l’ossigeno disciolto ed inutrienti, e idromorfologici, come laportata idrica, e considerando, infi-ne, anche la presenza di alcuni tipidi inquinanti, quali i metalli e i com-posti organici di sintesi. Se tutti gli in-quinanti e i gruppi di inquinanti simantengono nell’ambito degli stan-dard di qualità ambientale, il corpoidrico si trova in quello che è statoprima definito stato chimico buono.Un aspetto innovativo della normati-va comunitario è il cosiddetto ap-proccio combinato, che consiste nel-l’avere sia limiti di qualità sugli sca-richi (LQS) nel corpo idrico che stan-dard di qualità ambientale all’internodel corpo idrico (SQA); ciò è moltoimportante soprattutto per le fontipuntuali. Entrambi posseggono siavantaggi che punti critici. Si può os-servare che l’approccio basato su li-miti sugli scarichi, attraverso il con-trollo delle concentrazioni in ingres-so, consente di ridurre i carichi in-

quinanti immessi nel corpo idrico edè anche più semplice dal punto di vi-sta amministrativo, in quanto richie-de soltanto operazioni di prelievo sul-le condotte di scarico nel corpo idri-co. Tuttavia, dal punto di vista ecolo-gico, tale approccio non è troppo ef-ficace perché non tiene conto dei di-versi processi di natura fisica, chimi-ca e biologica che hanno luogo al-l’interno del corpo e che determina-no la risposta complessiva del corpoidrico ai carichi inquinanti immessi;pertanto, essi non presuppongonouna diretta responsabilità di chi sca-rica nel caso di situazioni di inquina-mento. Ad esempio, potrebbe verifi-carsi che in un certo corpo idrico tut-ti gli scarichi presenti, presi indivi-dualmente rispettino i limiti di quali-tà, ma, ciononostante, il corpo idricosi trovi in cattivo stato di qualità per-ché incapace di assorbire il com-plessivo carico inquinante che riceve.Al contrario, l’approccio basato sustandard di qualità ambientale fissadei limiti qualitativi all’interno del cor-po idrico, tali da garantire l’integritàdel corpo idrico, i quali tengono con-to di tutti i processi che traducono lacapacità del corpo idrico di ricevereed assimilare i carichi inquinanti sen-za danni rilevanti; tale capacità èchiamata capacità assimilativa delcorpo idrico. Tale approccio, inoltre,stabilisce una diretta responsabilitàdi chi scarica ma potrebbe portaread una situazione in cui un solo uten-te, non vincolato da limiti sullo scari-co, potrebbe da solo esaurire la ca-pacità assimilativa del corpo idrico,pur senza portare ad una violazionedegli standard di qualità ambientale.Infine, l’approccio basato su stan-dard di qualità ambientale per i cor-pi idrici è di più complessa gestionedal punto di vista amministrativo inquanto fa sorgere immediatamente ilproblema di dove e quante volte, al-l’interno del corpo idrico, misurare ilrispetto degli SQA, nel caso di scari-chi esistenti, e richiede l’impiego dimodelli predittivi per gestire il corpoidrico nel caso di nuovi scarichi. Sipuò concludere, quindi, che l’ap-

numero 1gennaio-febbraio 2012 5qualità delle acque

proccio combinato proposto dalla le-gislazione comunitaria ha appunto lafinalità di evitare il più possibile glisvantaggi che deriverebbero dall’ap-plicazione di uno solo dei due ap-procci. Restano, però, almeno duepunti di importanza centrale nell’ap-plicazione di tale approccio: – il primo riguarda la scelta del pun-

to di applicazione degli standarddi qualità ambientale nel caso diuna fonte puntuale. Va ricordatoche su tale punto la Direttiva-Qua-dro 2000/60 non offre indica-zioni specifiche, per cui due inter-pretazioni, per così dire, estremepotrebbero essere date. La primaè che gli SQA devono essere ri-spettati immediatamente a valledello scarico perché occorre ga-rantire la salute del corpo idricoin ogni momento e in ogni suopunto, ma ciò equivale a trasfor-mare gli SQA in limiti sullo scari-co. La seconda è che gli SQA de-vono essere rispettati solo, nel ca-so di un fiume, dopo il completomescolamento dell’effluente nellasezione trasversale e, nel caso diuno scarico a mare, in prossimitàdella spiaggia; in questo caso,verrebbe accettata la presenza diampie aree inquinate all’internodel corpo idrico. La Direttiva2008/105 sembra voler propor-re una soluzione di compromessofra queste due estreme interpreta-zioni con l’introduzione del con-cetto di zona di mescolamento,nella quale «...le concentrazionidi una o più delle sostanze elen-cate nell’allegato I, Parte A, pos-sono superare gli SQA applicabi-li, qualora tale superamento nonabbia conseguenze sulla confor-mità del resto del corpo idrico su-perficiale ai suddetti standard.».La Direttiva non indica con preci-sione le metodologie per fissare ledimensioni delle zone di mesco-lamento, limitandosi ad affermareche «...gli Stati membri che desi-gnano zone di mescolamento as-sicurano che l’estensione di cia-scuna di tali zone sia limitata alle

vicinanze del punto di scari-co…proporzionata, tenendo con-to delle concentrazioni di inqui-nanti nel punto di scarico e dellecondizioni in materia di emissionidi inquinanti previste dalla disci-plina preventiva e da eventuali al-tre normative comunitarie perti-nenti.»

– il secondo punto è relativo allaprocedura da utilizzare, nel pro-cesso di autorizzazione di un sca-rico in un corpo idrico, per assi-curarsi che esso, pur rispettando ilimiti allo scarico, non determinila violazione degli standard diqualità ambientali fissati per il cor-po idrico. È evidente che tale pro-cedura richiede una preliminare,adeguata conoscenza dei proces-si di trasporto e trasformazione al-l’interno del corpo idrico e, dalpunto di vista pratico, l’impiego diindagini diagnostiche e di model-li predittivi, basati su tale cono-scenza, in grado di stabilire qua-le sarà l’effetto dello scarico daautorizzare sulla qualità ambien-tale del corpo idrico. Nell’impie-go di questi modelli si dovrebbeanche tenere conto di diversi con-dizioni idrauliche (portata, veloci-tà, coefficienti di mescolamento)ed ambientali (temperatura, strati-ficazione, etc.) nel corpo idrico.Tali metodologie saranno in breveillustrate più avanti.

Limiti di concentrazione sia per gliLQS che per gli SQA sono presentinelle normative nazionali, interna-zionali e della EU per diverse sostan-ze e condizioni ambientali. NegliUSA la National Recommended Wa-ter Quality Criteria (EPA, 2006) con-tiene i criteri per la protezione dellavita acquatica nelle acque dolci e nelmare per circa 150 inquinanti. Talicriteri sono relativi sia alla massimaconcentrazione (CMC) che alla con-centrazione sversata in continuo(CCC), che rappresentano la massi-ma concentrazione della sostanzaconsiderata che può essere presenteper breve tempo (CMC) o per una

IngegneriNapoli6

Sostanza CMC – µg/L CCC – µg/L Cloro 13 7.5 Rame 4.8 3.1 Zinco 90 81 Cromo (VI) 1100 50 Nickel 74 8.2 Cadmio 40 8.8 Piombo 210 8.1 pH — 6.5–8.5

Tabella 1. Esempi di limiti allo scarico e distandard di qualità ambientale (USEPA,2006).

Sostanza Limite allo scarico Standard di qualità LQS/SQA(LQS) – mg/L ambientale (SQA) – µg/L

Cloro 0.2 7.5 27 Rame 0.5 4.8 104 Cadmio 0.5 1 500 Tricloroetano 0.1 10 10

Tabella 2. Esempi di limiti allo scarico e distandard di qualità ambientale.

durata indefinita (CCC) senza deter-minare effetti nocivi per l’ecosistema.Un esempio di tali criteri per alcuniinquinanti è mostrata nella Tabella 1.In ambito europeo, la normativa in-dica per una stessa sostanza, sia i va-lori dei limiti allo scarico (LQS) chequelli degli standard di qualità am-bientali (SQA); la Tabella 2 mostra ta-li parametri per il cadmio e il triclo-roetano ed loro rapporto. Si osservache tale rapporto è pari a 27 per ilcloro, a 104 per il rame, a 500 peril cadmio ed a 10 per il tricloroeta-no, mentre, in generale, è compresofra 5 e 1000 per la maggior partedelle sostanze considerate. In effetti, tale rapporto esprime l’im-patto degli inquinanti sull’ecosistema,dal momento che il limite allo scaricoserve a proteggere gli organismi vi-venti dall’effetto acuto della sostanza,mentre lo standard di qualità am-bientale deve prevenire i suoi effetticronici. Inoltre, tale rapporto fornisceindicazioni sulla riduzione della con-centrazione che, rispetto al valore al-lo scarico, la sostanza deve avere,per effetto dei processi di trasporto edi trasformazione in atto nel corpoidrico, per poter essere accettata dal-l’ecosistema senza provocare gravidanni. Pertanto, una corretta scelta di

tale rapporto non può non tenere con-to di tali processi, che vanno, quindi,considerati quando si va a definirel’estensione di una zona di mescola-mento; infatti, in altre parole, non sipuò pensare di applicare gli standarddi qualità né il più vicino possibile alpunto di scarico, introducendo zonedi mescolamento molto corte, né do-po il completo mescolamento delloscarico all’interno della corrente, per-ché ciò, determinerebbe delle zone dimescolamento lunghe chilometri o,addirittura, decine di chilometri, condanni inaccettabili per l’ecosistema.Sarebbe, pertanto, opportuno che lanormativa UE affermasse con mag-giore chiarezza che, nel caso di fon-ti puntuali, gli standard di qualità am-bientali devono essere rispettati al difuori delle zone di mescolamento, lacui estensione va definita caso per ca-so in funzione delle caratteristiche delcorpo idrico e di altri elementi di na-tura specifica. In secondo luogo, ilconcetto di zona di mescolamento hasenza dubbio la finalità di mettere inevidenza l’importanza dei processi dimescolamento che hanno luogo a val-le di una sorgente puntuale ma nonpuò coincidere con l’intera estensio-ne del tratto in cui tali processi si svol-gono fino ad esaurirsi completamenti;


in altre parole, la zona di mescola-mento in senso normativo non puòche essere solo la parte iniziale dellazona di mescolamento in senso fisico.Infine, non ha senso parlare di zonadi mescolamento nel caso di fonti dif-fuse, perché queste non sono caratte-rizzate da processi di mescolamentochiaramente identificabili. In definiti-va, anche se il concetto di zona dimescolamento non è nuovo nel con-testo internazionale, esso è innovati-vo per molti paesi europei, inclusal’Italia, per cui va applicato con la do-vuta attenzione al fine di ottenere gliauspicati miglioramenti nelle condi-zioni di qualità dei corpi idrici.

I processi di trasporto e ditrasformazione. Definizione di unazona di mescolamento in un fiume

Sul piano tecnico, la corretta defini-zione di una zona di mescolamentonon può prescindere da una adegua-ta conoscenza dei processi di tra-sporto, mescolamento e trasformazio-ne degli inquinanti nei diversi corpiidrici e dall’impiego di opportune me-todologie di previsione e di monito-raggio. Tali processi sono fondamen-talmente di 2 tipi (Gualtieri, 2006): – processi di trasporto, quali l’adve-

zione, la diffusione molecolare eturbolenta e il trasporto interfase,che muovono tali sostanze nel-l’idrosfera;

– processi di trasformazione, qualila biodegradazione, il decadi-mento radioattivo, la fotolisi el’idrolisi, che modificano la so-stanza considerata in un’altra. Ta-li processi possono essere di na-tura fisica, ossia legati a leggi fi-siche, ovvero biologica e chimica,ossia legati a reazioni biologichee chimiche.

Tali processi possono essere adegua-tamente caratterizzati e quantificatiutilizzando diversi approcci ed, inparticolare: – l’osservazione sperimentale, che

può essere utilizzato sul campo in

presenza di scarichi già esistentiper verificare il rispetto o menodegli SQA oppure in laboratorioattraverso la modellistica fisicache consente la riproduzione suscala opportuna, più piccola, dialcuni processi di trasporto e me-scolamento. In entrambi i casi sitratta di metodi che richiedono uncerto impegno economico e pos-sono essere applicati solo in unnumero piuttosto ristretto di condi-zioni ambientali;

– l’impiego di equazioni semplifica-te e di abachi, che può spesso for-nire rapidamente, facilmente econ la minima spesa utili indica-zioni di massima sui processi ditrasporto e mescolamento di in-quinanti, specie al fine di un di-mensionamento di massima delleopere di scarico di questi;

– la modellazione matematica tra-duce i diversi processi fisici, chi-mici e biologici da studiare inequazioni che sono, poi, risoltequasi sempre attraverso metodinumerici. Essa è utilizzata sia perriprodurre nel dettaglio lo stato at-tuale di un certo sistema sia perfare delle previsioni circa la suafutura evoluzione in diversi possi-bili scenari. In quest’ultimo caso,essa è l’unico strumento a dispo-sizione. La modellazione mate-matica può essere fatta su diversilivelli di dettaglio. Può essere limi-tata allo studio dei soli processi ditrasporto e mescolamento, consi-derando in maniera semplificata iprocessi di trasformazione, che,d’altra parte, si svolgono moltospesso su scale temporali più lun-ghe di quelle necessarie per il me-scolamento degli inquinanti. In al-tri casi, specie in situazioni com-plesse e se si intende operare suscala di bacino, può essere ne-cessario considerare nel loro in-sieme tutti i processi prima elen-cati, anche se ciò richiede tempi ecosti maggiori e una adeguataesperienza nell’impiego di talimodelli. È chiaro, infine, che, inogni caso, il modello deve essere

tarato per l’applicazione allo spe-cifico corpo idrico considerato,sulle cui caratteristiche fisiche, chi-miche e biologiche deve esseredisponibile una quantità sufficien-te di dati sperimentali ricavati dauna adeguata campagna di mo-nitoraggio.

