Progetti di tesi

Eco-sostenibilità nell’edilizia moderna

Il settore edilizio è uno dei maggiori responsabili delle alterazioni ambientali: - il 40% dei materiali utilizzati ogni anno vengono prelevati dal pianeta; - il 25% del legname tagliato ogni anno; - il 50% delle emissioni di anidride carbonica, anidride solforosa, biossido di azoto, gas che contribuiscono all’effetto serra; - il 37% dei consumi a livello mondiale di energia. Perciò l’edilizia sostenibile progetta e costruisce edifici per limitare l’impatto ambientale, ponendosi come finalità progettuali l’efficienza energetica, raggiungibili mediante strutture e tecnologie appropriate Edificio a energia quasi zero L' "edificio ad energia quasi zero" è un immobile con una prestazione energetica molto alta, caratterizzato da isolanti, infissi ed impianti ad alto rendimento. L'energia necessaria per questi edifici è molto bassa, quella rimanente viene coperta in parte da fonti rinnovabili.

The construction industry is one of the main responsible for environmental degradation: - 40% of the materials used each year are taken from the planet; - 25% of timber cut every year; - 50% of carbon dioxide emissions, sulphur dioxide, nitrogen dioxide and gas that contributing to the greenhouse effect; - 37% of world energy consumption. For this reason, sustainable building designs and builds buildings to limit the environmental impact, achievable by studying appropriate structures and technologies Nearly zero energy buildings The "nearly zero energy building" (nZEB) is a structure with a very high-energy performance, characterized by insulators, fixtures and high performance systems. The energy required for these buildings is very low; the remaining one almost completely covered by renewable sources.

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Acustica di facciata

Le argomentazioni trattate in questa tesi di laurea riguardano lo studio dell’ambito acustico edilizio in termini generali, seguito da un’analisi più approfondita dell’isolamento acustico di facciata. Sono stati descritti i principi di trasmissione sonora, tenendo conto del potere fonoisolante e classificate le varie tipologie di isolamento. A seguito di una breve descrizione di questi elementi si è passati alla valutazione della nuova normativa vigente, UNI EN ISO 16283-3:2016, la quale esprime i nuovi fondamenti per la valutazione e il mantenimento del corretto benessere acustico, conferito all’edificio, dalle pareti esterne. Verranno trattate le varie tipologie di procedure da seguire con le varie accortezze da prendere e gli strumenti da impiegare, accompagnate dalla porzione dedicata al calcolo. Parole chiave: trasmissività, potere fonoisolante, isolamento acustico di facciata, pressione sonora, intervalli di frequenze.

This graduation thesis is about acoustic in buildings. After a general introduction to the argument, I’ve analysed more specifically the façade sound insulation. I’ve described sound transmissions fundamentals, sound reduction index and the classification of different types of sound insulation. After a short description of these elements, I’ve studied the new normative in force UNI EN ISO 16283-3:2016. This normative describes the new fundamentals for the evaluation and the maintenance of the correct acoustic comfort, conferred to the building by walls. The procedure types to follow with the different precautions to take, the instrumentation used and the calculation side will all be debate. Keywords: Sound transmission, sound reduction index, sound pressure, frequency’s intervals.

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EDIFICI PASSIVI CON TECNICA COSTRUTTIVA XLAM

Il documento si basa sulle nuove direttive europee riguardanti l’efficienza energetica degli edifici di nuova costruzione o sottoposti ad importanti ristrutturazione. Verranno analizzati i requisiti minimi di costruzione imposti su una edifico residenziale privato progettato con pannelli portanti in legno, in particolare sulla trasmittanza termica delle parteti costituente l’involucro edilizio.

The document is based on the new European directives concerning the energy efficiency of new buildings or those undergoing major renovations. We will analyze the minimum construction requirements imposed on a private residential building designed with wooden load-bearing panels, in particular on the thermal transmittance of the parts constituting the building envelope. Keywords: Passive building, CLT, Periodic thermal transmittance.

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Rumore da calpestio: normativa e misure di mitigazione

Si possono riscontrare sempre più casi di disturbo del benessere umano dovuto a particolari condizioni acustiche dei fabbricati . Gli isolanti acustici svolgono un ruolo molto importante nell’ingegneria civile. L’ingegnere civile deve utilizzare la sua esperienza nel settore al fine di salvaguardare il benessere acustico dell’uomo. Possiamo correlare il suono alle vibrazioni che sono molto dannose nei confronti degli edifici. Una delle molte cause di disturbo è il rumore da calpestio, è generato dal suono dovuto alla caduta di oggetti oppure al calpestio vero e proprio. Ci sono diversi tipi di interventi di recupero ma l’intervento migliore è quello che viene eseguito durante la costruzione dell’opera. La scelta della contromisura da adottare deve rispondere a diversi fattori. Di seguito sono riportati esempi e applicazioni di diverse scelte tecnologiche.

