LABORATORIO DI PROVE STRUTTURALI VISION 2025 – STRATEGIA DI SVILUPPO INTEGRATO

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SAPIENZA UNIVERSITA’ di ROMA
FACOLTA’ DI INGEGNERIA
LABORATORIO DI PROVE STRUTTURALI
VISION 2025 – STRATEGIA DI SVILUPPO INTEGRATO
Preparato da Gruppo di Lavoro di Strutture del DISG
Franco Bontempi
Maurizio De Angelis
Walter Lacarbonara
Domenico Liberatore
Stefano Pampanin
Salvatore Perno (Coordinatore)
Versione 1.0
18 maggio 2018

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INDICE

1. Premessa
2. Motivazioni e opportunità: aspetti generali
3. Situazione attuale del laboratorio
3.1 Laboratorio presso la Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale in SPV
3.2 Laboratorio presso la Facoltà di Architettura a via Antonio Gramsci
4. Capacità e potenzialità del Gruppo di Ingegneria Strutturale
5. Attività istituzionale (laboratorio ufficiale) e di cosiddetta 3a
missione
5.1 L’attività del controllo dei materiali da costruzione
5.2 Le attività sperimentali speciali di 3a
missione
5.3 Attività di supporto all’Ingegneria Forense
6. Proposta di sviluppo del sistema Laboratorio del DISG
6.1 Attrezzature necessarie per la conduzione, il rilancio e lo sviluppo delle
attività sperimentali di ricerca e di 3a
missione
6.2 Piano di sviluppo: tempistica e break‐even point
6.3 Business plan
7. Il Laboratorio integrato C10: possibili sinergie e condivisione
multi‐disciplinare come opportunità di crescita

Appendice A: Attività didattiche nel Laboratorio LPM, tesi di laurea e dottorato e
produzione scientifica
Appendice B: panoramica su (alcuni dei) principali laboratori Materiali e Strutture in
Italia
Un esempio europeo

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1. Premessa
Il presente documento è finalizzato a costituire un supporto alla pianificazione del
potenziamento dei Laboratori Sperimentali, presenti nella Facoltà di Ingegneria Civile e
Industriale, attualmente allocati in massima parte presso il polo di San Pietro in Vincoli (di
seguito SPV).
Stante l’opportunità di perseguire nella progettazione una visione strategica e coordinata
volta ad un razionale utilizzo di quanto possa essere reso disponibile, sia a livello di spazi/volumi,
infrastrutture e attrezzature, sia di risorse umane, viene qui di seguito fornito, per quanto di
competenza del Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica (di seguito DISG) un quadro
sintetico, ma al contempo esaustivo,
 della situazione attuale e delle criticità presenti,
 dei possibili sviluppi delle varie attività in funzione della capacità e dell’esperienza del
Dipartimento e dei suoi membri,
 delle risorse che il DISG stesso intende investire nel potenziamento e degli obiettivi che
intende perseguire, anche in forte sinergia con altri Dipartimenti.
Le proposte formulate tengono in debito conto, e per quanto ragionevolmente possibile, delle
necessità di maggiori spazi comuni in SPV, da destinarsi ad aule didattiche e servizi, come più
volte evidenziato.
I contenuti del presente documento assolvono, per quanto di competenza, alle richieste di
indicazioni di cui alla deliberazione1
del CdA di Sapienza n. 510/18 del 5 aprile u.s.; essi sono
altresì in linea con quanto votato all’unanimità nel Consiglio di Dipartimento del DISG del
29.03.2018 e con le linee programmatiche approvate nel CdD del 08.05.2018.
2. Motivazioni e Opportunità: aspetti generali
Preliminarmente è opportuno notare che:
 Il DISG occupa una posizione peculiare all’interno di Sapienza, essendo parimenti inserito
nella Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale e nella Facoltà di Architettura; a livello
nazionale inoltre è uno dei pochi dipartimenti con fortissima coerenza dei settori disciplinari
in esso presenti (ICAR08 - Scienza delle Costruzioni, ICAR09 - Tecnica delle Costruzioni e
ICAR07 - Geotecnica).
 La presenza su due Facoltà ha portato negli anni alla gestione di due strutture parallele, senza
che potesse venirne razionalizzato totalmente l’uso coordinato. Mentre l’attività di supporto
alla didattica è opportuno infatti che resti localizzata presso le sedi didattiche delle singole
Facoltà, non è mai stato possibile, principalmente per motivi di spazio, concentrare in
un’unica sede le altre primarie attività di ricerca e di 3a
missione, con evidente
razionalizzazione dell’uso delle attrezzature e delle risorse umane.
Da un punto di vista più generale, si deve osservare che negli ultimi trent’anni si è registrato
a livello nazionale un significativo sviluppo dei laboratori sperimentali dedicati a prove statiche e
dinamiche su materiali, componenti strutturali, sotto-sistemi e sistemi strutturali, in scala sia