Dal punto di vista pratico, atteso che,come si è visto prima, la Direttiva2008/105 obbliga gli Stati membria descrivere «...gli approcci e le me-todologie applicati per definire talizone di mescolamento…», si può im-maginare che, nel caso di un fiume,la zona di mescolamento potrebbeessere ristretta, trasversalmente, aduna parte della sezione del fiume avalle dello scarico (Figura 1), in mo-do da consentire il passaggio senzadanni delle specie ittiche; allo stessomodo, in direzione longitudinale, es-sa, considerata la relazione esistentefra Lmix-trasv e W, potrebbe essere an-che essa proporzionale a W, in mo-do da tenere conto delle elevate con-

centrazioni esistenti in prossimità del-la sponda dove ha luogo lo scarico.Pertanto, si ha Bleninger e Jirka,2011):

W = αWmixing zone WL = αWmixing zone L

(1)

con αW=0.1÷0.5 e αL=1÷5., dascegliere in base alle caratteristichedel fiume (impieghi della risorsa idri-ca, peculiarità ecologiche). In altri ca-si, si può immaginare che le dimen-sioni della zona di mescolamento sia-no proposte da chi deve scaricare eche l’ente gestore del fiume possa ri-servarsi di accettare tale proposta odi prescrivere ulteriori restrizioni. Accanto alla soluzione tradizionalecon la condotta di scarico che termi-na in corrispondenza della spondadel corso d’acqua (Figura 1a), la Fi-gura 1b mostra anche il caso in cui lacondotta di scarico è sommersa nellacorrente e termina ad una certa di-stanza dalla sponda. Ciò consente dimigliorare il mescolamento iniziale,

IngegneriNapoli8

Figura 1. Definizione di una zona di mescola-mento per un fiume.


la protezione delle zone spondali edha una evidente conseguenza nelladefinizione della relativa zona di me-scolamento. Infine, la presenza di undiffusore al termine della condotta discarico consente una significativa ri-duzione della concentrazione in pros-simità dello scarico, con effetti bene-fici per la qualità delle acque.

Conclusioni

Questa breve Nota Tecnica è statadedicata al concetto di zona di me-scolamento in relazione alla Norma-tiva Europea sulla qualità delle acquesuperficiali e sotterranee. In partico-lare, è stato illustrato il cosiddetto ap-proccio combinato introdotto dallaNormativa che rappresenta un im-portante passo avanti verso una piùrazionale gestione della qualità delleacque, in quanto tende a considera-re, finalmente, la capacità del corpoidrico di assimilare i carichi inqui-nanti. Tuttavia, la Normativa Euro-pea, nella sua forma attuale, neces-sita di una più stringente definizionedelle dimensioni della zona di me-scolamento, all’interno della quale èaccettabile una deroga dagli stan-dard di qualità ambientale previstiper il corpo idrico. A tal proposito, sipuò assumere, in linea generale econclusiva, che la definizione di unazona di mescolamento dovrebbe con-siderare i seguenti aspetti: – il termine zona di mescolamento

indica chiaramente che lo svolgi-mento del processo di mescola-mento richiede una certa esten-sione spaziale a partire dal puntodi scarico;

– l’estensione spaziale della zonadi mescolamento deve essere de-limitata al fine di raggiungere pre-fissati obiettivi di qualità delle ac-que e dell’ecosistema;

– la zona di mescolamento, in sen-so normativo, comprende solo la

parte iniziale della zona necessa-ria al mescolamento fisico, cheprosegue oltre quella determinan-do una ulteriore riduzione delleconcentrazioni degli inquinanti aldi sotto degli SQA;

– tale definizione va limitata allefonti puntuali, perché quelle diffu-se non sono caratterizzate da pro-cessi di mescolamento chiara-mente identificabili.

Bibliografia

Bleninger, T., e Jirka, G.H., 2011. Mixing zo-ne regulation for effluent discharges intoEU waters, Proceedings of the ICE – WaterManagement, 164, 8, 387-396.

Cushman-Roisin, B, Gualtieri, C., e Mihailovi ,D.T., 2008. Environmental Fluid Mecha-nics: Current issues and future outlook, in:Gualtieri, C. e Mihailovi , D.T., (Eds.),Fluid mechanics of environmental interfa-ces, pp. 332, Taylor & Francis Ltd, Leiden,The Netherlands, 1-13.

Gualtieri C., Appunti di idraulica ambientale,Cuen, 2006a.

UE, 2000. Direttiva 2000/60/CE del Parla-mento Europeo e del Consiglio del 23 Ot-tobre 2000 che istituisce un quadro perl’azione comunitaria in materia di acque,Gazzetta Ufficiale delle Comunità Euro-pee, L 327/1 del 22.12.2000.

UE, 2008. Direttiva 2008/105/CE del Parla-mento Europeo e del Consiglio del 16 Di-cembre 2008 relativa a standard di qua-lità ambientale nel settore della politicadelle acque, recante modifica e successivaabrogazione delle Direttive del Consiglio82/176/CEE, 83/513/CEE,84/156/CEE, 84/491/CEE e86/280/CEE, nonché modifica della Di-rettiva 2000/60/CE del Parlamento Euro-peo e del Consiglio, Gazzetta Ufficialedelle Comunità Europee, L 348/84 del24.12.2008.

USEPA, 2006. National Recommended WaterQuality Criteria: 2006, vedi http://ne-pis.epa.gov.Exe.ZyPURL.cgi?Dockey=P1003R9X.txt.

“Nel caso dell’attrito,valorizzando gli effettilegati alla dissipazioned’energia è possibilemigliorare la performancesismica di unastruttura

”

10Ingegneri

Napoli

D. Cancellara, M. PasquinoD.I.St. Dipartimento di Ingegneria StrutturaleUniversità degli Studi di Napoli Federico II

L’ATTRITO NEL CONTROLLOSTRUTTURALE PASSIVOMEDIANTE SISTEMIINNOVATIVI DI PROTEZIONESISMICA

1. Introduzione

Oggi più che in passato, rivestono unruolo rilevante le tecniche innovativedi protezione sismica finalizzate a ri-durre drasticamente gli effetti di unevento sismico sulle strutture. Rimanendo nell’ambito della prote-zione passiva delle strutture ed in par-ticolare dell’isolamento sismico e/odella dissipazione aggiuntiva del-l’energia sismica, con il presente arti-colo si vuole illustrare il ruolo che ri-veste l’attrito in alcuni sistemi innova-tivi utilizzati nell’ingegneria sismica. Si analizzeranno dispositivi per iquali è necessario minimizzare la lo-ro componente attritiva ed altri che,ricorrendo alla medesima, garanti-scono un’adeguata dissipazione del-l’energia sismica.Verranno analizzati gli isolatori ascorrimento acciaio - PTFE, denomi-nati Friction Sliders (FS); gli isolatori aricircolo di sfere, denominati CrossedLinear Bearing (CLB); i controventi do-tati di dissipatori attritivi, denominatiPassive Friction Damper (PFD).

2. Il fenomeno dell’attrito

La causa principale delle dissipazio-ni energetiche che affliggono qua-lunque sistema meccanico è senzadubbio l’attrito, la cui causa fisica èda ricercare nelle naturali imperfe-zioni che caratterizzano due superfi-ci che vengono a contatto l’una sul-l’altra. In tutte le più importanti teorie

dell’attrito si sottolinea l’importanzadella topografia superficiale poichénessuna superficie, in pratica, è pia-na e liscia a livello microscopico. L’attrito è una resistenza passiva chesi manifesta attraverso una distribu-zione di forze applicate alle superfi-ci a contatto, tale da ostacolare o ad-dirittura impedire il moto relativo trale superfici stesse.Ci sono due forme di attrito: l’attritoesterno che si manifesta quando i cor-pi fra i quali si trasmettono le azionidi attrito, appartengono a sistemi di-stinti; l’attrito interno che si ha quan-do i due corpi, fra i quali si trasmet-tono le forze di attrito, costituisconoun unico sistema.In base alla presenza o meno di mo-to relativo e della sua tipologia, si po-trà avere: attrito statico, attrito dina-mico, attrito radente, attrito volvente. L’attrito è la resistenza al moto che sigenera quando un corpo solido, acui è applicato un carico normale, simuove rispetto ad un altro con il qua-le è a contatto diretto.Le irregolarità microscopiche che, co-me già detto, sono all’origine del fe-nomeno dell’attrito, fanno sì che lareale superficie di contatto sia sola-mente dovuta all’incontro di aree mi-croscopiche Ai.La pressione P potrà essere espressaattraverso la seguente relazione:

dove con Q viene indicato il caricocomplessivo.

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gennaio-febbraio 2012sicurezza

3. Attrito radente

È ben noto che l’attrito (o forza d’at-trito) è una forza dissipativa che siesercita tra due superfici a contattotra loro, opponendosi al loro moto re-lativo. La forza d’attrito che si mani-festa tra superfici, in quiete tra loro, èdetta di attrito statico mentre tra su-perfici in moto relativo si parla di at-trito dinamico.Si sottolinea che le leggi evidenzia-te in Figura 5, dovute a Coulomb,possono essere considerate validesolo in prima approssimazione poi-ché la variabilità del coefficiented’attrito , sia esso statico che dina-mico, rende necessario il doveradottare formulazioni matematichepiù complesse e spesso non facil-mente implementabili. Nell’ambito dell’ingegneria civile, inparticolare nelle costruzioni di pontia travata, è ricorrente il dispositivoclassificato come appoggio mobile ilcui funzionamento è basato sulloscorrimento. Tale dispositivo è largamente utiliz-zato anche nella protezione passivadelle strutture e, insieme agli isolato-ri elastomerici, rappresenta il dispo-sitivo più utilizzato per la realizza-zione di un sistema di isolamento si-smico alla base.Tali isolatori ad attrito (denominati FS- Friction Slider) hanno il pregio chea basse intensità sismiche, o nei con-fronti di lievi azione laterali come ilvento, si comportano da vincoli fissi,mentre per intensità sismiche medio-alte assicurano l’isolamento tra la so-vrastruttura e la struttura di fonda-zione. I materiali maggiormente utilizzatiper realizzare le superfici di contattosono il Politetrafluoroetilene (PTFE, Te-flon) e l’acciaio inossidabile. La capacità attritiva acciaio - PTFEobbedisce ad una precisa legge d’at-trito che, nella usuale pratica proget-tuale, si fa coincidere impropriamen-te con la legge di Coulomb (attrito co-stante durante lo scorrimento). Attualmente, da osservazioni speri-mentali, risulta che il coefficiente di

attrito dipende da svariati fattori, nonsempre facilmente controllabili.

3.1. Formulazione matematica dellegame attritivo tra superfici acciaio -PTFEIl coefficiente di attrito, come eviden-ziano alcuni studi condotti da diversiricercatori (Constantinou et al.,1987), (Mokha et al., 1990),(Hwang et al., 1990), è funzione del-la pressione di contatto, della veloci-tà di scorrimento e della temperaturadell’ambiente in cui il dispositivo è in-serito. Inoltre, a causa del deteriora-mento delle superfici di scorrimentoanche il numero di cicli, e più in par-ticolare la distanza percorsa dalle su-perfici, influenza in maniera non tra-scurabile il coefficiente di attrito. Nel-le Figure 6 e 7 si riportano dei grafi-ci in cui si mostra come alcuni para-metri incidono sul valore del coeffi-ciente di attrito.L’estrema variabilità del coefficientedi attrito degli isolatori a scorrimentoinduce molto di frequente, nella pra-tica progettuale, a rinunciare alla dis-sipazione attritiva che tali dispositivipotrebbero assicurare. In genere, siricorre all’utilizzo di Friction Slider(FS) lubrificati con la sola funzione diresistere ai carichi verticali lasciandoliberi, alla luce dei ridotti coefficientidi attrito, gli spostamenti orizzontali.Tuttavia, il valore dell’attrito, anche semodesto, è comunque non nullo e co-me tale appare realistico studiarequali sono i possibili modelli capacidi considerarne i suoi effetti. È importante rappresentare l’effettivocomportamento del dispositivo FSconsiderando anche la componentedissipativa legata all’attrito al fine divalutare l’errore che si commettereb-be nel trascurare tale l’effetto dissi-pativo.Inoltre, qualora il coefficiente d’attritoassumesse un valore non trascurabi-le perché volutamente si desiderachiamare in causa la dissipazione at-tritiva, diviene necessario simularecorrettamente la legge di variazionedel coefficiente attritivo così da ren-dere realistica l’analisi condotta.

Figura 1. Isolatore a scorrimento Acciaio-PTFE.

Figura 2. Isolatore a ricircolo di sfere dellaTHK.

Figura 4. Particolare delle irregolarità tra duesuperfici a contatto.

Figura 3. Controventi con dispositivi dotati didissipatori attritivi.