Noise has a great impact on human health as well vibrations can cause damage to buildings. Fortunally the law intervenes to protect human health and useful lives of buildings describing legal limits.

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Rilievo dissesti e valutazione della condizione delle pavimentazioni della rete viaria di San Marino

Le opere di sostegno sono opere geotecniche che rivestono un ruolo molto importante nell’ambito dell’ingegneria civile. Possono essere utilizzate negli interventi di sistemazione e consolidamento dei versanti in frana e nella realizzazione di un’ampia gamma di opere di ingegneria per stabilizzare e/o sostenere terreno o altro materiale. Le opere di sostegno possono essere rigide o flessibili in relazione alla capacità di adattarsi alle deformazioni e/o cedimenti dei terreni o degli ammassi rocciosi, senza rotture o danni significativi. In questa tesi si sono approfondite due grandi famiglie di opere di sostegno, i muri a mensola e le paratie in c.a.. Le due tipologie sono state messe a confronto facendo variare alcuni parametri significativi per il progetto.

Retaining works are geotechnical works playing a crucial role within the scope of civil engineering. These works can be used for maintaining and reinforcing landslide slopes and for implementing a wide range of engineering structures with the purpose of stabilising and/or holding up the soil or other materials. Retaining works can be rigid or flexible in accordance with the need to adapt to deformations and/or failures of the ground or rock masses, without significant fractures or damages. This dissertation focused on two important types of retaining works, cantilever walls and reinforced concrete bulkheads. These two models have been compared by varying some parameters relevant for the project.

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Esperienze sperimentali ed applicative per la realizzazione di uno strato di base riciclato a freddo per la strada interquartieri del Comune di Fano

