Sperimentiamo l’Ingegneria Civile, Ambientale e l’Edilizia

Come crollano gli edifici? Il loro collasso è una cosa che possiamo prevedere oppure no? Dipende. Ci sono diversi fattori che entrano in gioco in questo, come il tipo di materiale, la geometria e il modo in cui la struttura è sollecitata.

Nel laboratorio di stabilità strutturale si potranno osservare due dei maggiori fenomeni che portano al collasso o precedono il collasso degli edifici: l’instabilità e la plasticità. Partendo da spiegazioni teoriche, si passerà prima alla simulazione di questi fenomeni con appositi software e poi all’effettiva sperimentazione in laboratorio, in modo da comprendere come questi si verifichino e come si possa prevenire i loro effetti.

Gli edifici in cui abitiamo e lavoriamo sono fatti di mattoni, calcestruzzo armato, acciaio o legno. Nel Laboratorio Prove Materiali e Strutture (PROMAS) si testano le caratteristiche meccaniche di tali materiali, ovvero si determina qual è l’entità dei carichi che essi possono portare e come si deformano sotto tali carichi. Si testano inoltre elementi strutturali come travi, pilastri, pareti, per determinare la loro resistenza, soprattutto sotto azione sismica. 

Nel percorso laboratoriale gli studenti avranno la possibilità di vedere di persona le strumentazioni di prova utilizzate presso il PROMAS, sia quelle classiche per le prove di accettazione dei materiali da costruzione, sia quelle più avanzate, che permettono di effettuare test su elementi strutturali anche in scala reale. Il percorso è finalizzato a fornire agli studenti una panoramica introduttiva sui materiali da costruzione e gli elementi strutturali di un edificio e sulle prove che si devono effettuare per definire le caratteristiche meccaniche di tali materiali e il comportamento delle strutture sotto azione sismica.  

Spesso diamo per scontato di conoscere cosa sia un terreno o una roccia semplicemente perché li vediamo frequentemente o ci camminiamo sopra tutti i giorni. I terreni e le rocce sono delle interfacce su cui poggiano le nostre case, le strade che percorriamo, le costruzioni sotterranee o le strutture civili, gli impianti e le reti di servizi.Affinché le opere civili e ambientali siano sicure e durevoli è necessario conoscere bene anche quali sono gli elementi, solidi e non, che costituiscono le rocce ed i terreni e come questi si comportano sotto l’azione dei carichi o a contatto con l’acqua.

Nel Laboratorio di Geotecnica e Geologia Applicata verranno presentate le attrezzature e strumentazioni utili a valutare il comportamento fisico-meccanico dei geo-materiali (terreni, naturali o artificiali, e rocce) per misurare quando e come si rompono, se caricati oltre un certo limite, oppure quanto siano cedevoli o impermeabili in certe condizioni; in definitiva se siano idonei o meno a sopportare carichi e pressioni elevate senza riserve e particolari accorgimenti.

“La natura a volte è selvaggia”, “la natura si riprende ciò che è suo”. Quante volte avete sentito queste frasi? Forse se ogni tanto si provasse a comprendere come funziona veramente la natura si eviterebbero certe catastrofi. Ecco perché l’ingegnere deve conoscere cosa succede nell’alveo di un fiume quando decide di farci passare un ponte o costruire una diga.

Nel laboratorio di idraulica fluviale si potrà osservale in scala ridotta quelli che sono i fenomeni che si verificano durante lo scorrere dell’acqua in un alveo sia in condizioni normali, sia quando è l’uomo ad intromettersi nel naturale scorrere delle cose. Verranno mostrati e spiegati tutti quei fenomeni potenzialmente rischiosi che l’ingegnere deve tener conto quando progetta le sue opere.