I modelli matematici rappresentatividel comportamento del Friction Sliderdisponibili in letteratura sono essen-zialmente due: il modello con coeffi-ciente di attrito indipendente dalla ve-locità di scorrimento; il modello concoefficiente di attrito dipendente dal-la velocità di scorrimento.Il comportamento sperimentale del-l’interfaccia acciaio inox - Teflon èstato rappresentato da un modellomatematico che lega il coefficiented’attrito alla velocità di scorrimento

relativo delle superfici. Secondo Con-stantinou, Nagarajaiah e Reinhorn(1991), il coefficiente d’attrito può es-sere valutato con seguente relazione:

μ = μmax - (μmax - μmin) ⋅ e-aν

dove μmax è il coefficiente d’attritomassimo, misurato cioè ad elevatevelocità di scorrimento; μmin è il coef-ficiente d’attrito a bassa velocità; α èun coefficiente che dipende dallapressione di contatto e dalle condi-

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Figura 5. Andamenti dei coefficienti di attritostatico e dinamico.

Figura 6. Dipendenza del coefficiente d’attritocon la velocità di scorrimento e il carico verti-cale.

Figura 7. Dipendenza del coefficiente d’attritocon la pressione verticale agente.

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zioni delle superfici di scorrimento; νè la velocità di scorrimento. La forza attritiva viene valutata se-condo la seguente relazione:

F = μ ⋅ W ⋅ Z

dove W è il carico verticale, Z è laquantità isteretica dimensionale chepuò essere calcolata risolvendo op-portune equazioni differenziali pro-poste da Wen e Park (1976), Wened Ang (1986) relative a studi sulcomportamento isteretico di modellia plasticità concentrata. Tale relazione è alla base della mo-dellazione dell’isolatore a scorrimen-to con coefficiente di attrito μ dipen-dente dalla velocità di scorrimento ν. In Figura 8 si riporta la relazione pro-posta da Constantinou, ottenuta perfmax = 0,11 e fmin = 0,05. Inoltre, in Fi-gura 9 si riportano i risultati speri-mentali, evidenziando come tali risul-tati risultano adeguatamente interpo-lati dalla relazione di Constantinou.

Una rapido sguardo porterebbe adaffermare che il diagramma riportatoin Figura 6 è differente dal diagram-ma di Figura 8 in seguito alla man-canza, nella legge di Constantinou,della depressione del valore del co-efficiente d’attrito in corrispondenzadelle basse velocità di scorrimento.Tuttavia, ricordando che in caso diazioni sismiche le velocità che si rag-giungono sono di circa 200-800mm/s, si intuisce che nella praticaprofessionale si ricade nella zona deigrafici dove vi è un’ottima affinità. Indefinitiva, si può affermare che la re-lazione analitica proposta da Con-stantinou risulta essere, nell’ambitodell’ingegneria sismica, sufficiente-mente affidabile.

4. Attrito volvente

Le due uniche possibilità per l’elimi-nazione dell’attrito si basano o sul ro-tolamento oppure sulla lubrificazio-

Figura 8. Legge analitica per il coefficiente diattrito.

Figura 9. Correlazione tra prove sperimentalie legge analitica.

ne. È ben noto che, affinché una ruo-ta rotoli è necessario che ci sia attri-to statico tra la ruota ed il terreno. Siparla di attrito statico perché nel pun-to di contatto non c’è movimento re-lativo e quindi le forze di attrito noncompiono lavoro. Idealmente si avràun solo punto di contatto mentre nel-la realtà sia il terreno che la ruota sideformano. È significativo notare che la defor-mazione della ruota è simmetricamentre non è simmetrica la distribu-zione delle pressioni (Figura 10).Dall’asimmetria del grafico dellepressioni nasce una coppia il cui mo-mento è pari a:

M = μ ⋅ N

Imponendo l’uguaglianza:

F ⋅ r = μ ⋅ N

si ricava:

dove fν prende il nome di coefficien-te di attrito volvente. Dalla Figura 10si può notare come l’attrito volventenon esprime nessuna forza di attritobensì comporta la nascita di un mo-mento.Per ridurre l’attrito volvente si do-vrebbero utilizzare ruote rigide sustrade rigide, in questo modo la de-formazione sarebbe minimizzata econ esso il fenomeno dell’attrito. Unastrategia spesso utilizzato per ridurrel’attrito volvente è il cuscinetto a sferache elimina l’attrito volvente senzaperò risolverlo del tutto.L’inconveniente principale dei cu-scinetti a sfera è ovviamente legatoal consumo del materiale delle sfe-rette che, trovandosi sempre a con-tatto tra loro e dovendo sopportarepressioni molto elevate, giungonoinevitabilmente a rompersi. Quan-do ciò succede, i frammenti dellasfera rimangono incastrati tra i dueanelli del cuscinetto provocando ru-mori e vibrazioni. L’unica soluzionepossibile è la sostituzione del cusci-netto.

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Figura 10. Andamento della pressione nellaruota a seguito della deformazione ruota-asfalto.

Figura 12. Cuscinetto con sfere ingabbiate. Figura 11. Comportamento dei cuscinetti a seguito dei cicli ripetuti.

15numero 1


Gli inconvenienti sopra descritti, pos-sono essere superati dalla tecnologiadelle sfere ingabbiate.Con tale tecnologia, il mancato con-tatto metallico tra le sfere permetteuna durata elevata, un ridotto svilup-po di calore e un maggiore abbatti-mento della resistenza attritiva. La tecnologia brevemente descrittatrova applicazione in particolari di-spositivi di isolamento sismico, deno-minati CLB (Crossed Linear Bearing)della THK, basati sull’utilizzo di gui-de lineari a ricircolo di sfere ingab-biate, tramite con gabbia distanzio-metrica di ritenuta.La tecnologia delle sfere ingabbiate,non solo è l’unica a permettere inter-valli molto lunghi tra una rilubrifica-zione e l’altra, ma, come evidenziatodai test dinamici, aumenta anche ladurata delle guide.La tecnologia delle sfere ingabbiateconsente l’uniforme allineamento del-le sfere, eliminando l’instabilità pre-

sente nei ricircoli del carrello. È pos-sibile ottenere un moto uniforme e sta-bile in qualsiasi applicazione oltre alindubbio vantaggio legato alla dra-stica riduzione della resistenza attriti-va all’avanzamento (Figura 15).Grazie alle caratteristiche propriedegli elementi volventi, gli isolatoriCLB hanno un coefficiente d’attritomolto basso compreso tra 0,005 e0,008 del carico applicato. Inoltre,tale coefficiente è possibile ritenerlocostante per tutto lo spostamento diprogetto.Gli isolatori CLB della THK sono di-sponibili con capacità di carico acompressione da 110 a 31200 kNe da 24 a 8680 kN a trazione. Lesfere rotolano su piste ad arco circo-lare con raggio di curvatura lieve-mente superiore al raggio delle sferestesse, in modo tale da offrire alle sfe-re una superficie d’appoggio checonferisce grande capacità di carico,circa 13 volte superiore rispetto a

Figura 13. Ricircolo tradizionale a pieno riem-pimento di sfere.

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Figura 14. Ricircolo di sfere con gabbia di-stanziometrica di ritenuta.

Figura 15. Riduzione della resistenza attritiva(velocità di avanzamento 1mm/sec).

Figura 16. Guida lineare a ricircolo di sfereCLB.

quella che avrebbero le medesimesfere poggiate su superficie piana. Grazie alle caratteristiche sopra de-scritte, la rigidezza orizzontale “Kc“di un isolatore a ricircolo di sfereCLB, sottoposto ad un carico “P”, peruno spostamento , è molto contenutae si calcola con la seguente equazio-ne:

Le caratteristiche meccaniche dei ma-teriali utilizzati e la configurazionedelle sfere, consentono agli isolatori

a ricircolo di sfere di avere rigidezzeverticali molto elevate. In definitiva, gli isolatori a ricircolo disfere assolvono la funzione di soste-gno dei carichi verticali e, grazie al-le loro peculiarità rappresentate dabassi valori d’attrito, bassi valori dirigidezza orizzontale nonché capa-cità di supportare carichi di trazione,è possibile il loro utilizzo nell’ambitodei sistemi di isolamento sismico an-che nei seguenti casi:– edifici leggeri; – edifici alti che presentano azioni

di trazione dovute a momenti ri-

17sicurezza

baltanti che si verificano per effet-to delle accelerazioni legate al-l’azione sismica; oppure fenomenidi trazione localizzati, come peresempio nei vani scala e nelle co-lonne che delimitano i vani ascen-sore;

– eventi sismici con armoniche do-minanti in basse frequenze.

I dispositivi CLB non hanno funzionedi dissipazione dell’energia e di ri-centraggio e pertanto necessitano unaccoppiamento con dispositivi ausi-

liari in grado di contrastare gli spo-stamenti residui al termine del sisma,nonché gli spostamenti eccessivi del-l’edificio che renderebbe difficoltosoil collegamento degli impianti a terrae dei giunti di separazione con edifi-ci adiacenti. In genere, il sistema d’isolamento ècostituito da CLB con funzione di ap-poggio ed isolamento, da isolatorielastmerici a cui viene affidato il so-lo compito di rientrare e dissipareed infine da dissipatori aggiuntiviqualora si voglia aumentare la dissi-

Figura 20. Simulazione del terremoto di Kobe: Time history in termini di accelerazione. Confron-to struttura a base isolata-struttura a base fissa.

Figura 17. Volere costante del coefficiente d’at-trito.

Figura 18. Capacità di carico incrementatadalla presenza della superficie ad arco circo-lare.

Figura 19. Prava su tavola vibrante di un edi-ficio leggero isolato con dispositivi CLB.


Figura 21. Risposta sismica in termini di accelerazione ai vari piani della struttura. Confronto strut-tura a base isolata-struttura a base fissa.

pazione dell’energia sismica d’in-gresso. Significative sono le prove di labora-torio finalizzate ad analizzare la ri-sposta sismica d’edifici isolati alla ba-se con isolatori CLB, confrontando irisultati con quelli di equivalenti strut-ture a base fissa. Simulando aventi si-smici disastrosi (come il terremoti diKobe del 17.01.1995) è stata dimo-strata una riduzione drastica delle ac-celerazioni trasmesse all’edificio equindi l’efficacia dell’isolamento si-smico mediante CLB. La drastica riduzione delle accelera-zioni è particolarmente evidente aipiani superiori dove la PSA (PeakStructure Acceleration), nel caso diedificio a base fissa, è considerevol-mente maggiore della PGA (PeakGround Acceleration) in seguito al-l’amplificazione dinamica.

5. Dissipatori attritivi

Un’altra significativa applicazionedella tecnologia basata sul ricircolodi sfere ingabbiate, è rappresentatadai dissipatori sismici del tipo RDT(Vite a ricircolo di sfere) della THK. I dissipatori sismici tipo RDT utilizza-no le viti a ricircolo di sfere e, met-tendo in rotazione un cilindro che la-vora in ambiente fluido viscoso, dis-

sipano l’energia sismica d’ingresso.Le sfere del dispositivo RDT non svi-luppano attrito tra loro e la coppia ri-chiesta dalla vite risulta costante nelmoto. In questo modo è possibile di-minuire sensibilmente la variazionedella coppia dovuta al precarico non-ché quella di spunto.La vite a ricircolo di sfere consente dimantenere le sfere distanziate ed evi-tare, quindi, problemi di attrito e urtodovuti al contatto tra le sfere stesse.Inoltre, questo sistema innovativo ga-rantisce intervalli di manutenzionepiù lunghi grazie ad una lubrifica-zione costante e ottimale che rilasciasulle sfere in ogni momento, attraver-so i distanziali, il grasso accumulatoall’interno del dispositivo. In conclusione i sistemi RDT presenta-no dei vantaggi notevoli rispetto adun tradizionale dissipatore ottenutodall’accoppiamento cilindro-pistone.In Tabella 1 sono riportati vantaggi esvantaggi del dispositivo RDT, con-frontandoli con quelli del sistema pi-stone-cilindro.Ulteriori sistemi di protezione sismicache prevedono la dissipazione del-l’energia d’ingresso mediante la lorocomponente attritiva, in alternativa aidissipatori metallici che si basano sul-la dissipazione isteretica, sono ripor-tati nelle Figure 23a e 23b. I sistemi di seguito illustrati sono:

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Figura 22. Vite a ricircolo di sfere (RTD).

VANTAGGI SVANTAGGIDissipatore • semplicità di costruzione • peso maggiorePistone - Cilindro • semplicità di installazione e manutenzione • ingombro maggiore

• manifestarsi di giochi assiali a seguitodell’usura delle guarnizioni del pistone con conseguente riduzione delle prestazioni

• elevato coefficiente di attrito che si sviluppa in funzione dell’area di contatto tra le pareti del pistone-cilindro

Dissipatore RDT • silenziosità • presenza di numerosi componenti meccanici• elevate prestazioni energetiche grazie

al ridottissimo coefficiente di attrito• vibrazioni strutturali estremamente

contenute grazie alla riduzione del coefficiente di attrito

Tabella 1. Raffronto dissipatore tradizionale ci-lindro - pistone e dissipatore RDT.

19numero 1


– il friction damber in X-braced de-nominato “quadrilatero articola-to”. Trattasi di uno smorzatore at-tritivo inserito nella zona d’incro-cio delle diagonali a croce di S.Andrea;

– il dissipatore attritivo cilindro-pi-stone denominato Sumitomo Frin-ction Damper (SFD).