Un’ aggravio delle condizioni di stabilità di una struttura può essere indotto da fenomeni di rottura e/o cedimento nei terreni di fondazione, sia in condizioni statiche che sismiche. In condizioni sismiche ed in presenza di terreni incoerenti saturi (prevalentemente sabbie medio-fini), per via delle sovrappressioni ciclicamente indotte, possono svilupparsi significativi fenomeni deformativi che, a seconda dell’entità, possono indurre a cedimenti e ad una drastica riduzione della resistenza al taglio dei terreni. Tale fenomeno prende il nome di liquefazione e porta i terreni interessati a comportarsi effettivamente come fluidi viscosi, portando a “galleggiare” le strutture sovrastanti, con manifestazioni superficiali di varia natura e severità in funzione dell’estensione del fenomeno e dell’interazione con le strutture esistenti; nei casi più estremi possono essere indotti crolli, cedimenti e veri e propri ribaltamenti. I fattori geologici, geotecnici e geofisici che maggiormente condizionano la risposta sismica locale possono quindi contribuire al danneggiamento delle strutture e, sovente, sono caratterizzati da una grande variabilità areale (es. caratteristiche topografiche, stratigrafiche, idrogeologiche, geofisiche, comportamento ciclico/dinamico a vari livelli deformativi). A tal proposito questo lavoro di tesi volge l’attenzione all’area costiera Riminese, prevalentemente costituita da depositi sabbiosi medio-fini saturi, omogenei ed arealmente continui, potenzialmente liquefacibili, col fine di ricavare ed analizzare quei parametri geotecnici che ne condizionano maggiormente il comportamento. Svolgimento e risultati Si è operato principalmente analizzando le prove geognostiche in sito ottenute da vari database (regionale, comunale e privati), trasponendole prima in Excel, poi sul programma di georeferenziazione Qgis; quindi sulla base di una rete di punti (prove penetrometriche e sondaggi) circa equidistanti e rappresentativi dell’assetto locale, si è potuto desumere l’assetto stratigrafico delle sabbie costiere unitamente alle principali caratteristiche geotecniche. Dapprima tramite i valori di resistenza alla punta (qc) e relative correlazioni bibliografiche, si sono individuati gli spessori delle principali unità sabbiose nonché le relative caratteristiche fisiche, granulometrie e di addensamento. Al proposito il cuneo sabbioso marino è stato suddiviso secondo 2 Unità litostratigrafiche principali denominate A e B, poggianti su un letto di argille alluvionali (Unità C) in cui: Unità A: sabbie marine ad elevata resistenza alla penetrazione, ben cernite e deposte in ambiente di spiaggia ad elevata energia; Unità B: sabbie alternate a sabbie limose con minore resistenza alla penetrazione, meno cernite e deposte in ambienti a minor energia; Immagine 1: sezione costiera in cui si possono notare i due strati A (verde), B (blu) e il letto alluvionale C unitamente alle varie penetrometrie utilizzate per l’analisi; Di seguito, sulla base di un dataset di 79 campioni di laboratorio prelevati su tutta l’area, tali sabbie sono state caratterizzate anche dal punto di vista granulometrico, derivandone i parametri rappresentativi (tra cui fine content, porosità, indice dei vuoti, coefficiente di uniformità, ecc.) ed il diametro efficace al fine di poter ottenere anche stime indirette dei valori di conducibilità idraulica. Così si è potuto conseguire una visione d’insieme dell’area e delle caratteristiche intrinseche dei terreni in esame, identificando due zone particolarmente omogenee a nord e sud rispetto al Portocanale; diversamente la stratigrafia del settore centrale, a cavallo del Portocanale e del Deviatore Marecchia, risulta fortemente influenzata ed alterata sia dalle dinamiche fluviali del Fiume Marecchia (diversioni fluviali, paleocanali, erosioni, rotte d’argine, ecc.) nonché dagli interventi antropici che hanno portato alla configurazione attuale, risultando in una vera e propria zona di amalgamazione tra unità deposizionali marine e depositi fluviali. Pertanto una caratterizzazione puntuale di tale settore, data l’elevata variabilità, richiede necessari approfondimenti di studio locale. Come si può notare dalle tabelle, le caratteristiche dei sedimenti analizzati risultano abbastanza simili tra l’area Nord e Sud, ove le differenze riscontate riguardano il contenuto in fine (passante al setaccio 200 ASTM), leggermente superiore nel settore meridionale ed il diametro medio d50, ivi leggermente inferiore. L’unità chiamata C, invece, è costituita da sedimenti a tessitura prevalentemente fine (limi e argille a comportamento coesivo e bassissima permeabilità) di origine alluvionale, deposti nell’ambito della conoide del Fiume Marecchia. Ai fini della mappatura si è operato inizialmente individuando la massima estensione/ingressione delle sabbie entro l’area di studio, seguendone il confine segnato con continuità a monte da una “paleo falesia”, formatasi per erosione dell’antica linea di costa circa 5000 anni fa, e che ha permesso la successiva sedimentazione delle varie unità sabbiose. Dopodiché, georeferenziando le prove geognostiche su Qgis ed individuando le profondità della superficie di base delle Unità A e B, si è desunto l’andamento tridimensionale di tali superfici e, quindi, l’andamento spaziale dei relativi spessori. Le mappe sottostanti rappresentano gli spessori dell’Unità A e della sottostante Unità B, secondo una scala cromatica che va dal verde al bianco per spessori crescenti.

The deterioration of a structure’s stability conditions may be induced by several subsidence or breaking events in the foundation ground due to either in static or seismic conditions. In seismic conditions with unstable saturated soils presence (mainly medium-subtle sands), because of the cycle-induced overpressures, it could develop significant deformation events that, depending by the entity, could cause several subsidence or even a drastically shear strength reduction of the ground. This event named as soil liquefaction, brings tenuous grounds to behave like a viscous fluid, making over structures floating and causing several superficial manifestations depending by the event extension and the existing structures interaction. Extremely, it could bring loadbearing structures to collapse or rollover. Geological, geotechnical and geophysical factors that mainly condition the local seismic response (providing to damage structures) are characterized by a great superficial variability (such topographical, Hydrogeological, stratigraphic, geophysical parameters and cyclic/dynamic behaviour to different deformation levels). By that purpose, this thesis’s work approaches attention to the coastal Rimini’s area mainly composed by medium-subtle homogenous fine sand sediments, superficially continuous and potentially liquefiable with the purpose to achieve and analyse the geotechnical parameters that mainly condition the behaviour. Development and results It has been principally succeeded analysing geological site proofs obtained by various databases (such Regional, municipal and evenly privates) transposing them firstly on Excel, then on the geo referential software Qgis; So, with a network of points (constituted by penetration and sounding tests) approximately equidistanced and representative of the local asset, it has been possible to deduce the strati-graphical coastal sands asset and the mainly concerning geotechnical characteristics. Initially through the tip resistance values (Qc) and the concerned bibliographic correlations, it has been possible to individuate the mainly sand units thickness and their physical and grain size parameters. According to that, the sandy wedge has been split into two mainly lithostratigraphical units named A and B set down on an alluvial clay bed (unit C) where: Unit A: high penetration resistance sea sand, well sorted and deposed with high energy in a seaside environment; Unit B: sea sands alternated by silty sands more less resistive and sorted then the other and deposed with less energy; Over: coastal section where it can be possible to see both the layers A and B and the alluvial bed C; Following, according to the 79 laboratory proof datasets took everywhere on the study area, this sands have been also characterized by the grain-size point of view deducing representative parameters (such as the fine content, the porosity, the void ratio, …) and the effective grain size , indirectly obtaining an hydraulic conductibility’s value. So it has been possible to achieve a global view of the area and of the analysed grounds’ intrinsic features, identifying two particular uniform regions, northerly and southerly against the “Portocanale” area. Otherwise, the central sector stratigraphy nearly the “Portocanale” and “Deviatore” areas, results strongly influenced and modified even by the Marecchia’s fluvial.

