Cos’è I-Pro 1?

I-Pro 1 è un dispositivo attivo per la protezione sismica di edifici esistenti. È una soluzione che si propone sul mercato dei dispositivi antisismici per abbattere i tempi e l’invasività degli interventi.

I-Pro 1 è un TMD?

I Tuned Mass Damper (TMD) sono dispositivi meccanici passivi che vengono installati, per aumentare il comfort o ridurre la domanda sismica sugli elementi strutturali di un edificio. Questo vale anche per tutti i derivati dei TMD come i Tuned Liquid Mass Dampers o i  Pendulum Tuned Mass Dampers.

I-Pro 1, invece, è un sistema di controllo attivo, Active Mass Damper (AMD).

Come funziona I-Pro 1?

I-Pro 1 viene installato sul tetto dell’edificio per ottenere un miglioramento delle prestazioni strutturali della costruzione in caso di evento sismico. Dopo aver installato I-Pro 1, e averlo collegato ai sensori di movimento e al computer centrale di controllo, la tecnologia entra in funzione. A seconda della grandezza, e del numero di piani dell’edificio, sarà definito il numero di dispositivi da installare per ottenere il miglioramento sismico desiderato. Questo permette di ottenere miglioramenti in tutti gli stati limite dell’edificio (SLO, SLD, SLV, SLC).

In caso di evento sismico il computer centrale rileva il movimento tramite i sensori e, grazie agli algoritmi di controllo, pilota la forza esercitata sull’edificio da ogni dispositivo al fine di minimizzare gli spostamenti interpiano della struttura e massimizzare la dissipazione di energia introdotta dal sisma.

Cosa significa che I-Pro 1 è un dispositivo attivo per la protezione sismica?

I-Pro 1 è un dispositivo attivo, ovvero, esercita forze sull’edificio a seconda dei comandi ricevuti dal computer centrale che rileva i movimenti della struttura grazie ai sensori di movimento. In tal modo riduce il movimento della struttura in caso di terremoto, evitando danni e collassi.

Cosa significa che I-Pro 1 è un dispositivo one-size-fit-all?

I-Pro 1 è un prodotto standard e non necessita di progettazione ad hoc per essere applicato; semplicemente vengono installati più o meno dispositivi (di uguali prestazioni) a seconda della grandezza in pianta e del numero di piani dell’edificio, oltre che del grado di miglioramento sismico desiderato.

Quali sono i vantaggi, per un ingegnere strutturista o per uno studio di progettazione, di utilizzare I-Pro 1?

L’applicazione di questa tecnologia non prescinde da una valutazione della capacità sismica iniziale della struttura, motivo per il quale cerchiamo ogni giorno di creare nuove collaborazioni con studi di progettazione che in fase di miglioramento sismico effettueranno le tipiche analisi iniziali per identificare la capacità sismica dell’edificio e la classe di rischio. Una volta identificati i meccanismi di fallimento, procedimento tipico secondo NTC2018, ci vengono esplicitate le problematiche riscontrate sul modello creato dell’edificio. A questo punto creiamo un modello semplificato, ma realistico, della struttura in base alle prove dinamiche effettuate in campo sulla costruzione e di conseguenza tarati gli algoritmi di controllo al fine di evitare i meccanismi di fallimento evidenziati da chi si è occupato dello studio della capacità dell’edificio.
Per finire, viene esplicitato allo studio di progettazione il coefficiente equivalente di riduzione della domanda sismica sull’edificio ottenuto grazie all’adozione dei sistemi e il conseguente aumento del rapporto capacità/domanda.
I vantaggi della scelta di questa soluzione da parte di chi si occupa del miglioramento sismico dell’edificio è l’enorme riduzione dei tempi di intervento e dell’invasività sulla struttura dell’utente finale. Si riesce così a proporre all’utente finale/agli utenti finali una soluzione che può fare la differenza tra la volontà di effettuare o meno i lavori di miglioramento sismico (ad esempio i condomini, o immobili che comporterebbero grandi costi di mancanza in caso di chiusura e fermo di esercizio dello stabile).

I-Pro 1 è un dispositivo a fluido magnetoreologico?

Il dispositivo I-Pro 1 è un dispositivo attivo e come tale viene movimentato da attuatori elettro-idraulici che funzionano ad olio minerale.

I dispositivi di dissipazione a fluido magnetoreologico invece sono sistemi semi-attivi. Questi, cambiando determinate caratteristiche del materiale tramite attuazione elettrica, fanno variare il comportamento del dispositivo che, tuttavia, rimane vincolato alle capacità di assorbimento energetico e prestazionale dalla sua parte passiva.

Quali sono i vantaggi di utilizzare I-Pro 1 per l’utente finale?