La protezione passiva assicurata dalsistema del quadrilatero articolato sibasa sulla dissipazione di buona par-te dell’energia ceduta dal sisma allastruttura. Sono utilizzati controventimetallici provvisti di dispositivo dissi-

pativo che, come evidenziato da stu-di ed esperienze condotte in varipaesi, rappresentano un’efficace tec-nica per il controllo della risposta si-smica di strutture intelaiate.L’extra-costo dei controventi dissipati-vi è ampiamente compensato daivantaggi raggiungibili: maggiore li-vello di protezione sismica della strut-tura intelaiata a parità di resisten-za/rigidezza, notevole riduzione de-gli eventuali interventi di riparazione,mantenimento della funzionalità edoperatività delle costruzioni anche aseguito di terremoto ad alta intensità. Il sistema raffigurato schematicamen-

Figura 23a. Sistema di dissipazione attritivo“quadrilatero articolato”.

Figura 23b. Dissipatore attutivo “SumitomoFrinction Damper”.

te in Figura 25, consente di incrementare in maniera considerevole la capa-cità dissipativa del sistema di controventamento tradizionale costituito dallesole diagonali disposte a croce di S. Andrea.L’uso di un opportuno dispositivo predisposto in maniera tale da consentire, inuna stessa fase di carico, di recuperare in tutto o in parte l’accorciamento su-bito dalla diagonale compressa a causa del suo sbandamento (in campo ela-stico) fa sì che la capacità del sistema di controventamento possa essere sen-sibilmente incrementata. Ciò è reso possibile nel sistema proposto da Pall eMarsh (1982).Più precisamente, il dispositivo proposto da Pall e Marsh utilizza una cella didissipazione costituita da giunti scorrevoli, nei quali le superfici a contatto so-no ricoperte di ferodo, materiale con forte potere di attrito. Lo sforzo che produce scorrimento nei giunti può essere regolato osservandoche, per l’equilibrio fra le forze agenti durante la fase di scorrimento, si ha:

Ng = 2Nl - Ncr

essendo:

quindi:

Ng - Nl = Nl - Ncr ⇒ Ng = 2Nl - Ncr

avendo indicato con Ng lo sforzo nella diagonale tesa durante lo scorrimento econ Nl il corrispondente sforzo nel generico giunto. Se vengono adottate aste ab-bastanza snelle, tali da assicurare lo sbandamento in campo elastico, il caricocritico Ncr può essere trascurato e, quindi, si può assumere semplicemente:

Ng = 2Nl

relazione in base alla quale il dispositivo stesso può essere tarato intervenen-do opportunamente sulla forza di serraggio del bullone che regola lo scorri-mento nei giunti.La progettazione dei dissipatori ad attrito richiede la scelta della legge di di-stribuzione dello sforzo di scorrimento, avendo supposto tale sforzo inferiorea quello di plasticizzazione (in trazione). Nel selezionare il livello dello sfor-

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Figura 24. Posizionamento del dispositivo”quadrilatero articolato” in una struttura inte-laiata.

Figura 25. Tipico quadrilatero articolato (Web-ster Library of Concordia University in Montre-al, Canada).

Figura 26. Sistema di forze nelle diagonali deldispositivo raffigurato in Figura 25.

21sicurezza

zo di scorrimento è necessario ga-rantire che:– in condizioni di esercizio, ossia in

presenza di carichi verticali (do-vuti alla gravità) e azioni orizzon-tali dovute a sismi di moderata in-tensità o a vento, non si abbiascorrimento nel dispositivo dissi-pativo e quindi la struttura si com-porti come semplicemente contro-ventata;

– in condizioni eccezionali, qualipossono essere quelle relative aeventi sismici di notevole intensi-tà, lo scorrimento nei dispositividissipativi avvenga prima dellaplasticizzazione della struttura in-telaiata.

Ulteriori condizioni sono legate ai li-miti di resistenza dei controventi, do-vendone evitare la loro plasticizza-zione (in trazione), nonché all’entitàdello sforzo assiale nei pilastri. Perquesti ultimi, infatti, occorre evitaresforzi di compressione così elevatida indurre fenomeni d’instabilità o,nel caso di pilastri in c.a., fenomenidi rottura fragile per effetto di unosforzo maggiore di quello corrispon-dente alla rottura limite (rottura per

schiacciamento del calcestruzzo e/oattingimento del limite elastico del-l’armatura tesa). Inoltre, occorre evi-tare anche sforzi di trazione nei pi-lastri in c.a. che possano comporta-re notevole riduzione del momentoultimo.Un ulteriore sistema dissipativo attri-tivo è rappresentato dai dispositividella Sumitomo Metals inseriti in unastruttura intelaiata come mostrato inFigura 27. Tale dispositivo assicurauna doppia azione protettiva, infattinel caso in cui il dispositivo doves-se, accidentalmente, non entrare infunzione, si avrebbe comunque ladissipazione del controvento eccen-trico.Una molla interna precompressaesercita una forza che viene conver-tita tramite l’azione interna e esternadi due cunei in una sollecitazionenormale su due superfici di materialead alto potere frizionale. L’uso degliinserti di grafite o ferodo assicuranouna lubrificazione secca allo scopodi mantenere un elevato coefficiented’attrito tra le superfici e l’involucroesterno in acciaio. Aiken e Kelly (1990) affermano chela risposta di questi dissipatori è

Figura 27. Disposizione dei dispositivi Sumi-tomo Metals.

Figura 28. Tipico ciclo isteretico del dispositi-vo raffigurato in Figura 23b.


estremamente regolare e ciclica equindi rappresentabile con un ciclorettangolare di isteresi.

Conclusioni

L’attrito spesso costituisce un incon-veniente nell’ingegneria strutturaleda dover fronteggiare cercando diminimizzare il coefficiente d’attritoricorrendo, molto spesso, alla lu-brificazione delle superfici di scor-rimento oppure, grazie ad innova-tivi sistemi, ricorrendo alla tecnolo-gia del ricircolo di sfere con e sen-za gabbia distanziometrica di rite-nuta. Inoltre, come spesso accade, ciòche rappresenta un inconvenientepotrebbe diventare un utile “alleato”nella progettazione strutturale. In-fatti, nel caso dell’attrito, valoriz-zando gli effetti legati alla dissipa-zione d’energia è possibile miglio-rare la performance sismica di unastruttura. Utilizzando sistemi dissi-pativi attritivi, la dissipazione del-l’energia sismica d’ingresso potreb-be essere affidata prevalentementea tali dispositivi piuttosto che alladissipazione plastica della strutturaminimizzandone quindi il suo dan-neggiamento.

Bibliografia

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L’OSPEDALE PEDIATRICO DELIII MILLENNIO: I BAMBINI

NON SONO PAZIENTI. IL CASTELLO INCANTATO

DELLE CURE

“La progettazionedell’ospedale pediatrico del

III Millennio sarà unasintesi di arte e di scienza,

di buon gusto e diesperienza, di creatività e di

competenza

”

Premessa

Il Premio R.I.T.A.1 ha inteso premiarela migliore idea progettuale riguar-dante: “L’ospedale pediatrico del IIImillennio: i bambini non sono pa-zienti”.Criteri fondamentali richiesti per ilprogetto nel bando di concorso sonostati: Ricerca, Innovazione tecnologi-ca, Tecnica e Applicabilità. Nel rispetto dei criteri richiesti dalbando e coerentemente con le esi-genze dei “bambini”, che non sonopazienti, ipotizzando un interventoprogettuale a valenza multipla, inparticolar modo impiantistica, archi-tettonica, organizzativa e gestionale,con significativi miglioramenti dellaqualità dell’assistenza pediatrica, havinto il I classificato il gruppo di la-voro multidisciplinare formato da me-dici operanti nelle ASL e tecnici, in-gegneri e architetti con esperienza diprogettazione integrata, innovazionetecnologica e risparmio energetico,

composto da: Project Manager non-ché capogruppo Dott. Vincenzo Gior-dano2; Dott. Alfonso Bernardo3;Dott.ssa Annalisa Granata4; Dott.ssaMaria Veronica Diana4; Dott.ssa Bar-bara Andreoli5; Dott. Pietro Lagnese5;Ing. Antonietta Amoruso6; Arch. Fran-cesca Ricciardi7.

Introduzione

Il progetto prevede di strutturare i re-parti e servizi come un “Castello in-cantato delle cure” con percorsi assi-stenziali che si snodano come fiabedove bambino è protagonista di unviaggio nella cura accompagnato daimmagini fantastiche, sostituendo pa-reti “grigie” con colori, camici bian-chi con i personaggi di una fiaba, alfine di rendere l’ambiente “a misuradi bambino”.Tale progetto consentirà di individua-re l’ospedale pediatrico del III millen-nio come una struttura sanitaria de-

Giovanni ImprotaIngegnere gestionale,

Ph.D. – Assegnista di ricerca presso il Dipartimento di Scienze Mediche Preventive

c/o Università degli Studi di Napoli Federico II

Antonietta AmorusoIngegnere Civile, libero professionista

Ciro VerdolivaIngegnere civile – Direttore dell’U.O.S.C.

Gestione delle Attività tecniche, patrimonio immobiliare ed inventario

dell’A.O.R.N. “A. Cardarelli” di Napoli


1 Voluto dalla famiglia Verdoliva, in memoria della Sig.ra Rita De Pascale Verdoliva, che haproposto alla S.I.A.I.S. (Società italiana dell’Architettura e dell’Ingegneria per la Sanità) diistituirlo a carattere nazionale con lo scopo di promuovere e sostenere la capacità proget-tuale e creativa di professionisti che operano nel mondo della sanità.2 Responsabile UOSD Pianificazione Ospedaliera ASL Napoli 1 Centro.3 Responsabile UOSD Programmazione Ospedaliera ASL Napoli 1 Centro.4 Dipartimento di Igiene e Medicina Preventiva, Università degli Studi di Napoli Federico II.5 Dirigente Psichiatra ASL Caserta.6 Ingegnere Civile, libero professionista.7 Architetto, libero professionista.

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dicata al mondo dell’infanzia nellasua globalità, comprendendo anchequelle fasce di età della pre-adole-scenza, dell’adolescenza nonché, inalcuni casi e per talune patologie chepresentano andamento continuo nel-l’età adulta, anche rivolto ad ex pa-zienti pediatrici cui dedicare un coun-seling avanzato ed una rete di sup-porto e presa in carico. L’ospedale pediatrico sarà, inoltre,dotato di un’area dedicata alla neu-ropsichiatria pediatrica ed adole-scenziale con funzioni integrate e disupporto anche ai reparti medico-cli-nici.Dotato di almeno 180 posti letto or-dinari, 40 posti letto di Day Hospi-tal/Surgery ed attività tecnica dipronto soccorso, osservazione brevepediatrica (O.B.I)., nido inserito in unambiente architettonico/scenografi-co, in cui i percorsi assistenziali, sisnodino seguendo il percorso dellefiabe e dei personaggi che li anima-no.Le degenze sono state concepite ad1 posto letto con spazi di 18 mq perconsentire ai genitori di essere parteintegrante della vita del piccolo pa-ziente in regime di ricovero, senzastravolgere l’altro aspetto vitale im-manente, ossia, la famiglia.Dal punto di vista strettamente tecnico

l’area di intervento ipotizzata è ilcontesto territoriale dell’ASL NA1 cor-rispondente all’area urbana di Na-poli: alta concentrazione di abitanti,posizione baricentrica rispetto aimezzi di trasporto pubblici e alle viedi comunicazione, di facile accessoper tutti i cittadini.Abbiamo scelto di porre quale sog-getto del nostro lavoro il recuperodi un edificio ospedaliero preesi-stente, da ristrutturare e riqualifica-re con idee ed obiettivi di nuovaconcezione.I vantaggi che presenta la ristruttura-zione dell’esistente prevedono in ge-nere: il recupero e la valorizzazionedi notevoli proprietà immobiliari pub-bliche, talvolta di interesse storico-ar-tistico che, con la loro impronta ar-chitettonica qualitativa o anche quan-titativa, caratterizzano l’ambito urba-no di appartenenza.La politica di investimento con ristrut-turazioni di edifici esistenti presentanotevoli vantaggi in quanto i costi so-no inferiori rispetto a quelli di una co-struzione ex novo, da realizzarespesso in contesti dove risulta più dif-ficile il reperimento di aree disponi-bili. Lo sviluppo della nostra proposta pro-gettuale è avvenuto mediante l’inte-grazione tra un processo di tipo “ar-

Figura 1. Il castello incantato.

tistico”, con fattori che coinvolgonosensazioni e visualizzazioni, e unprocedimento “scientifico”, che si ba-sa sull’innovazione tecnologica dellascelta dei materiali e l’adozione ditecnologie alimentate da fonti rinno-vabili a minor impatto ambientale.L’ambiente è stato concepito per il be-nessere della persona, non solo nellesue fondamentali componenti struttu-rali ed impiantistiche come spazio emicroclima, ma anche nelle sue com-ponenti più “intime”: quantità e qua-lità della luce, colore, acustica che in-sieme alla trama delle fiabe, rappre-sentano il filo conduttore del progettoproposto. Le immagini e gli oggetti dei perso-naggi delle fiabe, accompagnate dastralci dei testi, sono riprodotte lungoi percorsi delle varie unità operativedalle sale di accettazione e attesa,lungo i corridoi dei reparti, nelle stan-ze di degenza si snodano come un“gioco dell’oca” in cui ad ogni stepcorrisponde una visita medica o unaseduta di cura.Si realizza un paradosso migliorati-vo esistenziale: la malattia e l’ospe-dale servono a rilanciare l’idea diappartenere ad una società civile chesi estende anche alle mura domesti-che. La Figura 1 assimila l’ospedale pe-diatrico ad un castello incantato: pertale motivo l’ospedale ad ogni pianoe ad ogni unità operativa, dà vita adun ambiente fiabesco, utilizzando lastoria come colore e traccia.