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Esperienze sperimentali ed applicative per la realizzazione di uno strato di base riciclato a freddo per la strada interquartieri del Comune di Fano

Le tecniche di riciclaggio in ambito stradale stanno guadagnato sempre più interesse grazie ad una crescente coscienza sociale nei riguardi dell’ecosostenibilità delle opere ingegneristiche e a tecniche e materiali che permettono di ottenere prestazioni sempre più elevate. Il riciclaggio a freddo sicuramente offre i maggiori vantaggi combinando benefici ambientali dovuti al recupero di materiali altrimenti destinati in discarica al posto di risorse naturali e la produzione a freddo quindi riducendo al minimo i consumi energetici e l’emissione di fumi nell’atmosfera. La strada interquartieri di Fano aperta al traffico nel 2017, ha visto la realizzazione di uno strato di base di 17 cm prodotto a freddo e con il 100% di materiale riciclato, che dopo un processo di frantumazione e riselezione, è stato opportunamente combinato e legato con emulsione di bitume modificato e cemento. L’attività inizia dalla selezione dei materiali costituenti (varie frazioni di fresato), l’identificazione della miscela ottima (massimo contenuto di materiale di riciclo nel rispetto dei requisiti tecnico-meccanici), taratura dell’impianto e validazione in campo prova, realizzazione in cantiere e controllo qualità sia della miscela durante la stesa che della pavimentazione prima della apertura al traffico.

A new social awareness on eco-sustainability of engineered infrastructures and high-performance materials and techniques have been rising interest on recycling techniques for road maintenance and construction. Cold recycling allows remarkable advantages to be achieved by combining environmental benefits, such as the reuse of materials coming from demolition process in place of natural resources, and a production procedure that minimizes energy consumption and the fume emissions. The new connection road in Fano has been opened in 2017. The base course with 17 cm of thickness was built using 100% of reclaimed asphalt (RA) cold-mixed with modified-bitumen emulsion and cement. The RA was crushed and screened, divided into two fractions and afterwards combined to obtain a suitable gradation. The activity requires the selection of constituent materials (RA fractions), mix design (maximize the RA content satisfying the technical and mechanical requirements), calibration of the mix-plant and validation in a trial section, construction phase and quality control of mixture during construction and pavement checking before traffic opening.

Poster tesi

Rilievo dissesti e valutazione della condizione delle pavimentazioni della rete viaria di San Marino