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Il CdA ha deliberato: […] di dare mandato al Prorettore Vicario e al consigliere Bartolomeo Azzaro di acquisire dalla
Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale entro il termine di 45 giorni, una dettagliata relazione sulle attività
scientifiche e sperimentali che i gruppi di ricerca dei dipartimenti esplicheranno presso il Comparto C10 con le
modalità di gestione dei laboratori anche in termini di risorse economiche e di personale dedicato dettagliando
anche gli spazi che saranno liberati presso la sede di San Pietro in Vincoli da riconvertire in aule e luoghi di
socializzazione; […] “

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ridotta sia reale. Ciò ad ulteriore riprova della fondatezza e dell’attualità della richiesta di un
Laboratorio adeguato ai fini che si vogliono perseguire.
La scarsa presenza nel Centro Italia di adeguate infrastrutture/attrezzature (v. fig. 1), si
presenta come un’opportunità unica per Sapienza per acquisire un ruolo strategico di rilievo nella
formazione, nel campo della ricerca e di R&D di 3a
missione, divenendo quindi un polo
strategico sia per studenti /ricercatori /studiosi italiani e stranieri sia per aziende/industrie italiane
o estere presenti sul territorio.
In considerazione della posizione geografica, caratterizzata da:
 vicinanza ad aree ad alta pericolosità sismica della catena appenninica (v. fig. 1), nelle quali
sono presenti circa 4 milioni di edifici2
, realizzati in gran parte nella seconda metà dello
scorso secolo o antecedentemente, sulla base quindi di una progettazione antisismica
ampiamente superata, o in assenza di prescrizioni in tal senso;
 la centralità della posizione geo-politica, e quindi la vicinanza agli organi governativi e
decisionali (ministeri, protezione civile, enti nazionali ed internazionali);

Figura 1 ‐ Dislocazione dei laboratori sul territorio e mappa della pericolosità sismica del territorio italiano.
corre l’obbligo considerare che la Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale di Sapienza e in
particolare il DISG hanno, da un lato, notevole responsabilità sociale e culturale nello sviluppo,
dall’altro l’opportunità di rivestire ruoli sempre più centrali nella Ricerca, Sviluppo,
Divulgazione ed Implementazione di soluzioni tecniche e tecnologiche nel campo
dell’ingegneria strutturale, con evidenti ricadute a livello socio-economico e culturale.
Inoltre, i recenti terremoti che hanno colpito l’Italia centrale hanno rappresentato, purtroppo,
un ennesimo monito e richiamo all’urgenza della definizione di un piano nazionale di ampio
respiro (presumibilmente su un orizzonte temporale di 2030 anni) per la riduzione del rischio
sismico del patrimonio edilizio, attraverso interventi preventivi finalizzati al miglioramento delle
prestazioni dell’intero sistema edificio.

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Degli 11.226.595 edifici presenti sul territorio nazionale si stimano in 1.035.555 gli edifici vulnerabili che
richiedono un adeguamento sismico (fonte ISTAT 2001). Quindi, mantenendo le proporzioni, nel centro Italia sono
almeno 400.000 gli edifici che richiedono un adeguamento sismico.

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In ragione di tutto ciò si evidenzia ancor più la necessità che nella Regione Lazio si crei un
polo per la ricerca, lo sviluppo e la diffusione della tecnologia nel campo della protezione
sismica.
A riprova della validità di tale indirizzo, si ricorda che in questa direzione vanno anche le
recenti politiche governative per la riduzione del rischio sismico, con l’introduzione di incentivi
fiscali (Sisma Bonus, marzo 2017) per la riduzione della classe, appunto, di rischio sismico per
edifici privati. È doveroso quindi attendersi che nel giro di pochi anni si possa concretizzare un
notevole interesse generale a rinnovare strutturalmente/sismicamente il patrimonio edilizio
italiano (intervenendo magari contestualmente anche sull’efficientamento energetico), dando
luogo ad una crescita significativa della domanda per la ricerca e sviluppo sperimentale
nonché validazione e certificazione di soluzioni di intervento sia tradizionali che di nuova
generazione (ad es.: dissipatori, isolatori, attenuatori di vibrazione).
3. Situazione attuale dei laboratori del DISG
3.1 Laboratorio presso la facoltà di Ingegneria Civile e Industriale in via Eudossiana
Il laboratorio nella sua sede attuale in SPV (v. figg. 2 e 3 - viste, fig. 4 - interno) è situato in
un corpo di fabbrica, separato dall’edificio centrale, ove sono presenti anche altri locali del DISG,
adibiti in massima parte a studi e uffici. (v. le planimetrie in figg. 5 e 6: la sala prove del
laboratorio è a doppia altezza).
Negli ultimi anni la struttura non ha ricevuto investimenti significativi, in termini sia di
risorse infrastrutturali sia di personale, salvo l’acquisto di alcune attrezzature, importanti dal
punto di vista didattico (ai fini di attività formative nell’ambito dei corsi e delle tesi di laurea):
una tavola vibrante monodirezionale MOOG di dimensioni limitate (1,50×1,50 m, carico utile
1000 kg, costo € 200.000 circa) ed una macchina universale MTS dotata di una piccola camera
termica per prove in controllo di temperatura.