Riferimenti economici e sociali delcontesto progettuale

L’Economia di una scelta di recuperodell’esistente passa attraverso un ri-sparmio delle risorse pubbliche bi-lanciato da un guadagno di imma-gine dello Stato con la presenzaomogenea sul territorio dei propridoveri e attività come quello di assi-curare la tutela della salute dei pro-pri figli indipendentemente dal cetosociale e dalla disponibilità econo-mica.

La narrazione delle fiabe nei sin-goli reparti, le sale colorate, la sa-la giochi, sono visti come parte diuna organizzazione creata intornoal bambino non più “piccolo pa-ziente” tale da rendere la condi-zione di degenza il meno possibiletraumatica.Pertanto, il progetto è stato corredatoda una parte squisitamente “architet-tonico-impiantistica” e da una “ge-stionale”.I risultati emersi hanno portato a unaprogettazione della struttura comeluogo di guarigione confortevole e diincontro tra gli operatori sanitari, me-dici ed infermieri, e i piccoli pazientiseguiti dai propri famigliari.I punti chiave individuati per questaproposta sono:1. “Godersi una pausa di vita” tra

un esame e la cura; anziché at-tendere che il tempo passi lenta-mente.

2. “Agevolare l’interazione sociale”con punti di incontro tra il perso-nale e i famigliari dei bambini nel-la sala giochi di reparto o nellamensa comune.

3. ”Chiarezza e orientamento intuiti-vo” per agevolare i piccoli utentinell’orientarsi senza bisogno di in-dicazioni tradizionali.

Un edificio è funzionale solo se gliutenti riescono a orientarsi facilmentesenza bisogno di indicazioni.I concetti comunicati da una segnale-tica con dispositivi ottici e sonori perfacilitare l’orientamento anche ai nonudenti e non vedenti; colori partico-lari ad indicare i singoli reparti e lascelta di una fiaba come filo condut-tore alla desiderata guarigione.

Descrizione del progetto

L’impatto psico-sensoriale di un bam-bino al momento del ricovero rap-presenta la chiave di volta per ridefi-nire le strategie edilizie, organizzati-ve, gestionali ed assistenziali che nor-malmente vengono adottate per con-cepire ospedali, reparti, degenze pe-diatriche. L’obiettivo verrà realizzato

numero 1gennaio-febbraio 2012 25progettazione

26Ingegneri

Napoli

mediante una serie di accorgimenticon i quali si provvederà a far per-cepire al paziente-bambino di tro-varsi non in una struttura ospedalierabensì, potremmo dire, in un libro difiabe; compito del personale medicoe infermieristico sarà dunque quellodi portare avanti il percorso assisten-ziale come se fosse un gioco, doveanche la puntura del calabrone vie-ne vinta dai colori e da un lieto fine.

Aspetti tecnologici del progetto

Uno degli obiettivi delle scelte pro-gettuali adottate è la flessibilità di ap-plicazione dei concetti e delle tecno-logie ad un edifico esistente.I prospetti esterni degli edifici da ade-guare alla nuova concezione proget-tuale non muteranno la volumetria esaranno adattati ai contenuti delladestinazione d’uso sanitaria pediatri-ca semplicemente utilizzando pan-nelli prefabbricati di rivestimento co-lorati che evochino la silouhette delcastello incantato o, dove possibileper la esposizione solare, pannelli fo-tovoltaici integrati nella facciata.L’applicazione di pannelli in facciataconsente molteplici risultati: 1. miglioramento dell’efficienza ener-

getica della struttura edilizia, at-traverso la riduzione di dispersio-ne calore e quindi la riduzione diconsumo energetico. Intervenendosulle facciate con un l’isolamentotermico a cappotto aumenta l’effi-cienza energetica edilizia contri-buendo alla riduzione di consumoenergetico per limitare l’inquina-mento dell’aria e le emissioni di-rette di anidride carbonica nell’at-mosfera, principale causa di in-quinamento nelle aree fortementeurbanizzate. È noto che la mag-gior parte dell’energia consumatain un edificio sanitario è utilizzataper la climatizzazione.

2. miglioramento del comfort acusti-co: l’ubicazione degli edifici in zo-ne densamente urbanizzate creadisturbo del sonno a causa diemissioni sonore dovute a passag-

gio di auto, aerei e mezzi di tra-sporto. L’uso di pannelli fono as-sorbenti, abbinati a sistemi di iso-lamento termico contribuisce note-volmente all’isolamento acustico de-gli edifici e a garantire un alto li-vello di comfort acustico.

Nel caso l’architettura dell’edificiopreveda ampie superfici esterne ver-ticali trasparenti, si possono raggiun-gere analoghi risultati di efficienzaenergetica e comfort acustico, adot-tando vetri ad alte prestazioni con leseguenti caratteristiche: controllo so-lare a elevata selettività; combina-zioni di vetrata realizzate con strati-ficato PVB che garantisce sia presta-zioni di isolamento acustico sia sicu-rezza antinfortunio; trasmissione lu-minosa.Un vetro con tali caratteristiche, inse-rito come componente in una doppiavetrata può raggiungere un valore diisolamento termico nella stagione in-vernale Ug =1,0 W/(mq °k). Un vetro ad alta prestazione è com-patibile con tutti i tipi di serramento:legno, pvc, alluminio e misti, per cuifacilmente “Applicabile”.

Dimensionamento e sostenibilitàeconomica di impianti da fontirinnovabili

I consumi energetici di una strutturaospedaliera sono notevoli a calcola-bili solo in sede di progettazione ese-cutiva. Il principio da noi seguito è la ali-mentazione energetica da fonti rin-novabili con l’adozione di una o piùdelle seguenti tecnologie: solare ter-mico per il riscaldamento, solar coo-ling per il raffrescamento, fotovoltai-co e trigenerazione per l’alimenta-zione elettrica.È stato possibile ipotizzare un di-mensionamento dell’impianto foto-voltaico in quanto la superficie pianadi copertura dell’ospedale pediatricoipotizzato in progetto è pari a circa3.100 mq. e consente l’installazionedi pannelli per una potenza di picco

Figura 2. le varie unità operative, lungo i cor-ridoi dei reparti e nelle stanze di degenza sisnodano come un “gioco dell’oca”.

pari a circa 200 kW con una resacomplessiva netta di 273.000 kWhannui.Tale impianto in sede di progettazio-ne definitiva può essere ampliato fa-cendo ricorso all’uso dei pannelli fo-tovoltaici integrati per la facciata colduplice scopo di aumentare la pro-duzione di energia elettrica e di de-corare il prospetto secondo il profilodel castello incantato.Nell’ipotizzare la sostenibilità eco-nomica dell’impianto, abbiamo pre-visto di essere auto produttori; se-condo la definizione data all’art. 2comma 2 del Decreto Legislativo 16marzo 1999 n. 79, produttori dienergia elettrica e utilizzatori in mi-sura non inferiore al 70% annuo.Per la analisi economico-finanziariadell’impianto fotovoltaico abbiamofatto riferimento alle regole del IVConto Energia, al D. Lgs. 3 marzo2011, n. 28, recante attuazione del-la direttiva 2009/28/CE sulla pro-mozione dell’uso dell’energia da fon-ti rinnovabili, alle delibere dell’AEGGe alle norme vigenti in materia. Poiché gli incentivi non sono appli-cabili all’energia prodotta dagli im-pianti fotovoltaici per la cui realiz-zazione siano stati concessi incentivipubblici di natura nazionale, regio-nale, locale o comunitaria in contocapitale e/o in conto interessi concapitalizzazione anticipata, ecce-denti il 20% del costo dell’investi-mento da sostenere per la costruzio-ne dell’impianto stesso per la analisieconomica siamo rimasti al di sottodi tale aliquota, facendo ricorso perla parte complementare all’interasomma necessaria al finanziamentotramite terzi, ossia: banche, finan-ziarie, etc. Confrontare la scheda descrittiva del-l’impianto fotovoltaico.

Illuminazione, tecnologia e design

L’integrazione tra design, tecnologiae luce è alla base dell’intervento perottenere i risultati concepiti in questaproposta.

Per la segnaletica dei singoli repartisono predominanti oltre ai colori lesoluzioni a LED RGB; essi sono soste-nibili economicamente per i bassissi-mi consumi e la manutenzione ridot-ta e soddisfano tutti i requisiti per lesorgenti luminose.La cura della progettazione degli am-bienti sia interni che esterni con lascelta di: materiali, forme, colori, du-rabilità, pulizia, sicurezza è di pariimportanza rispetto a tutto quantoprevisto dalle norme vigenti in mate-ria di edilizia sanitaria.Un gioco interattivo di luce, immagi-ni, tecnologia appositamente svilup-pato accompagna i piccoli pazienti,i visitatori, gli operatori sanitari dal-l’ingresso lungo tutti i percorsi.Ciò consente di creare atmosfere uni-che utilizzando, ad esempio l’illumi-nazione dinamica, di stimolo tera-peutico in rianimazione, giocoso pergli altri reparti.Una permanenza o una visita spe-cialistica presso la struttura sanitariacosì concepita, dovrà pertanto, di-ventare un susseguirsi di momenti vi-sivi ed emozionali. Ad esempio, la TAC in radiologia con-cepito con l’ambientazione del Nauti-lus: un’enorme parete animata dai mo-stri dei fondali marini che pur incuten-do timore sorprenderà piacevolmenteun bambino perché in essa potrà vi-sualizzare le proprie paure e tenerlesotto controllo poiché i mostri dalle pa-reti non si muovono (Figura 3). Questi accorgimenti aiuteranno pic-coli pazienti e visitatori adulti a orien-tarsi nei vari reparti e a raggiungerele stanze. In questo modo si possonoutilizzare le elaborazioni grafiche ri-portate sulle pareti anziché i poco at-traenti segnali convenzionali. Per migliorare la visibilità sulle scale,saranno installate, sempre in modoinvisibile, soluzioni di illuminazionea LED personalizzate nelle balaustre(Figura 4).La progettazione dell’ospedale pe-diatrico del III Millennio sarà una sin-tesi di arte e di scienza, di buon gu-sto e di esperienza, di creatività e dicompetenza, elementi che concorro-

numero 1gennaio-febbraio 2012 27progettazione

Figura 3. Radiologia T.A.C., ambientazionesommergibile Nautilus.

Figura 4. Chirurgia pediatrica.

28Ingegneri

Napoli

SCHEDA IMPIANTO FOTOVOLTAICO IL CASTELLO INCANTATO

DATI DI INGRESSOprovincia di installazione Napoliconsumi medi annui stimati 300.000 kWh/annocosto medio energia elettrica (IVA esclusa) 0,18 euro/kWhvalore massimo di produttività dei pannelli 1.709 kWh/kW/anno

DATI IMPIANTOPotenza installata 200 kWProducibilità lorda impianto 341.800 kWh/annoProducibilità netta unitaria 1.367 kWh/kW/annoProducibilità netta impianto 273.440 kWh/annovita utile impianto 20 anni

IV CONTO ENERGIA “D. M. Sviluppo Economico” maggio 2011Fascia d’incentivazione: “impianto fotovoltaico su tetto piano” Anno 2012tariffa incentivante per “conto energia” 0,233 euro/kWhPRIMA INCENTIVAZIONE: premio autoproduzione siPRESENZA SECONDA INCENTIVAZIONE nopercentuale di riduzione del fabbisogno di energia primaria min. 20%tariffa incentivante per “conto energia” 0,233 euro/kWh

DATI ECONOMICIinvestimento iniziale (euro/kW) 4.000 euro/kW investimento complessivo (IVA esclusa) 800.000 euro costo investimento (IVA inclusa) 880.000 euro costi gestione 20.000 euro/anno costi manutenzione straordinaria: sostituzione inverter 120.000 euro anno in cui avviene la manutenzione straordinaria 13 annocosto annuo per assicurazione 20.643 euro/annodurata assicurazione 12 annicosto medio energia elettrica (IVA inclusa) 0,216 euro/kWhtariffa incentivante per “conto energia” 0,233 euro/kWh

DATI FINANZIAMENTOPercentuale di finanziamento ottenuta da fondi europei e/o nazionalial disotto del 20% 19,9% %finanziamento ottenuto 159.000 euroPercentuale di finanziamento richiesto a terzi: (banche, finanziarie, etc. …) 80,1% %finanziamento richiesto 721.000 eurotasso di interesse annuale su mutuo 5,25% %durata mutuo 12 anniipotesi di rata mutuo (annuale) - 94.870 euro/annorisparmio di energia elettrica (annuale) 49.219 euro/annoricavi contributi conto energia (annuale) 66.897 euro/annoDifferenza per i primi 12 anni + 21.246 euro/annoDopo il 13° anno + 49.219 euro/anno

no certamente al “buon vivere” nellecittà, ma anche ad una crescita co-munitaria più civile, così come in par-ticolare nelle strutture di ricovero e cu-ra, nelle quali più si avverte e si sof-fre il male di vivere.Le finalità dell’ospedale pediatricoipotizzato in questo progetto sonoquelle di:

– curare malattie;– effettuare visite mediche;– educare e formare alla salute;– riabilitazione psico-sociale;– creare posti di lavoro;– sostegno morale, etico e spirituale;– sostenibilità economico-gestionale.