Gli studenti parteciperanno ad un’attività dimostrativa e interattiva basata sul modello fisico di idrologia montana, che riproduce una valle alpina con torrenti, un fiume di pianura, una città e un impianto idroelettrico. Gli studenti potranno osservare come l’acqua si muove nel territorio simulando i processi del ciclo idrologico, ovvero l’aumento delle portate in seguito ad un evento di pioggia e le piene fluviali. L’attività permette di visualizzare in modo intuitivo fenomeni come il deflusso superficiale, le alluvioni, il ruolo delle dighe nella mitigazione del rischio idrologico-idraulico ed il funzionamento di un impianto idroelettrico. L’esperienza permetterà agli studenti di comprendere il legame tra processi idrologici e ingegneria, ambiente e pianificazione del territorio.

La mobilità è ormai una cosa indispensabile per l’essere umano. Possiamo andare in qualsiasi parte del mondo in qualsiasi momento. Dai tempi dei romani le reti di comunicazione si sono sempre più sviluppate con strade più confortevoli, sicure e che durassero più a lungo, in relazione anche agli immensi flussi di auto dei giorni nostri.

L’ingegneria stradale ha avuto un ruolo fondamentale per questa evoluzione. Lo studio dei materiali e la possibilità di rappresentarli al computer hanno permesso di arrivare al punto tale di poter testare la qualità delle strade ancora prima della loro costruzione.

Nel laboratorio di sicurezza stradale sarà possibile provare il simulatore di guida dell’università in modo da sperimentare in prima persona diversi scenari di guida, sia in città che non, rendendosi conto quali sono gli effetti di una buona o cattiva progettazione stradale sull’esperienza di guida.

Avete mai visto per strada quegli omini che girano con un treppiedi e ogni tanto si fermano, guardano nell’obiettivo dello strumento e si annotano qualcosa nel loro taccuino? Probabilmente no, o forse raramente. Ormai la topografia moderna, detta oggigiorno "Geomatica", si è lasciata alle spalle le vecchie e lunghe fatiche di una volta, adottando tecnologie e strumentazioni assai più evolute. Una fra queste è la scansione laser: posizioni lo strumento dove pensi sia meglio, ti allontani e, nel giro di qualche minuto, lui ha fatto (quasi) tutto il rilevamento 3D per te!

Dopo un’introduzione metodologica sulla tecnologia laser scanning, l’attività laboratoriale prevede l’acquisizione di scansioni laser e di immagini fotogrammetriche di una parte del Polo Scientifico dei Rizzi e le successive elaborazioni in laboratorio CAD con un software dedicato. Sarà così possibile visualizzare i dati appena acquisiti, muoversi virtualmente all’interno delle nuvole di punti 3D, eseguire alcune elaborazioni di gestione delle scansioni e di creazione di superfici a triangoli colorate. In definitiva, si potrà immediatamente ottenere una prima ricostruzione del modello 3D di tale area.

Vi siete mai chiesti come nasce una mappa digitale? Da dove arrivano i dati che descrivono case, strade o fiumi? E come si può capire, non solo con gli occhi ma con i numeri, se la superficie di un bosco si sta riducendo o se una città si sta espandendo? Dietro le mappe non ci sono immagini statiche, ma informazioni che qualcuno organizza per farci “leggere” il territorio. Per rispondere a queste domande ci vengono in aiuto i GIS: software che collegano coordinate e dati geospaziali e permettono di misurare e confrontare, dando un valore numerico alle trasformazioni dell’ambiente.

Nel laboratorio di “Cartografia digitale e GIS” sarà possibile mettere le mani sui dati reali: esplorare i principali portali regionali di dati aperti, scaricare dataset ufficiali, visualizzarli, interrogarli e elaborarli con un software GIS. Potrete sperimentare poi che cos’è un’analisi spaziale: misurare superfici e distanze, sovrapporre informazioni di origine differente e individuare criticità, ottenendo una piccola mappa tematica da interpretare. Un primo passo concreto per vedere come mappe 2D e modelli 3D aiutino a comprendere e gestire il territorio.