Figura 2 – Vista planimetrica del corpo di fabbrica DISG.

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Nonostante l’evidente carenza di risorse, negli ultimi anni il Laboratorio sta vivendo, grazie
all’impegno del Gruppo di Ingegneria Strutturale, una significativa fase di rinvigorimento,
riguardo alle attività sia di didattica, sia di ricerca e sviluppo, quali:

Figura 3 ‐ Vista ingresso al corpo di fabbrica.
 Prove dinamiche su modelli e dispositivi in piccola scala su tavola vibrante,
 Prove quasi-statiche cicliche (sismiche simulate) su componenti/sottosistemi trave-colonna,
setti/muri con utilizzo di telai in acciaio di contrasto e martinetti oleodinamici,
 Prove statiche su travi sotto macchina universale di grandi dimensioni,
 Prove cicliche su dissipatori/elementi in acciaio/leghe sotto macchina universale
oleodinamica.
Figura 4 Interno del Laboratorio

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Figura 5 ‐ Edificio laboratorio. Pianta piano terra.
Figura 6 ‐ Edificio Laboratorio. Pianta piano primo.
Alle attività sopra citate si aggiungono attività di tipo didattico-formativo che negli ultimi
anni sono andate sempre più intensificandosi. Queste hanno portato ad un’articolata produzione
di tesi di laurea e di dottorato di ricerca, e in generale alla formazione di allievi ingegneri nelle
attività sperimentali di base di controllo di materiali e prodotti, di tecniche sperimentali e nelle
analisi dinamiche di base in corsi magistrali quali, ad esempio, Scienza e Tecnica delle
Costruzioni, Dinamica delle Strutture e Analisi Non Lineare delle Strutture. Tali attività
didattico-formative costituiscono parte integrante dei corsi curriculari e sono ritenute
fondamentali, talvolta imprescindibili per il raggiungimento degli obiettivi formativi dei corsi

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suddetti. In fig. 7 un esempio di attività didattica (prove di flessione in campo lineare e non
lineare eseguite con macchina universale rigida (a controllo meccanico di spostamento).
Si noti come, riconoscendo la cruciale importanza di una didattica integrata teorico-
applicativa/sperimentale, i migliori Atenei a livello sia nazionale sia internazionale si siano da
tempo attrezzati con risorse e spazi dedicati ad una attività applicativo-sperimentale di supporto
didattico (vedi Fig.8)

Figura 8 ‐ Esempi di frequentazione in laboratori
Come già anticipato, nello stesso edificio trovano luogo alcuni locali, allo stato attuale adibiti
perlopiù a studi per dottorandi e assegnisti di ricerca (circa 15-20 persone). È importante
ricordare che tali spazi sono stati sottratti anni addietro, per necessità logistiche, al Laboratorio;
in essi erano svolte attività accessorie con macchine di prova da banco, la cui ricollocazione
nello spazio principale del laboratorio al pian terreno ha comportato una significativa riduzione
degli spazi operativi.
Il tema emergente delle attività di “terza missione” è trattato più avanti.

Figura 7 Prove a finalità didattica

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Aspetti Critici
L’edificio del Laboratorio, mostra alcune criticità quali:
 dimensioni ridotte,
 difficoltà di accesso,
 assenza di un’area di stoccaggio,
 mancata riqualificazione in tempi recenti.
Nello specifico il DISG intende procedere, anche per superare le criticità, attraverso una
riallocazione organica delle attività sperimentali per fornire una migliore integrazione agli
aspetti teorici e pratico-operativi delle discipline di settore o altre discipline con cui poter
ricercare sinergie.