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CONSIDERAZIONI SU ALCUNI

ABUSI EDILIZI

“In Italia l’abusivismoedilizio ha assunto

proporzioni tali da nonavere alcun paragone con

altre realtà continentali,giungendo ad assumereuna rilevanza sociale ai

limiti dell’ordinarietà

”

In Italia l’abusivismo edilizio ha as-sunto proporzioni tali da non averealcun paragone con altre realtà con-tinentali, giungendo ad assumereuna rilevanza sociale ai limiti dell’or-dinarietà.La percezione di illegalità del feno-meno, dato anche il numero di nucleifamiliari che vi hanno o vi hanno avu-to coinvolgimento, dalla società civi-le è notevolmente bassa e molte vol-te giustificata dalla necessità di tro-vare una idonea sistemazione allog-giativa a diversi nuclei familiari. Indipendentemente dalle numeroseleggi di sanatoria edilizie che si so-no susseguite nel tempo, nonostanteleggi che presupponevano la impos-sibilità di edificare abusivamente, te-nuto presente, tra l’altro, la impossi-bilità legale di alienare l’immobileabusivo, non si è riscontrato una ces-sazione della realizzazione di opereabusive.All’attualità, pur tenendo conto deltesto unico dell’edilizia (DPR380/01 e s.m.i.) e dell’art. 19 “Ag-giornamento del catasto” della leg-ge 122 del 2010, non si è rilevatada parte delle amministrazioni co-munali una attività volta a colpire gliabusi edilizi, non sanati, verificatisisul territorio.Una ragione può essere ricercata,probabilmente, nell’ importo dellesanzioni economiche da combina-re, che sono notevolmente pesanti(il principio base è in sintesi il dop-pio del valore di mercato o conven-zionale del bene costruito abusiva-

mente), fermo restando l’ipotesi chel’immobile ricada nella casisticaspecifica.Tanto premesso esaminiamo quali po-trebbero essere i vicoli normativi cheimpediscono alle Amministrazioni co-munali di procedere con celerità, neicasi in cui è possibile, e come risol-vere situazioni che riguardano alcu-ni abusi più comuni:– l’art. 36 comma 1 detta la possi-

bilità di poter ottenere la sanatoriaedilizia nel caso che “l’interventorisulti conforme alla disciplina ur-banistica ed edilizia vigente sia almomento della realizzazione dellostesso, sia al momento della pre-sentazione della domanda. (com-ma così modificato dal d.lgs. n.301 del 2002)..”;

– importo della sanzione (pari aldoppio del valore di mercato/con-venzionale);

– piccoli interventi abusivi all’internodel proprio immobile senza varia-re la superficie e la volumetriapreesistente;

– realizzazione di verande.

La doppia conformità richiesta dalT.U. art. 36 “Accertamenti di confor-mità” (punto 1) rende e mantiene, in-fatti, elevato il numero di abusi chenon riescono ad essere sanati. Al fine del conseguimento del per-messo in sanatoria occorre la c.d.doppia conformità dell’intervento ov-vero che lo stesso sia conforme alladisciplina edilizia e urbanistica vi-gente sia al momento della sua rea-

A cura della

Commissione Stime Immobiliari e Catasto


30Ingegneri

Napoli

lizzazione, sia al momento della pre-sentazione della domanda. Ne deriva che l’accertamento in con-formità (art. 36) è uno strumento diregolarizzazione dei soli abusi edili-zi formali, destinato a porre rimedioalla mancata tempestiva acquisizio-ne del titolo abilitativo idoneo a le-gittimare l’intervento.Sarebbe da auspicare una modificadella norma che prescindesse dalladoppia conformità alla disciplina edi-lizia ed urbanistica e considerassesolo la disciplina vigente al momentodel rilascio del provvedimento in sa-natoria.Ove, infatti, la disciplina urbanisticaed edilizia attuale consentisse la rea-lizzazione di un intervento ediliziocorrispondente a quello eseguito inprecedenza senza titolo, non avreb-be alcun senso ordinare la demoli-zione dell’opera già realizzata, inquanto non conforme al vecchio stru-mento urbanistico, per poi autorizza-re l’esecuzione di un’opera identica,dato che è conforme allo strumentourbanistico vigente. L’esercizio della vigilanza sull’attivitàurbanistico-edilizia sul territorio è re-golamentato dal combinato dispostodell’art.27 “Vigilanza sull’attività ur-banistico-edilizia” e 31 “Interventieseguiti in assenza di permesso a co-struire, in totale difformità o con va-riazioni essenziali” del T.U.In particolare, l’art. 31 regolamentaquanto segue: “… 2.) Il dirigente o ilresponsabile del competente ufficiocomunale, accertata l’esecuzione diinterventi in assenza di permesso, intotale difformità dal medesimo, ovve-ro con variazioni essenziali, determi-nate ai sensi dell’articolo 32, ingiun-ge al proprietario e al responsabiledell’abuso la rimozione o la demoli-zione, indicando nel provvedimentol’area che viene acquisita di diritto,ai sensi del comma 3. 3.) Se il re-sponsabile dell’abuso non provvedealla demolizione e al ripristino dellostato dei luoghi nel termine di novan-ta giorni dall’ingiunzione, il bene el’area di sedime, nonché quella ne-cessaria, secondo le vigenti prescri-

zioni urbanistiche, alla realizzazionedi opere analoghe a quelle abusivesono acquisiti di diritto gratuitamenteal patrimonio del comune… 4. L’ac-certamento dell’inottemperanza allaingiunzione a demolire, nel terminedi cui al comma 3, previa notifica al-l’interessato, costituisce titolo per l’im-missione nel possesso e per la tra-scrizione nei registri immobiliari, chedeve essere eseguita gratuitamente”.Viene proposta, solo per quegli inter-venti ed opere non eseguite, salvoeventuali deroghe, in zone vincolate,ne su immobili vincolati, una modifi-ca all’articolo 31 del Testo unico del-l’edilizia, che preveda sempre l’ac-quisizione da parte del Comune delbene ma non più la demolizione pergli edifici abusivi. Si potrebbe opta-re, ferma l’acquisizione degli immo-bili, di concederlo in locazione al-l’attuale occupante alle seguenti con-dizioni:– il conduttore dovrà provvedere al

pagamento del canone locativosociale. In caso di non pagamentodel canone per tre mensilità scattaautomaticamente lo sfratto;

– dovrà renderlo staticamente sicuroe rispettoso di tutte le norme di si-curezza specie per gli impianti

– dovrà provvedere alla manuten-zione ordinaria e straordinariadell’immobile e alla sua conserva-zione.

Ovviamente detta locazione, in casodi morte dell’occupante, potrà esserevolturata al parente convivente piùprossimo.In tal modo si avrebbe un continuogettito economico all’Amministrazio-ne comunale e si eviterebbe di priva-re una famiglia della propria abita-zione.In merito al punto 3) si fa presenteche è normale che dopo l’acquisto diun qualsiasi immobile il proprietariorealizzi, senza variare il prospettoesterno dell’edificio, all’interno del-l’immobile dei lavori (rifacimento deipavimenti e degli impianti, tinteggia-ture alle pareti, variazione delle tra-mezzature, creazione di un secondo

bagno e cosi via) senza procederealla richiesta del titolo abilitativo. Nella quasi totalità dei casi le varia-zioni apportate all’immobile non va-riano la superficie e la volumetria del-l’immobile acquistato.Pertanto, fermo restante che la san-zione è pari a 516 euro dovuta pernon aver presentato la richiesta del ti-tolo autorizzativo al comune, è op-portuno che venga eliminata la pre-sentazione del progetto in sanatoriaessendo sufficiente il confronto dellavecchia planimetria con quella rea-lizzata, oltre ai dati forniti per la pre-sentazione del classamento all’Agen-zia del Territorio. Dati questi che sonoreperibili dai tecnici comunali tramiteil portale dei comuni.Pertanto sarebbe auspicabile che al-lorquando si presenti un accatasta-mento al catasto (nuova costruzione,variazione, ecc) debba essere citatoil provvedimento autorizzativo comu-nale e in caso di sanatoria, di cui so-pra (non aumento di superficie e divolume), gli estremi del versamentodella sanzione pecuniaria. Detta pre-sentazione (accatastamento e paga-mento della sanzione), dopo trentagiorni, valga come sanatoria per gliabusi interni presentati.In merito alle verande che vengonorealizzate su balconi o terrazzini per

aumentare la superficie dell’immobileed in particolare per ampliare dei va-ni, si dovrebbe costituire un fondovincolato, che dovrebbe essere ali-mentato dalla corresponsione dellesanzioni pecuniarie derivanti daquelle verande che potrebbero esse-re sanate in quanto non si affaccianosu strade principale, tramite il qualesi possa procedere alla eliminazionedelle verande che fronteggiano lestrade principali o che deturpano fab-bricati di interesse storico.Per procedere in tal senso i tecnici co-munali dovrebbero individuare lestrade principali e i fabbricati di in-teresse storico, mentre il consiglio co-munale dovrà determinare la sanzio-ne per le verande che possono esse-re sanate.Ove la veranda non ricadesse nellacasistica detta la sanatoria potrebbeessere concessa a seguito della pre-sentazione dell’accatastamento al-l’Agenzia del territorio, unitamente alversamento della sanzione e la di-stinta del calcolo per la determina-zione della sanzione. In tal modo si potrebbe procedere adeliminare tanti abusi edilizi, incre-mentando l’erario comunale e risol-vendo problematiche sociali, che po-trebbero sorgere se si applicasse lanorma vigente.

numero 1gennaio-febbraio 2012 31abusivismo edilizio

32Ingegneri

Napoli

CONSEGNATI I PREMI DELLA FONDAZIONE FILIPPO MANNA

Venerdì 4 novembre 2011 pressol’Aula Magna dell’Istituto Motori-CNRdi Napoli, si è svolta la cerimonia diconsegna dei Premi Prof. FilippoManna; dedicati alla memoria delloscienziato, scomparso due anni fa.Numerosi gli intervenuti alla manife-stazione: il prof. Pappalettere del-l’Università di Bari, il prof. Pier Ga-briele Molari dell’Università di Bolo-gna, il Prof. Antonino Pasta dell’Uni-versità di Palermo e tanti altri docen-ti e giovani ricercatori della Facoltàd’ingegneria campane e dell’IstitutoMotori.La cerimonia, introdotta dal Prof.Claudio Bertoli del Dipartimento Na-zionale dell’Energia e dei Trasportidel CNR /che ha brevemente ricor-dato la figura del Manna) è prose-guita con la commemorazione delProf. Ing. Pasquale Mario Calderaledel Politecnico di Torino particolar-mente toccante. L’intervento del Prof.Ing. Vincenzo Vullo dell’Università diRoma-Tor Vergata ha messo in evi-denza la “modernità” degli studi delProf. Manna. Diversi gli interventi a ricordo delProf. Manna: il Prof. Piero SaladinoPreside della Facoltà d’Ingegneriadell’Università di Napoli Federico II,ne ha ricordato la “fama” che avevail Manna quando lui era studente ela necessità di prendere ad esempioi Maestri che hanno avuto nella lorovita scientifica una visione multidisci-plinare al fine di rendere efficace ilprocesso di modernizzazione anchestatutaria dell’Ateneo federiciano. Il

Prof. Giovanni Maria CarlomagnoOrdinario di Gasdinamica ha ricor-dato che il Prof. Manna era “un’aqui-la e le aquile volano da sole” ed ilsindaco di Casalnuovo di Napoli,dove il Manna è nato e vissuto, On.Antonio Peluso ha annunciato l’avviodelle procedure per dedicare all’illu-stre concittadino una strada o unascuola.Durante la manifestazione sono staticonsegnati i Premi di Laurea Prof. Fi-lippo Manna a giovanissimi inge-gneri laureati nel periodo maggio2010-ottobre 2011 con una tesi in In-gegneria Meccanica. Per la I edizione del Premio la com-missione, presieduta dal Prof. CludioBertoli dell’Istituto Motori CNR, ecomposta dal Prof. Antonio De Ioriodell’Università di Napoli, dal Prof.Mariano Migliaccio dell’Università diNapoli e dal Prof. Vincenzo Vullo del-l’Università di Roma-Tor Vergata, do-po un esame preliminare dei 6 lavo-ri presentati a concorso, atteso l’ele-vato valore scientifico degli stessi, hachiesto alla Famiglia Manna che ve-nissero messi a disposizione due as-segni da 500 euro per due secondipremi.La commissione, pertanto, ha pre-miato i seguenti giovani ingegneriche presenti alla manifestazione han-no ritirato le attestazioni:– I Premio di euro 1.000 all’ing. Fla-

vio Farroni, autore della tesi di lau-rea dal titolo “Un modello fisico-ana-litico per la stima dell’aderenza diun pneumatico da competizione”;

33numero 1

gennaio-febbraio 2012

– II Premio ex equo euro 500 cia-scuno agli:– ing. Andrea Fontana, autore

della tesi di laurea dal titolo“Analisi strutturale della testatadi un motore e di componentiveicolistici innovativi”;

– ing. Serena Cimmino autricedella tesi di laurea dal titolo “Valutazioni numeriche FEM ditensioni residue in giunti testa atesta”.

