Edilizia e cambiamenti climatici. Test estremi con la galleria del vento

Unica al mondo, la struttura inaugurata a Nantes: strumentazione avanzata e risposte tecniche concrete in un’unica infrastruttura di ricerca internazionale, adeguata alle sfide scientifiche del settore edile
Test di tenuta di un tetto a forti piogge e vento (foto Cstb)

Porta non a caso il nome dello scrittore francese Jules Verne – padre della narrativa scientifica e della fantascienza –l’infrastruttura di ricerca internazionale di Nantes creata nel 1990 e che a inizio aprile è stata re-inaugurata dopo un anno di lavori di rinnovamento e potenziamento della strumentazione.

Le ventole del tunnel del vento Jules Verne (foto Cstb)

La galleria del vento Jules Verne del Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (Cstb) è, infatti, l’unica al mondo in grado di sottoporre alle condizioni atmosferiche più estreme una grande varietà di strutture del settore dell’edilizia, dei trasporti e delle nuove energie.

Demo dell’applicazione di realtà aumentata Cstb Xperience (foto Cstb)

Sono stati 8,5 i milioni di euro investiti per rendere questo centro il più grande e all’avanguardia nel collaudo del comportamento e della stabilità di opere e attrezzature soggette a diversi fenomeni climatici, grazie a test avanzati che non potrebbero essere eseguiti virtualmente o che sarebbero troppo costosi da effettuare digitalmente. Il progetto di ammodernamento, sostenuto da Nantes Métropole, dalla Région Pays de la Loire e dal Fondo Europeo per lo Sviluppo Regionale (Fesr), è stato finanziato per il 50% dalla Regione Pays de la Loire (1,5 milioni di euro) e dal Fesr (2,7 milioni di euro) e per il restante 50% da fondi propri del Cstb.

Pioggia, ghiaccio, vento e caldo intenso

Unica al mondo per dimensioni con i suoi oltre 6mila metri quadrati, comprende 5 condotti di studio tra cui uno atmosferico, uno aerodinamico e un nuovo condotto aeroacustico, che vanno a completare i condotti termici e aeraulici. Tra le varietà dei fenomeni climatici – simulati a un elevato livello di precisione – ci sono piogge torrenziali, piogge gelate, neve, grandine, ghiaccio, nebbia, calore intenso, tempeste, venti di sabbia, di polvere e molto altro; così come diverse sono le attrezzature per un’offerta di prova completa, anche su scala 1:1 o leggermente ridotta, in grado di soddisfare le esigenze di vari mercati tra i quali le energie rinnovabili (eolico marino e terrestre) e i trasporti (automobili, trasporti ferroviari e marittimi, trasporti via cavo, aeronautica e aerospaziale) ma soprattutto l’edilizia (edifici e componenti, opere di ingegneria civile, urbanistica, macchinari e attrezzature industriali per cantieri, impianti estrattivi).

. Modellino in scala del quartiere La Défense a Parigi, realizzato da Cstb (foto Cstb)

Studiare il comportamento di una casa in un periodo estremamente caldo, di una veranda sotto piogge torrenziali, di un quartiere al centro di una tempesta o di un ponte soggetto a forte vento; sono questi alcuni dei test che gli studi ingegneristici, di architettura e design, ma anche i progettisti e i costruttori possono eseguire per migliorare i loro progetti e le realizzazioni di ingegneria civile.

La verifica della sicurezza

La galleria Jules Verne sottopone le opere a dure prove climatiche per verificare la sicurezza, studiare il comportamento in esposizione alle sollecitazioni o valutare i carichi aerodinamici, testare le prestazioni e migliorare pertanto la progettazione. In relazione alle esigenti richieste energetiche, ecologiche e digitali, il mondo delle costruzioni deve rispondere a sempre nuovi standard come ad esempio il conseguimento dei requisiti in tema di salute e comfort degli edifici o la riduzione della spesa energetica e per questo gli operatori del settore devono acquisire dati utili per testare e garantire le prestazioni, certificare le caratteristiche e la sicurezza delle opere, soprattutto in previsione delle mutevoli condizioni climatiche da cui siamo ormai ciclicamente investiti.

Le novità della nuova galleria

Dal 2019 nella galleria è possibile eseguire sperimentazioni e prove per prevedere i problemi di inquinamento acustico già dalla fase di test della resistenza aerodinamica. Le nuove palettature integrate nel flusso aerodinamico consentono di misurare il rumore prodotto dal vento sulla facciata di un edificio così da intervenire e correggerne l’impatto acustico. Altro tipo di inquinamento che si può prevedere, e quindi ridurre, è quello da polveri: nel condotto aerodinamico è stato infatti installato un impianto per la captazione delle polveri, utilizzato in galleria del vento chiusa, per testare l’efficacia delle soluzioni d’aspirazione e filtrazione, valutando l’inquinamento dell’aria e gli eventuali impatti sanitari per i professionisti operanti in cantieri edili, miniere e cave.

Simulazione di fenomeno nevoso su veicolo (foto Cstb)

Novità sono, infine, le nuove strumentazioni tecniche e scientifiche per il settore automotive e trasporti: l’installazione di un nuovo banco a rulli a doppio asse consente di testare qualsiasi tipo di veicolo fino a 14 tonnellate e, in particolar modo, i veicoli ibridi ed elettrici.

Alcuni progetti testati

La Sail Tower è una torre alta 240 metri a Gedda, in Arabia Saudita: ognuna delle sue finestre è dotata di uno schermo translucido, detto “vela unica”, che consente di ripararsi dal sole e regolare il clima sul balcone. In facciata sono presenti un centinaio di queste vele, prodotte con una tela ad alta tecnologia tesa su un telaio metallico e dotate di illuminazione a led. Realizzate nel 2017, le vele sono state testate per Libel Llc nella galleria del vento Jules Verne dove ne è stata assicurata la resistenza al vento, alla sabbia e alle polveri.

Schermo di protezione solare e luminoso per la Sail Tower di Gedda, Arabia Saudita (foto Cstb)

Dal 2011 al 2016 il Cstb ha accompagnato la società T-Ingenierie in tutte le fasi di realizzazione del ponte Yavuz Sultan Selimchia a Istanbul: un ponte misto, sospeso e strallato, lungo in totale 1.875 metri e con una larghezza dell’impalcato di 58 metri. La galleria del vento Jules Verne ha permesso di assicurare la stabilità al vento dei due piloni alti 322 metri, nonché l’ottimizzazione dei frangivento per la protezione di automobili, autocarri e treni.

Bosforo Artists impression del terzo ponte sul Bosforo (foto T-ingénierie)

Infine, Vossloh, leader nelle infrastrutture ferroviarie, ha richiesto al Cstb la valutazione delle condizioni di cantieri ferroviari soggetti a venti di sabbia e a polveri per assicurare il costante funzionamento dei meccanismi di manovra degli scambi e la possibilità, per le squadre, di lavorare ai fissaggi dei binari in tali condizioni.

Sabbia Vossloh – Studio del meccanismo di fissaggio (foto Cstb)

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