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Nuovi test contro i terremoti

La ricerca internazionale per ridurre gli impatti dei terremoti procede incessante. Visto che le tecniche per anticipare, prevedere l'arrivo di un terremoto continuano a non dare risultati, i finanziamenti sono indirizzati in larghissima parte allo sviluppo di tecnologie antisismiche. Storicamente, la ricerca si è concentrata sui sistemi di costruzione edile, cercando di realizzare strutture elastiche capaci di resistere alle onde d'urto. Tuttavia, un secondo filone sta iniziando a farsi strada: quello che punta a intercettare e "smorzare" le onde sismiche in arrivo.

Riuscire a rendere un edificio invisibile agli “occhi” di un sisma o proteggere un litorale dalle onde di una mareggiata e dall’erosione marina: tutto questo sembra essere possibile con l’aiuto dei metamateriali, cioè con materiali speciali, non esistenti allo stato naturale. È proprio sul progetto di un “mantello di invisibilità” che ricercatori come Sébastien Guenneau, dell’Institut Fresnel (Université d’Aix-Marseille, CNRS, École centrale Marseille) stanno lavorando in partenariato con imprese private.

Sébastien Guenneau afferma che “le equazioni che governano il comportamento delle onde luminose sono sostanzialmente le stesse che si riscontrano tra le onde acustiche, sismiche o idrodinamiche”. Stando alle parole del ricercatore, i metamateriali non equivalgono ad una nuova combinazione di materiali speciali ma consistono nel predisporre all'interno di una matrice una grande quantità di "inserti" le cui proprietà meccaniche differiscono da quelle della matrice stessa.

Nel caso della protezione antisismica bisogna utilizzare il terreno come matrice, aggiungervi buchi o pilastri riempiti con altri materiali e disporli in maniera tale che, al loro arrivo, le onde sismiche vengano deviate e disperse, di modo che queste non possano colpire la piastra.

Grazie alla collaborazione tra ricercatori e ingegneri della società Ménard, specializzata in fondamenta e trattamento del terreno, è stato possibile effettuare esperimenti in scala naturale. È stato necessario modificare un terreno di 5000 mq, scavare alcune serie di buchi concentrici, disporre in loco dei sismografi e lanciare da un’altezza di 20 metri una massa di 17 tonnellate in grado di provocare un microsisma. “Il nostro metamateriale gigante ha agito come un ‘mantello di invisibilità’, deviando una parte delle onde sismiche da un lato e dall’altro della zona da proteggere”, spiega il ricercatore.

In un altro progetto, guidato da Philippe Roux, membro dell’Istituto delle Scienze della Terra a Grenoble, gli esperimenti sono stati condotti in una foresta delle Lande, non lontano da Mimizan. “Mille sismografi sono stati collocati su una enorme grata all’interno della foresta - spiega Sébastien Guenneau - e ci si è resi conto che gli alberi agivano naturalmente da filtro per una parte delle onde sismiche. Più gli alberi erano alti, più la frequenza che veniva filtrata era bassa (intorno ai 10 hertz, quindi vicina ad un vero e proprio sisma)”.

Il concetto è ugualmente applicabile alla protezione dei litorali. Nel caso dei test effettuati in un canale artificiale generatore di onde presso l’École Centrale de Marseille, è stato dimostrato che alcuni pilastri verticali sapientemente disposti consentivano di filtrare le onde “cattive”.  “Abbiamo depositato un brevetto per dighe concepite in base a questo principio e speriamo di riuscire a venderne le licenze”, precisa il ricercatore. Sébastien Guenneau, formatosi come fisico, preferisce sempre partire da progetti strutturati intorno ai fondamentali della teoria per poi passare ad una fase sperimentale e, in seguito, alla valorizzazione “di massa” grazie all’ottenimento dei brevetti.

Si stanno valutando anche apparati per salvaguardare le opere d’arte. L’Italia è leader mondiale nella produzione di dispositivi antiterremoto per la tutela dei beni culturali. Dopo i recenti terremoti avvenuti all’Aquila e ad Amatrice, l’Enea (Agenzia nazionale per le nuove tecnologie), ha recentemente presentato a San Diego, in California, basamenti realizzati in marmo, ceramica o acciaio che garantiscono massimo isolamento e protezione a statue e opere d’arte. Per i Bronzi di Riace a Reggio Calabria sono state realizzate copie in scala che, una volta collocate su “tavole vibranti”, hanno resistito alla simulazione di un forte sisma. Un sistema talmente efficace, che in futuro potrebbe essere impiegato anche per la protezione di strumentazioni ospedaliere e altre infrastrutture di importanza strategica (centri di calcolo, depositi militari, ecc.).

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