Il premio è stato ritirato dal relatoreProf. Raffaele Sepe in quanto la vin-citrice, dipendente del CERN di Gi-nevra, ha comunicato la indisponibi-lità ad intervenire.Un vivo e sincero ringraziamento laFondazione lo rivolge al Prof. Maria-no Migliaccio che tanto si è prodiga-to per la riuscita della manifestazio-ne, ancorché preparata con poco an-ticipo, ed al Direttore dell’Istituto Mo-tori-CNR Ing. Paola Belardini per la

calda accoglienza che ha dimostra-to e per la bella struttura che ha mes-so a disposizione.Un caro ringraziamento va al prof.Elio Liguori l’Allievo più affezionatoal Prof. Manna, all’ing. FerdinandoLaezza dell’Istituto Motori grand com-mis della Fondazione, all’ing. MillyAbagnale assegnista di ricerca dellaFederico II e all’ing. Mario De Viadella società Eraclito Srl per il sup-porto informatico.La manifestazione, promossa dallaistituenda Fondazione Prof. FilippoManna, con sede in Casalnuovo diNapoli, è il primo di una serie dieventi che, nel ricordo del Prof. Filip-po Manna, cercheranno di aiutare itanti ingegneri meritevoli a non la-sciare la loro terra contribuendo, co-sì, ad evitare l’impoverimento cultura-le ed anche economico del territorio. Tutte le novità saranno disponibili sulsito della fondazione www.fondazio-nemanna.it.

istituzionale

“L’installazione di unimpianto fotovoltaico, infunzione dellecaratteristicheelettriche/costruttive e/odelle relative modalità diposa in opera, puòcomportare un aggravio delpreesistente livello dirischio di incendio

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IngegneriNapoli

GUIDA PER L’INSTALLAZIONE DEGLIIMPIANTI FOTOVOLTAICI

Premessa

Gli impianti fotovoltaici non rientranofra le attività soggette ai controlli diprevenzione incendi ai sensi delD.P.R. n. 151 del 1 agosto 2011 “Re-golamento recante semplificazionedella disciplina dei procedimenti re-lativi alla prevenzione incendi, a nor-ma dell’articolo 49 comma 4-quater,decreto-legge 31 maggio 2010, n.78, convertito con modificazioni, dal-la legge 30 luglio 2010, n. 122”.Tuttavia, l’installazione di un impian-to fotovoltaico a servizio di un’attivi-tà soggetta ai controlli di prevenzio-ne incendi richiede gli adempimentiprevisti dal comma 6 dell’art. 4 delD.P.R. n. 151 del 1 agosto 2011.In via generale l’installazione di unimpianto fotovoltaico (FV), in funzio-ne delle caratteristiche elettriche/co-struttive e/o delle relative modalità diposa in opera, può comportare unaggravio del preesistente livello di ri-

schio di incendio. L’aggravio potreb-be concretizzarsi, per il fabbricatoservito, in termini di:– interferenza con il sistema di ven-

tilazione dei prodotti della combu-stione (ostruzione parziale/totaledi traslucidi, impedimenti aperturaevacuatori);

– ostacolo alle operazioni di raf-freddamento/estinzione di tetticombustibili;

– rischio di propagazione delle fiam-me all’esterno o verso l’interno delfabbricato (presenza di condutturesulla copertura di un fabbricatosuddiviso in più compartimenti –modifica della velocità di propa-gazione di un incendio in un fab-bricato mono compartimento).

Inoltre, risulta necessario valutarel’eventuale pericolo di elettrocuzionecui può essere esposto l’operatoreVV.F. per la presenza di elementi cir-cuitali in tensione.

Il Comitato Centrale Tecnico Scientifico dei VV F, nella seduta del 13 dicembre2011, ha messo a fuoco le numerose problematiche connesse alle installazio-ni di impianti fotovoltaici, spesso occasione di incendi specie quando detti im-pianti sono installati su solai piani con superficie asfaltata.Si è pervenuti all’opportunità di elaborare una linea guida per tali installazio-ni, in fase di definizione, ma per la quale riteniamo opportune proporre agliingegneri napoletani una bozza, in progress, perché ci si renda conto che unimpianto fotovoltaico, specie se di notevoli dimensioni, merita sempre una pro-gettazione puntuale, affidata ad un tecnico competente. Chi può essere piùcompetente, in tale settore, di un ingegnere?P.E. De Felice

Campo di applicazione

Rientrano, nel campo di applicazio-ne della seguente guida, gli impianticon tensione in corrente continua(c.c.) non superiore a 1500V.In allegato sono riportate le defini-zioni, ricavate dalle vigenti norme eguide di settore, cui si farà riferimen-to.

Requisiti tecnici

Ai fini della prevenzione incendi gliimpianti FV dovranno essere proget-tati, realizzati e manutenuti a regolad’arte. Ove gli impianti siano eseguiti se-condo i documenti tecnici emanatidal CEI (norme e guide) e/o dagli or-ganismi di normazione internaziona-le, essi si intendono realizzati a re-gola d’arte.Inoltre tutti i componenti dovranno es-sere conformi alle disposizioni comu-nitarie o nazionali applicabili. In par-ticolare, il modulo fotovoltaico dovràessere conforme alle Norme CEI EN61730-1 e CEI EN 61730-2.L’installazione dovrà essere eseguitain modo da evitare la propagazionedi un incendio dal generatore foto-voltaico al fabbricato nel quale è in-corporato. Tale condizione si ritienerispettata se l’impianto fotovoltaico,incorporato in un opera di costruzio-ne, è installato su strutture di coper-tura e/o di facciata incombustibili. Ri-sulta equivalente l’interposizione tra imoduli fotovoltaici e il piano di ap-poggio, di uno strato di materiale in-combustibile, le cui caratteristiche dicomportamento al fuoco e di spesso-re siano atte ad evitare la propaga-zione dell’incendio all’interno del-l’opera di costruzione.In alternativa potrà essere effettuatauna specifica valutazione del rischiodi propagazione dell’incendio, te-nendo conto della classe di resisten-za agli incendi esterni dei tetti e del-le coperture di tetti (secondo UNI EN13501-5:2009 Classificazione alfuoco dei prodotti e degli elementi da

costruzione - Parte 5: Classificazionein base ai risultati delle prove diesposizione dei tetti a un fuoco ester-no secondo UNI ENV 1187:2007) edella classe di reazione al fuoco delmodulo fotovoltaico attestata secon-do le procedure di cui all’art. 2 delDM 10 marzo 2005 recante “Classidi reazione al fuoco per i prodotti dacostruzione” da impiegarsi nelle ope-re per le quali è prescritto il requisitodella sicurezza in caso d’incendio.L’ubicazione dei moduli e delle con-dutture elettriche dovrà inoltre sempreconsentire il corretto funzionamento ela manutenzione di eventuali eva-cuatori di fumo e di calore (EFC) pre-senti, nonché tener conto, in base al-l’analisi del rischio incendio, dell’esi-stenza di possibili vie di veicolazio-ne di incendi (lucernari, camini,ecc.). In ogni caso i moduli, le con-dutture, gli inverter, i quadri ed altrieventuali apparati non dovranno es-sere installati nel raggio di 1 m dagliEFC. L’impianto FV dovrà, inoltre, avere leseguenti caratteristiche:– essere provvisto di un dispositivo

di comando di emergenza, ubica-to in posizione segnalata ed ac-cessibile che determini il seziona-mento dell’impianto elettrico, al-l’interno del compartimento/fab-bricato nei confronti delle sorgentidi alimentazione, ivi compresol’impianto fotovoltaico;

– in caso di presenza di gas, vapo-ri, nebbie infiammabili o polvericombustibili, al fine di evitare i pe-ricoli determinati dall’innesco elet-trico, è necessario installare la par-te di impianto in corrente continua,compreso l’inverter, all’esterno del-le zone classificate ai sensi del D.Lgs. 81/2008 – allegato XLIX;

– nei luoghi con pericolo di esplo-sione per la presenza di materialeesplodente, il generatore fotovol-taico e tutti gli atri componenti incorrente continua costituenti po-tenziali fonti di innesco, dovrannoessere installati alle distanze di si-curezza stabilite dalle norme tec-niche applicabili;

numero 1gennaio-febbraio 2012 35impianti

36Ingegneri

Napoli

– i componenti dell’impianto non do-vranno essere installati in luoghidefiniti “luoghi sicuri” ai sensi delDM 30/11/1983, nè essere di in-tralcio alle vie di esodo;

– le strutture portanti, ai fini del sod-disfacimento dei livelli di presta-zione contro l’incendio di cui alDM 09/03/2007, dovranno esse-re verificate e documentate tenen-do conto delle variate condizionidei carichi strutturali sulla copertu-ra, dovute alla presenza del gene-ratore fotovoltaico, anche in riferi-mento al DM 14/01/2008 “Nor-me tecniche per le costruzioni”.

Si precisa che per le pensiline in ma-teriale incombustibile degli impiantidi distribuzione carburanti non è ri-chiesto alcun requisito di resistenzaal fuoco.

Documentazione

dovrà essere acquisita la dichiara-zione di conformità di tutto l’impian-to fotovoltaico e non delle singoleparti, ai sensi del D.M. 37/2008.Per impianti con potenza nominalesuperiore a 20 kW dovrà essere ac-quisita la documentazione previstadalla Lettera Circolare M.I. Prot. n.P515/4101 sott. 72/E.6 del 24aprile 2008.

Verifiche

Periodicamente e ad ogni trasforma-zione, ampliamento o modifica del-l’impianto dovranno essere eseguitee documentate le verifiche ai fini delrischio incendio dell’impianto foto-voltaico, con particolare attenzioneai sistemi di giunzione e di serraggio.

Segnaletica di sicurezza

– L’area in cui è ubicato il generato-re ed i suoi accessori, qualora ac-cessibile, dovrà essere segnalatacon apposita cartellonistica con-

forme al D. Lgs. 81/2008. La pre-detta cartellonistica dovrà riporta-re la seguente dicitura: ATTENZIO-NE: Impianto Fotovoltaico in tensio-ne durante le ore diurne (…. Volt).La predetta segnaletica, resistenteai raggi ultravioletti, dovrà essereinstallata ogni 10 m per i tratti diconduttura.

– Nel caso di generatori fotovoltaicipresenti sulla copertura dei fabbri-cati, detta segnaletica dovrà esse-re installata in corrispondenza ditutti i varchi di accesso del fabbri-cato.

– I dispositivi di sezionamento diemergenza dovranno essere indi-viduati con la segnaletica di sicu-rezza di cui al titolo V delD.Lgs.81/08.

Salvaguardia degli operatori VV.F.

Per quanto riguarda la salvaguardiadegli operatori VV.F. si rimanda aquanto indicato nella nota PROTEM622/867 del 18/02/2011, recante“Procedure in caso di intervento in pre-senza di pannelli fotovoltaici e sicu-rezza degli operatori vigili del fuoco”.Si segnala che è stata presa in con-siderazione l’installazione di disposi-tivi di sezionamento per gruppi dimoduli, azionabili a distanza, ma adoggi non se ne richiede l’obbligato-rietà in quanto non è nota l’affidabi-lità nel tempo, né è stata emanatauna normativa specifica che ne disci-plini la realizzazione, l’utilizzo e lacertificazione.

Impianti esistenti

Per gli impianti fotovoltaici messi inservizio prima dell’entrata in vigoredella presente guida, installati in atti-vità soggette ai controlli di preven-zione incendi, dovrà essere prevista:la presenza e la funzionalità del di-spositivo del comando di emergenza;l’applicazione della segnaletica di si-curezza e le verifiche di cui al prece-dente paragrafo.

numero 1gennaio-febbraio 2012 37impianti

ALLEGATO

Le seguenti definizioni sono ricavate dalla Norma CEI 64-8, Sezione 712 edalla Guida CEI 82-25

Dispositivo fotovoltaicoComponente che manifesta l’effetto fotovoltaico. Esempi di dispositivi FV sono:celle, moduli, pannelli, stringhe o l’intero generatore FV.

Cella fotovoltaicaDispositivo fondamentale in grado di generare elettricità quando viene espo-sto alla radiazione solare.

Modulo fotovoltaicoIl più piccolo insieme di celle fotovoltaiche interconnesse e protette dall’am-biente circostante (CEI EN 60904-3)

Pannello fotovoltaicoGruppo di moduli preassemblati, fissati meccanicamente insieme e collegatielettricamente. In pratica è un insieme di moduli fotovoltaici e di altri necessariaccessori collegati tra di loro meccanicamente ed elettricamente (Il terminepannello è a volte utilizzato impropriamente come sinonimo di modulo)

Stringa fotovoltaicaInsieme di pannelli fotovoltaici collegati elettricamente in serie

Generatore FV (o Campo FV)Insieme di tutti i moduli FV in un dato sistema FV

Quadro elettrico di giunzione del generatore FVQuadro elettrico nel quale tutte le stringhe FV sono collegate elettricamente edin cui possono essere situati dispositivi di protezione, se necessario

Cavo principale FV c.c.Cavo che collega il Quadro elettrico di giunzione ai terminali c.c. del con-vertitore FV

Gruppo di conversione della corrente continua in corrente alternata Insieme di inverter (Convertitori FV) installati in un impianto fotovoltaico im-piegati per la conversione in corrente alternata della corrente continua pro-dotta dalle varie sezioni che costituiscono il generatore fotovoltaico.