Per la classificazione delle strade facenti parte di una rete viaria e la successiva scelta delle priorità e del tipo di intervento di manutenzione da eseguire, è indispensabile eseguire il rilievo dello stato di conservazione di ogni singola strada per identificarne il livello di servizio e le funzioni compromesse. Il rilievo dello stato di conservazione può essere effettuato tramite metodi ad alto rendimento, con appropriate strumentazioni, o tramite ispezione visiva le cui linee guida sono disciplinate dalla norma ASTM D 6433-11. Per la rete viaria di San Marino è stato utilizzato il metodo ad alto rendimento sulla superstrada mentre è stato applicato il metodo dell’ispezione visiva, più appropriato alle risorse a disposizione e facile da gestire per l'amministrazione locale, sulla viabilità secondaria. Il metodo ASTM D 6433-11 per ispezione visiva si divide in tre fasi: divisione della rete viabile, rilievo dei dissesti e calcolo del PCI (indice della condizione della pavimentazione). Per il rilievo dei dissesti è stato adottato uno specifico catalogo per rendere oggettiva la valutazione e per poi procedere al calcolo del PCI e alla mappatura dei risultati. Per il rilievo ad alto rendimento è stato utilizzato il Ground-Penetrating Radar (GPR) e il profilometro laser. Il GPR permette di determinare la stratigrafia della pavimentazione stradale con delle misure in continuo. La stratigrafia della pavimentazione è una informazione indispensabile per progettare i seguenti interventi di manutenzione. Il GPR è stato tarato tramite carotaggi profondi. Il profilometro laser ha la funzione di misurare la rugosità delle pavimentazioni stradali dalla quale è possibile dedurre il livello di aderenza tra pavimentazione e pneumautico. Per calibrare il profilometro laser sono state eseguite delle misure con lo skid tester e di macrorugosità superficiale con il sistema della altezza di sabbia.

I dati raccolti dalla fase di rilievo sul territorio sono stati implementati su ArcGis e messi a disposizione dei vari enti dell'amministrazione pubblica che operano sulle strade. The determination of the rideability of a road pavement allows ranking of road network and the identification of the maintenance techniques and priorities. The pavement condition level can be determined through high-speed method or visual inspection as standardized by ASTM D 6433-11. To classify the San Marino road network the high-speed method was used on the highway and visual inspection for the secondary roads. The visual inspection complying with the ASTM D 6433-11 seems the most appropriate method for a local administration due to low cost and easy management. The visual survey method is divided into three phases: identification of branches, sections and sample units of the road network, distress survey and calculation of PCI (pavement condition index). A distress catalogue was used for the distress survey to standardize the survey and assessment process. The catalogue reports for any distress a description, identifying photos, method of measurement and rehabilitation technique. For the high-speed method, the Ground-Penetrating Radar (GPR) and the laser profilometer were used. That allowed a quick and precise acquisition of information using a machine driving at about 50 km/h on the slow lane. The GPR determines the pavement layers. The thickness of each layer is important to design the maintenance technique to be applied. The GPR was calibrated through sixteen coring along the highway. The laser profilometer can measure the macro roughness of the pavement surface from which the adherence level between pavement and tyre can be deduced. To calibrate the laser profilometer sixteen stations were analysed by means of skid testing. The results of the survey, including visual inspection and high-speed results, were implemented on ArcGis. The mapping of the PCI facilitates the reading of the road network map. The database will be shared with the other public administration agencies which are involved in road management.

Poster tesi

Caratteristiche, produzione ed applicazioni di materiali di impiego nell’ingegneria civile e delle costruzioni nonché degli aspetti relativi alla loro degradazione ed impatto ambientale.

Characteristics, manufacturing and applications of materials in the building construction and civil engineering. Aspect regarding their degradation and environmental impact are also considered.

“Risanamento di murature umide da Sali e acque di risalita. Studio sperimentale del sistema magneto-induttivo “Kappa 3000” presso il convento delle clarisse di Sant’Agata Feltria”.

“Cool Roofs”.

“Studio dell’influenza di smalti cool colors sulla riflettanza solare di tegole a base ceramica”.

“L’alluminio anodizzato”.

“Materiali isolanti: caratteristiche e applicazioni nell’ingegneria”.

Le tesi proposte hanno riguardato l’identificazione dei parametri modali di edifici reali a partire da registrazioni di vibrazioni ambientali o di microsismi.

The thesis activities deal with the identification of modal parameters of real structures obtained by recorded data of ambient vibrations or microtremors.

Attività di tirocinio

In collaborazione con importanti aziende nazionali ed internazionali e centri di ricerca studi congiunti sulle applicazioni di materiali di impiego nell’ingegneria civile e delle costruzioni nonché degli aspetti relativi alla loro degradazione ed impatto ambientale.

With national and international companies and institutions joint projects on applications of materials in the building construction and civil engineering. Aspect regarding their degradation and environmental impact are also considered.

“Recupero, tecnologie e riutilizzo dei rifiuti da C&D”.

“Il recupero del vetro: un opportunità per l’ingegneria civile delle costruzioni”.

“Masselli autobloccanti in calcestruzzo: caratteristiche di produzione e applicazioni”.

Le attività di tirocinio hanno riguardato la rielaborazione di dati registrati da stazioni accelerometriche poste su strutture reali.

The traineeship activities regard the post processing of recorded data by accelerometers placed on real structures.