Facciate di vetro
Il vetro fornisce ai progettisti di edifici varie opzioni creative affascinanti e la popolarità del materiale è aumentata moltissimo nel corso dell'ultimo decennio. Ciò ha portato a una crescente richiesta del vetro come materiale per le costruzioni, a discapito di cemento, mattoni e fogli di alluminio. Sebbene l'industria delle costruzioni si sia sviluppata a un ritmo molto veloce, altrettanto ha fatto la domanda consapevole di materiali da costruzione sostenibili. I principali usi del vetro negli edifici e nelle case sono, naturalmente, quelli più ovvii e visibili: le facciate e le finestre. Oggi, la tecnologia del vetro permette a grandi edifici commerciali di essere strutture efficienti dal punto di vista energetico che sfruttano al massimo la luce diurna naturale proteggendo allo stesso tempo l'ambiente mediante il risparmio di energia. Ma sono sicuri? Se una bomba dovesse esplodere a breve distanza, resisterebbero all'esplosione? Vi ricordate la bomba dell'IRA nel 1993 a Londra? L'esplosione fece tremare gli edifici e mandò in frantumi centinaia di finestre, facendo cadere una pioggia di frammenti di vetro sulle strade sottostanti. Bene, dei ricercatori tedeschi hanno studiato questo problema, come parte di un nuovo complesso di edifici a San Francisco. Come la maggior parte delle altre città del mondo, San Francisco è una città in continuo cambiamento. Incessantemente vengono demoliti degli edifici e ne vengono costruiti di nuovi. Vecchie fabbriche cadenti e case fanno spazio a nuove strutture. Ad esempio, ben presto un enorme complesso di edifici verrà costruito su un sito dove fino a poco tempo fa sorgeva una stazione ferroviaria: il Transbay Transit Center. Si tratterà di una struttura di cinque piani con facciate di vetro, oltre 20 000 metri quadrati di superficie e un parco con una copertura di vetro sul tetto. Una seconda fase vedrà la costruzione di un ulteriore edificio molto alto. Allo scopo di scoprire se la struttura di vetro sarà in grado di resistere a una bomba o a un'esplosione a breve distanza, uno studio di ingegneria di New York ha incaricato i ricercatori dell'Istituto Fraunhofer per la dinamica a tempi brevi, Istituto Ernst-Mach, EMI a Efringen-Kirchen, nel sud-ovest della Germania, di esaminare la sua sicurezza. I ricercatori hanno esaminato la sicurezza delle strutture di vetro usando il tubo a onda d'urto "Blast-STAR" per testare la resistenza di diverse strutture di rivestimento delle facciate di vetro alle pressioni prodotte da esplosioni a varie distanze, spiega Oliver Millon, ricercatore EMI. Il principio alla base di questa tecnologia è il seguente: il tubo a onda d'urto è composto da una sezione guida (alta pressione) e una sezione guidata (bassa pressione), che sono separate da un diaframma di acciaio. I ricercatori comprimono l'aria nella sezione guida fino a una pressione di 30 bar, ovvero approssimativamente 30 volte la pressione atmosferica sulla Terra a livello del mare. Questo permette di far subire al componente una pressione di carico di 2,3 bar. Quando i ricercatori impostano una quantità di pressione adeguata, il diaframma di acciaio si rompe: l'aria si riversa nella sezione guidata attraversandola velocemente e andando poi a colpire la sezione di vetro che deve essere testata, che è attaccata alla fine del tubo, come un fronte d'onda planare. Prima il vetro viene spinto all'indietro con forza, poi la pressione si attenua e il vetro viene risucchiato in avanti. A seconda della pressione che i ricercatori hanno impostato nella sezione guida, essi possono simulare detonazioni di diverse quantità di esplosivo a diverse distanze dall'edificio, da 100 a 2 500 chilogrammi di TNT a distanze da 35 a 50 metri dall'edificio. "Sebbene la tecnologia del tubo a onda d'urto sia in linea di principio ben conosciuta, nel mondo esistono solo pochi tubi a onda d'urto", afferma Millon. "Il fatto che nei tubi si verifichino delle pressioni estremamente elevate li rende molto complessi da fabbricare e da far funzionare". Ad esempio, l'apparato deve essere in grado di resistere a bruschi cambi di pressione su ampie superfici; le sezioni di vetro che vengono testate possono avere dimensioni che raggiungono i nove metri quadri. "Inoltre, noi dobbiamo assicurarci di ottenere un fronte d'onda planare sulla sezione di vetro che viene testata, ovvero che l'onda d'urto raggiunga tutte le parti della sezione di vetro nello stesso momento". A questo proposito, i ricercatori hanno effettuato simulazioni al computer prima della costruzione del tubo a onda d'urto e successivamente hanno verificato i risultati effettuando misurazioni nell'apparato ultimato. Gli esami preliminari per la selezione di strutture di vetro adeguate per il Transbay Transit Centre sono già state completate, e ulteriori esami sono pianificati per dimostrazioni certificate della resistenza agli impatti dei tipi di vetro scelti durante la fase di costruzione. Il progetto mette in evidenza il fatto che l'Europa è stata costantemente all'avanguardia nella tecnologia delle costruzioni rispettose dell'ambiente, portando avanti tecniche di costruzione sostenibili. I ricercatori europei continueranno a concentrarsi sulla sicurezza dei pannelli di vetro in condizioni estreme, allo scopo di garantire che l'edilizia sostenibile sia il più sicura possibile.Per maggiori informazioni, visitare: Istituto Fraunhofer per la dinamica a tempi brevi http://www.fraunhofer.de/en/press/research-news/2013/february/safe-glass-facades.html