Sezione di impianto fotovoltaicoParte del sistema o impianto fotovoltaico; esso è costituito da un gruppo di con-versione c.c./c.a. e da tutte le stringhe fotovoltaiche che fanno capo ad esso

Cavo di alimentazione FVCavo che collega i terminali c.a. del convertitore PV con un circuito di distri-buzione dell’impianto elettrico

Impianto (o Sistema) fotovoltaicoInsieme di componenti che producono e forniscono elettricità ottenuta per mez-zo dell’effetto fotovoltaico. Esso è composto dal Generatore FV e dagli altricomponenti (BOS), tali da consentire di produrre energia elettrica e fornirla al-le utenze elettriche e/o di immetterla nella rete del distributore

38Ingegneri

Napoli

MICHELE VIPARELLIUN MAESTRO DELLASCUOLA NAPOLETANA DIINGEGNERIA IDRAULICA

Pietro Ernesto De Feliceingegnere

Ho conosciuto recentemente ClaudiaViparelli, una giovane ingegnere na-poletana, nipote dell’indimenticatomaestro Michele, e non ho potuto fa-re a meno di sollecitarla di farmiavere notizie puntuali sulla brillantecarriera di quello che è stato, per lamia generazione, un impareggiabilemaestro di ingegneria e di vita.Il prof. Michele Viparelli si propone-va in aula in toni pacati, disponibilead aiutare i suoi allievi per interpre-tare processi di idraulica anche com-plessi, quando i testi universitari era-no generalmente ciclostilati, e talvol-ta ricavati da scritti a mano trattati adalcool.Le sue lezioni non terminavano maiin classe; egli si tratteneva nei cor-ridoi e nel suo ufficio per essere cer-to che tutti avessero compreso la le-zione.Ricordo il tono della sua voce, paca-to e chiaro; il suo caratteristico capoleggermente chino come a voler mo-strare una timidezza che non gli erapropria, la soddisfazione che mani-festava quando gli allievi a lui più vi-cini conseguivano un buon risultatod’esame. All’esame era comunque ri-goroso, ma mai mortificava l’allievoche non riusciva a meritare la pro-mozione.Alle sedute di laurea era semprepresente, ed ammiccava sorridentea quelli che, anche anni indietro,erano stati allievi diligenti ai suoicorsi.Ricordo – io gli ero vicino per l’ami-cizia che ci accomunava per il com-

pianto prof. Roberto Breglia – lagrande attenzione che dedicò alle in-dagini a lui affidate per l’incidente al-la diga del Vajont e la preoccupa-zione che lo accompagnò per assi-curare risposte certe, documentate escientificamente rigorose alle nume-rose interrogazioni che gli venivanosottoposte.La facoltà di Ingegneria di Napoli havoluto dedicargli, una cerimonia digrande rilievo quando con decretodel Presidente della Repubblica del16 aprile 87, gli venne attribuito il ti-tolo di professore emerito d’Idraulica.Fu Carlo Montuori a tenere la prolu-sione, con ricchezza di particolarisulla carriera del prof. Viparelli ed ipiù significativi successi sul piano di-dattico e professionale.Dalla ricca prolusione di Montuosi,prenderò solo qualche spunto che po-trebbe meglio illustrare la figura delmaestro e dell’uomo.Viparelli, entrò nell’Istituto di Idraulicadella facoltà di ingegneria nel 1936,dopo aver compiuto il servizio milita-re di leva, ma in occasione della se-conda guerra mondiale fu chiamatoalle armi ed inviato in Africa, e suc-cessivamente prigioniero nel 1943,solo nel 1945 fu rimpatriato. In cam-po di concentramento non solo conti-nuò i suoi studi e le sue ricerche bi-bliografiche, ma manifestò l’amoreper l’ingegneria idraulica organiz-zando corsi a beneficio di compagnistudenti di ingegneria che avevanodovuto interrompere gli studi univer-sitari.

39numero 1


Fu un maestro nella ricerca sul campoe nella sperimentazione. Non spettaa me esplorare i suoi meriti scientifici,ma citerò solo alcune sue ricerche an-cora vive e produttive Si interessò di complesse sperimenta-zioni su correnti miste di acqua edaria, che ebbero risonanza negli Sta-ti Uniti, in un congresso a Minneapo-lis; studiò – realizzando una com-plessa struttura sperimentale – il motonegli alvei torrentizi che sfuggivanoalle tradizionali schemi dei corsid’acqua superficiale, e, sempre par-tendo da indagini sperimentali, del-l’erosione a valle di una traversa flu-viale.Sono solo piccoli esempi di una com-plessa attività di studio e di speri-mentazione.Per noi, suoi allievi, rimane fonda-mentalmente impressa la figura del-l’Uomo, dello scienziato, del ricerca-tore, ma soprattutto del maestro cheebbe come fondamentale sua atten-zione di trasferire a tutti gli allievi la

più vasta conoscenza del mondo del-l’idraulica e delle tante problemati-che che ad essa attengono.Vorrei chiudere con una considera-zione personale, quale componentedel Tribunale Regionale delle Acquepresso la Corte d’Appello di Napoli,nella veste di giudice tecnico.Sono chiamato, insieme ai due giu-dici togati, ad interessarmi del rico-noscimento di danni provocati daesondazioni di corsi d’acqua in tuttoil Sud d’Italia. Sono tanti, tantissimi, espesso ripetuti da partedegli stessicorsi d’acqua e prevalentemente. Ingenere sono prodotti per sottovaluta-zioni ed errori umani, a partire dallacattiva manutenzione e da interventicon cementificazioni improprie. Forse un prof. Michele Viparelli po-trebbe insegnare, ancor oggi attra-verso i suoi scritti e le sue opere, co-me ridurre drasticamente questi feno-meni ottenendo economie enormi pergli enti pubblici cui queste opere so-no affidate.

istituzionale

40Ingegneri

Napoli

ARCHI E VOLTE IN ZONA SISMICAMECCANICA DELLESTRUTTURE VOLTATERecensione

Doppiavoce Edizioni320 pagine, 250 immagini a colori e 100 in b/n, cartonatowww.doppiavoce.it

In una veste tipografica di particola-re eleganza prodotta e curata per itipi di Doppiavoce Edizioni di Napo-li, è in libreria un nuovo testo a curadi Antonio Borri e Laura Bussi su “Ar-chi e volte in zona sismica. Meccani-ca delle strutture voltate”.L’introduzione del termine “conserva-zione” per i nostri centri storici ricchidi archi,volte, e cupole che rappre-sentano una eredità culturale dellaquale tutti ci dobbiamo preoccupare,apre nuovi orizzonti alla tematica.Il connubio tra conservazione e si-curezza che per tali costruzioni sto-riche nel loro complesso può risulta-re difficile da realizzare trova so-vente soluzioni semplici efficaci epoco invasive.Fondamentale come sempre è peròbasarsi su una conoscenza appro-fondita di queste strutture, delle loromodalità costruttive e del loro com-portamento meccanico, sia nello sta-to in cui si trovano, sia in quello del-la loro progettazioni.In un recente ciclo di seminari orga-nizzato dal prof. ing. Alessandro Ba-ratta presso l’Ordine professionaledegli Ingegneri della provincia di Na-poli, le varie tematiche, classiche edavanzate, sulle strutture murarie sonostate affrontate in modo di avere unavisione di insieme delle stesse; il Libroinvece affronta in maniera organicaed “accessibile” le problematicheconnesse con questa tipologia mura-ria, soprattutto dal punto di vista ap-plicativo e professionale con un ap-proccio metodologico più attuale.

Nel primo capitolo curato da LauraBussi attraverso cenni sul rapportoforma-struttura introduce l’argomentodelle strutture voltate finendo attra-verso cenni storici ripercorre le prin-cipali tappe dello sviluppo di questatipologia strutturale con i mutamentipiù significativi che sono entrati nellaloro prassi costruttiva.Il secondo capitolo di Michele Para-diso e Giacomo Tempesta affronta iltema dell’analisi e della soluzionedelle equazioni lineari che descrivo-no il comportamento della muraturaintesa come sistema di blocchi rigidivincolati tra di loro con vincoli di con-tatto. Sorge così una struttura sui ge-neris costituita da elementi rigidi col-legati con giunti elastici.È il sistema olonomo, il sistema cioèad un numero finito di possibili gra-di di libertà che ha visto nel Profes-sore Vincenzo Franciosi che, sulleconsiderazioni di Jacques Heyman,ha proposto dei modelli strutturaliparticolarmente efficaci per lo studiodi tali strutture essendo lui il massi-mo studioso italiano, forse unico, nelsettore. Epigono di una eccellente Scuola Na-poletana rimane ancora tale: orgo-glio dei suoi migliori allievi distribuitioltre Napoli in tutta Italia.Doveroso omaggio alla sua indimen-ticabile memoria.In tale ottica Nicola Augenti, allievodi Aldo Raithel, altro indimenticabilemaestro della Scuola Napoletana, af-fronta pregevolmente nel quinto ca-pitolo il problema connesso alla pa-

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tologia e diagnosi delle volte in mu-ratura.Nel terzo capitolo curato da Giovan-ni Cangi si espone il comportamentodelle strutture voltate che sebbenegeometricamente assai diverse sonoin realtà dotate di una sostanziale af-finità geometrico-strutturale ma soprattuttodal punto di vista meccanico resisti-vo. Il capitolo si chiude con una am-pia casistica professionale sulle tec-niche costruttive tradizionali e di co-me esse possono influenzare il com-portamento meccanico delle stesse.Nel quarto capitolo Serena Cattari,Sergio Lagomarsino e Sonia Resemi-

ni tramite analisi agli elementi finitinel campo lineare e non lineare ana-lizzano il comportamento statico divarie tipologie di strutture voltate alvariare delle loro caratteristiche geo-metriche,di vincolo,tessitura murariaforniscono elementi utili per la stimadelle proprietà di rigidezza equiva-lente da applicare alla piastra concui viene modellata la volta nei pro-grammi di calcolo per la verifica si-smica.Il testo è consigliato per chi opera nel-la professione delle strutture murariead alto livello.

Mario Pasquino

recensione

42Ingegneri

Napoli

LINEE GUIDA PERRIPARAZIONE ERAFFORZAMENTO DI ELEMENTI STRUTTURALI,TAMPONATURE E PARTIZIONIRecensione

Doppiavoce Edizioni200 pagine, 170 immagini a colori e 90 in b/nwww.doppiavoce.it

È stato pubblicato con veste tipogra-fica curata dalla casa editrice Dop-piavoce di Napoli un testo a cura diM. Dolce e G. Manfredi su “Lineeguida per riparazione e rafforza-mento di elementi strutturali, tampo-nature e partizioni”.Le modalità ed i criteri per la defini-zioni di tali progetti nonché per l’am-missibilità ai contributi sono riporta-te nell’OPCM 3779 del 6 giugno2009, ulteriori chiarimenti e dettaglisono riportate negli Indirizzi pubbli-cati il 17 luglio 2009.Nell’ambito degli interventi previstinegli Indirizzi nelle linee guida vi so-no interventi ricadenti nelle seguenticategorie:1. riparazione di elementi non strut-

turali danneggiati (A.1);2. riparazione locale di elementi

strutturali (A.4);3. interventi su tamponature e para-

menti esterni non danneggiati vol-ti a predire crolli pericolosi perl’incolumità delle persone (B.1);

4. interventi di rafforzamento localedi singole parti e/o elementi distrutture in cemento armato e mu-ratura, ai sensi dell’art. 8.4.3 delD.M. 14.01.08 e della relativaCircolare n. 617 del 2 Febbraio2009 (B.2).

Le problematiche sopra riportate neipunti 1 e 2 sono affrontate nel capi-tolo 2 con dovizia di particolari co-struttivi ed interventuali da parte diA. Balsamo, M. Dolce, G. Manfredi,C. Moroni, A. Prota.In particolare vengono esaminate ledebolezze dei nodi trave-pilastroesterni nei telai in c.a.;le debolezzedei collegamenti alle pareti portanti

nelle strutture in muratura che facili-tano l’innesco dei meccanismi di ri-baltamento.In un successivo lavoro ampio, arti-colato e impreziosito da una descri-zione dei particolari costruttivi attra-verso una documentazione fotogra-fica delle proposte si parla di Inter-venti strutturali (di riparazione o in-tervento locale). Ai precedenti auto-ri si affianca G. Di Pasquale.Gli interventi esaminate riguardanoanche strutture in murature ed in le-gno.Quanto esaminato è un preziosoaiuto oltre che una guida indispen-sabile per una professione ad alto li-vello.Dagli stessi autori è redatto il capi-tolo 4. In particolare si tratta di tam-ponature, del loro collegamento tra-sversale e collegamento perimetralea pilastri e travi/solai.Di seguito nell’Appendice A a curadi A. Balsamo, I. Iovinella e A. Pro-ta sono attentamente esaminate lecause di degrado del legno.Nell’Appendice B a cura anche diM. Di Ludovico e G.P. Lignola è ri-portato un esempio di calcolo su raf-forzamento locale di nodi con mate-riale composito.Il volume si conclude con l’Appendi-ce C a cura di C. Margheriti con unesempio di calcolo su un rafforza-mento locale di nodi con sistemaCAM.Le tematiche e le modalità seguitenell’affrontare i problemi esaminaticonsigliano di munirsi di un volumeritenuto necessario per il professio-nista attento e qualificato.

Mario Pasquino

L’attrito nel controllo strutturale passivo mediante sistemi innovatividi protezione sismica

PAGINA 10

Il concetto di zona di mescolamento nella gestione dei corsi d’acqua

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L’ospedale pediatrico del III millennio: i bambininon sono pazienti. Il CastelloIncantato delle Cure

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