Premiato il lavoro pionieristico del ponte Stoccarda-Degerloch
Il ponte ferroviario a campata di Stoccarda-Degerloch è stato premiato con il German Civil Engineering Award 2022 per il suo design innovativo di ponte ad arco in rete con cavi in polimero rinforzato con fibra di carbonio elvetici.
Una prima assoluta, resa possibile anche dagli esperti dell’Empa e della sua spin-off Carbo-Link AG con molti anni di lavoro di ricerca e sviluppo.
Il ponte ferroviario Stoccarda-Degerloch lungo 127 metri, è stato installato sull’autostrada A8, in Germania, è il primo ponte ad arco di rete al mondo che poggia interamente su elementi di tensione realizzati in plastica rinforzata con fibra di carbonio Tenax di Teijin dalla Carbo-Link AG di Fehraltorf – Svizzera.
La giuria dell’importante premio statale tedesco per l’ingegneria strutturale ha spiegato la sua decisione affermando che “come innovazione, il ponte ad arco in rete con cavi in polimeri rinforzati con fibre di carbonio e ganci in carbonio è un esempio di ingegneria civile di grande successo a livello mondiale e fornisce risposte formative alle questioni attuali dell’ingegneria civile”.
Il premio, del valore di 30.000 euro, è stato assegnato allo studio di ingegneria Schlaich Bergermann Partner (Sbp), con sede a Stoccarda, che ha realizzato il ponte dai progetti iniziali alla struttura finita, con il supporto attivo di esperti dell’Empa e della società Carbo-Link AG di Fehraltorf, nata come spin-off dell’Empa e in grado di contribuire con la sua esperienza con i polimeri rinforzati con fibre di carbonio (CFRP).
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Un’idea, molti esperimenti
In origine, il ponte era stato progettato con ganci in acciaio convenzionali, prima che Lorenz Haspel del team sbp avesse l’idea di sostituire i cavi d’acciaio con ganci in CFRP precompresso.
Il punto di partenza per un approfondito lavoro preliminare è stato insolito: per nuovi prodotti e costruzioni di questo tipo, in Germania è necessaria l’approvazione dell’autorità edilizia ma in questo caso è stata emessa una “autorizzazione speciale” per questo progetto edilizio completamente nuovo, che a sua volta richiedeva una prova dettagliata dell’idoneità.
Nell’ottobre 2016, gli esperti dell’Empa guidati da Masoud Motavalli del “Structural Engineering Research Lab” hanno avviato esperimenti che simulavano anche l’uso a lungo termine dei prototipi nell’esercizio ferroviario e i relativi carichi. I revisori dell’Empa Urs Meier – un pioniere della ricerca sul CFRP – e Peter Richner, ora vice direttore dell’Empa, hanno analizzato e valutato gli ampi dati. Oltre alle proprietà di “fatica” delle funi in CFRP, hanno prestato attenzione anche alle questioni relative alla resistenza agli agenti atmosferici, ai fulmini o agli incendi; hanno inoltre considerato l’influenza dei campi elettrici e magnetici e degli atti di vandalismo.
Nel maggio 2017, Meier e Richner hanno infine inviato la loro perizia a Stoccarda e, poco meno di un anno dopo, è arrivata la lettera dell’autorità di omologazione del Baden-Württemberg che autorizzava l’uso delle grucce in CFRP nella costruzione del ponte sull’autostrada A8, a determinate condizioni.
Una struttura portante sostenibile ed economicamente vantaggiosa
Sebbene i problemi di costo abbiano messo in discussione il progetto, alla fine è risultato che la variante dei sottili cavi di sospensione in CFRP era in definitiva più economica di una costruzione con cavi d’acciaio convenzionali.
Il nuovo ponte in CFRP è all’avanguardia anche in termini di sostenibilità: L’EMPA (Istituto Federale di Ricerca e Test sui Materiali, Svizzera) ha calcolato che le emissioni di CO2 derivanti dalla produzione sono solo un terzo rispetto alla soluzione in acciaio e il consumo energetico è più che dimezzato.
Visti i vantaggi dei polimeri rinforzati con fibre di carbonio, il pioniere del CFRP Urs Meier ritiene che essi conquisteranno progressivamente ulteriori aree di applicazione nell’industria delle costruzioni, proprio come è accaduto nella costruzione di aerei. Secondo l’esperto, il fatto di essere stato insignito del Premio tedesco per l’ingegneria civile dovrebbe incoraggiare questo processo.
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Un premio importante di eccellenza
Il Premio tedesco per l’ingegneria civile “Deutscher Ingenieurbaupreis” è un premio prestigioso che viene assegnato ogni due anni ed è stato consegnato per la quarta volta con il patrocinio congiunto del Ministero federale dell’edilizia abitativa, dello sviluppo urbano e delle costruzioni e della Camera federale degli ingegneri.
La procedura di concorso è stata condotta dall’Ufficio federale per l’edilizia e la pianificazione regionale, con una giuria composta da sette esperti riconosciuti.
Oltre al premio principale per il ponte di Stoccarda, sono stati assegnati tre premi, ciascuno con un montepremi di 5.000 euro, e un premio di riconoscimento di 3.000 euro.