I vantaggi derivanti dall’adozione di I-Pro 1 al cliente finale sono molteplici:

  • Riduzione dell’invasività dell’intervento di miglioramento sismico.
  • Riduzione dei tempi di intervento sulla struttura.
  • Nessun fermo di esercizio dell’immobile poiché i sistemi vengono installati sul tetto dell’edificio, intervenendo soltanto sull’involucro e non internamente.

È prevista la manutenzione di I-Pro 1?

I-Pro 1 effettua un “self-check” settimanale per verificare che le performance del macchinario non siano diminuite o degradate; permettendo così anche manutenzioni puntuali qualora fossero necessarie.

Questo, ad esempio, è impensabile per un sistema di tipo passivo, che come tale può essere considerato adeguato solo a fronte di prove di qualità sul 2% fino al 20% dei componenti prodotti di un lotto di dispositivi (UNI EN 15129:2018), e rilevando eventuali guasti solo durante le sostituzioni a fine vita di servizio.

Pertanto, le performance del macchinario e la necessità di manutenzione può essere verificata costantemente in remoto, mentre vengono programmate, in ogni casi, delle manutenzioni ordinarie del sistema.

Insieme al dispositivo marcato CE vengono consegnati al cliente il libretto d’uso e manutenzione e il fascicolo tecnico, dove sono indicate tutte le attività e le componentistiche necessarie per effettuare la manutenzione ordinaria, che può anche essere effettuata da tecnici individuati dal cliente o da tecnici certificati di ISAAC.

Questo garantisce, rispetto all’utilizzo di interventi passivi o semplici rinforzi locali, un check costante del prodotto e del suo funzionamento, oltre che una verifica costante della sicurezza sismica. Tutto ciò garantisce la massima sicurezza ai proprietari e ai fruitori dell’immobili.

Come viene garantita la funzionalità del dispositivo nel tempo? Cosa succede se il terremoto si verifica, per esempio, 30 anni dopo l’installazione?

Esiste una pratica comune nell’ingegneria meccanica, purtroppo non nota nell’ingegneria civile, che è l’analisi FMEA di rischio per identificazione dei Performance Level e Safe Integrity Level, indici di affidabilità della macchina applicata in “low-demand”, ovvero attivandosi solo in caso di sisma che può ripetersi anche a distanza di decenni.

Questa analisi permette di identificare qualsiasi tipo di rischio a cui è soggetto il macchinario, così da identificare un indice di affidabilità che, qualora non soddisfi un livello definito, può essere aumentato inserendo ridondanze meccaniche, elettriche ed idrauliche.

In tal modo è possibile calibrare e definire un livello di sicurezza sufficiente a permettere, a fronte di ispezioni periodiche (anche in remoto) manutenzioni del macchinario a livelli comparabili a quelli dei sistemi meccanici passivi quali dissipatori di velocità, spostamento o anche TMD.

Cosa succederebbe se I-Pro 1 non venisse mantenuto periodicamente da operatori che si recano in loco?

I-Pro 1 effettua un “self-check” di verifica settimanale, così da accertare che le performance del dispositivo non decadano nel tempo; ciò permette, inoltre, di intervenire con manutenzioni puntuali in di necessità.
Questo significa che anche in assenza di manutenzioni ordinarie programmate, in qualunque momento è possibile verificare in remoto lo stato dei dispositivi installati.

Se I-Pro 1 viene installato in fabbricati vecchi, non conoscendone alla perfezione i progetti e le armature, potrebbe far collassare anche prima la struttura in caso di terremoto?

Gli algoritmi di controllo utilizzati permettono di ottimizzare le prestazioni di I-Pro in base alla struttura su cui deve essere applicato e al miglioramento sismico che si vuole ottenere; Ciò significa che è sempre raggiungibile un risultato migliorativo.

Per fare queste valutazioni è sufficiente un modello lineare semplificato dell’edificio ottenuto tramite prove dinamiche in campo della struttura. Pertanto: qualora il progetto, e di conseguenza il modello FEM utilizzato dallo studio di progettazione incaricato del miglioramento sismico, non rispecchiasse esattamente il comportamento dell’edificio, questo non creerebbe alcun tipo di problema al corretto funzionamento della tecnologia.

Inoltre, prima dell’installazione, grazie ad un software apposito, ISAAC sarà in grado di effettuare delle simulazioni dinamiche non lineari dell’edificio sottoposto a sisma e in contemporanea alle forze di controllo prodotte da I-Pro 1. Sarà così possibile verificare lo scostamento dei parametri dinamici tra il modello FEM dell’edificio e i parametri misurati in campo, così come la riduzione dei carichi sugli elementi strutturali (momento, taglio, carichi di compressione, …).

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