3.2 Laboratorio presso la Facoltà di Architettura a via Antonio Gramsci
La Sezione del DISG presso la facoltà di Architettura è dislocata su tre edifici (A, B e C) di
tipologia capannone prefabbricato, in prossimità del corpo principale della Facoltà (Figg.
9,10,11).

Figura 9 ‐ Complesso edilizio della Facoltà di Architettura.

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Figura 10 ‐ Planimetria della sede DISG presso la Facoltà di Architettura.
Il laboratorio Materiali e Strutture occupa attualmente l’edificio B e parte dell’edificio A. In
particolare, l’edificio B, dotato di strong floor e attrezzato, è attualmente destinato a prove su
elementi strutturali, mentre nell’edificio A si trovano le macchine di prova sui materiali, una
macchina per l’esecuzione di prove su isolatori sismici (al momento solo statica, in attesa di
upgrade dinamico) e una macchina per prove di compressione e taglio su pannelli murari.
Figura 11 ‐ Vista interno Edificio A.
È da precisare che nel 2017 è stato redatto un progetto di riorganizzazione dei tre edifici,
finalizzato alla realizzazione di spazi comuni per riunione, attualmente assenti, all’aumento degli
spazi degli studi dei docenti, oggi particolarmente esigui, oltre che alla creazione di una sala di
lettura aperta agli studenti. Il progetto prevede una contrazione degli spazi di laboratorio in favore
dei nuovi locali. Per ridurre l’area di Laboratorio si prevede la riallocazione o, in ultimo, lo
smantellamento di alcune macchine di prova. Il Laboratorio manterrebbe, presso la sede, la
funzione di struttura di tipo didattico formativo, per l’esecuzione di prove di base sui materiali e
su piccoli elementi strutturali, fortemente auspicato dalla Facoltà di Architettura, da svolgersi
nell’edificio B.
Edificio C Edificio B Edificio A

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Come nel caso del laboratorio a via Eudossiana, anche questa struttura soffre pesantemente
per la fortissima riduzione del personale tecnico e amministrativo dedicato che si è verificata
negli ultimi anni. Nonostante le sofferenze, comunque, alle prove correnti sui materiali, sono
state affiancate attività sperimentali di valore eseguite nell’ambito di Progetti di ricerca quali:
 ReLUIS (Rete dei Laboratori Universitari di Ingegneria Sismica), anni 2005, 2010, 2014,
2017, 2018,
 Alcune ricerche a carattere sperimentale nell’ambito delle strutture in muratura, quali:
- Sviluppo di un penetrometro a controllo numerico per prove su malte di murature, 2016.
- Prove su malte prelevate da edifici collassati (terremoto dell’Italia Centrale), 2016.
- Attività di riferimento e complemento per campagne di prove in situ (Misure di vibrazioni
ambientali su chiese e campanili danneggiati del terremoto dell’Italia Centrale, 2016,
UNESCO, Analisi di vibrazioni ambientali su monumenti danneggiati dal terremoto di
Gorkha, Nepal, 2015: Swayambunath Stupa, Gorkha Durbar, Nuwakot Durbar, 2016).
Aspetti Critici
Anche in questo caso, l’edificio del Laboratorio, mostra alcune criticità quali:
 dimensioni limitate
 assenza di un’area di stoccaggio
 mancata riqualificazione in tempi recenti
Il tema dell’attività di “terza missione” verrà ripreso più avanti.
4. CAPACITA’ E POTENZIALITA’ DEL GRUPPO DI INGEGNERIA STRUTTURALE
Il Gruppo di Strutture del DISG (22 docenti nel settore ICAR08 Scienza delle Costruzioni
e 15 docenti nel settore ICAR09 Tecnica delle Costruzioni con afferenza divisa fra due Facoltà),
ha notevole esperienza a livello nazionale e internazionale in attività di sperimentazione con
varie finalità (didattica, ricerca applicata, R&D), finanziata o cofinanziata a vario titolo da enti
governativi e/o aziende private e consorzi sia nazionali che internazionali.
Concreti e significativi i risultati di tali attività (v. per il dettaglio Appendice A) sono
riassumibili come segue:
 formazione di allievi ingegneri civili, edili-architettura, meccanici, biomedici e aerospaziali
nonché di dottorandi di ricerca in ingegneria delle strutture;
 tesi sperimentali di laurea e dottorato;
 un cospicuo numero di pubblicazioni scientifiche su riviste internazionali o conferenze;
 notevole impatto in termini di citazioni (in generale) e indici bibliometrici;
 brevetti e proprietà intellettuali;
 sviluppo di spin-off/start-up con coinvolgimento diretto di ex-studenti e collaboratori
scientifici ;
 ingenti finanziamenti sia governativi che privati ottenuti tramite progetti/convenzioni di
ricerca con attività sperimentale;
 capability development: crescita e sviluppo del know-how di decine di giovani ricercatori,
ingegneri specializzati nel settore SHM (structural health monitoring);

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 tessitura di legami con il Territorio, e sinergie Industria-Università (Vianini Industria,
Bridgestone, Aerosekur, POMA, etc.);
 riferimento per perizie e consulenze in campo giudiziario (Civile, Penale, TAR, Cons. di
Stato).
Purtroppo, si deve segnalare che, in numerosi casi, i professori e i ricercatori del Gruppo di
Ingegneria Strutturale hanno dovuto rivolgersi a laboratori di altre Università o Centri di
Ricerca nazionali e internazionali per svolgere attività di ricerca sperimentale sia su sottosistemi
di piccole-medie dimensioni che su sistemi strutturali in grande scala. Infatti, benché i due
laboratori abbiano provveduto, per quanto possibile, a fornire un’adeguata risposta alla domanda
di sperimentazione dipartimentale, e per mancanza di spazi, attrezzature o risorse umane, si è
spesso dovuto ricorrere a strutture esterne, con evidente perdita di riconoscimento
scientifico nonché di ricavi diretti e indotti, e talvolta con impegno diretto di primaria
importanza per l’allestimento delle prove e la loro conduzione.
In particolare, si citano i casi di:
 sperimentazioni su tavola vibrante condotte presso ENEA Casaccia di modelli di edifici in
acciaio dotati di protezione sismica basata sulla dissipazione di energia, di serbatoi isolati
alla base, di pareti in muratura in scala reale soggette a rocking monolatero sotto azioni
sismiche (sperimentazione su tavola vibrante condotta presso ENEA Casaccia), Progetto
ReLUIS 2005, 2011.
 Cattedrale di Tricarico (indagini endoscopiche, porosimetria, prove soniche, georadar,
misure di vibrazione ambientale condotte dal CNR-IBAM, Tito Scalo (PZ)), 2012.
 Cattedrale di Matera (prove soniche, georadar, misure di vibrazione ambientale eseguite
dalla TecnoLAB, PhotoScan eseguito da DSDRA “Sapienza”), 2013.
 Cattedrale di San Gerardo, Potenza (misure di vibrazioni ambientali condotte dal CNR-
IBAM, Tito Scalo (PZ)), 2014.
 Chiesa di San Michele, Marsico Nuovo (misure di vibrazioni ambientali e PhotoScan
eseguite dal CNR-IBAM, Tito Scalo (PZ)), 2015.
 Identificazione di meccanismi locali tramite rilievo laser scanner del centro storico di Rocca
di Mezzo (AQ) (rilievo con laser scanner eseguito da DSDRA “Sapienza”), 2015.
 Misure di vibrazioni ambientali sul Ponte delle Torri, Spoleto (misure di vibrazioni
ambientali eseguite da ENEA), 2016.
 Sperimentazione su tavola vibrante di strutture in muratura in scala reale sotto azioni
sismiche (sperimentazione su tavola vibrante condotta presso LNEC, Lisbona), 2017.
 Sperimentazione su malte da iniezione addizionate con CNT (sperimentazione eseguita
presso Politecnico di Torino), 2017.
È evidente che, se da un lato l’accesso a laboratori di prove sperimentali attrezzati ha
rappresentato uno stimolo per la creazione di nuove reti/network e di collaborazioni a livello
nazionale e internazionale, la disponibilità di un nuovo Laboratorio Strutturale presso Sapienza
consentirebbe di invertire tale tendenza, potendo in prospettiva il gruppo dei docenti divenire
ospitante (host) e coordinatore attivo con ruoli decisionali e di interazione più importanti,
anziché solo ospite (guest) con ruolo inevitabilmente più marginale.
È utile altresì precisare che i contatti allacciati e le collaborazioni intraprese recentemente
con organismi a livello nazionale (Reluis, Rete di Laboratori Universitari di Ingegneria Sismica),
europeo (SERA, Transnational Access Program) e internazionale (NEES, Network of

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Figura 12 Relazioni con altri laboratori a livello internazionale
Earthquake Engineering Laboratory in US, ILEE, International Joint LAboratory in Earthquake
Engineering) vanno in tal senso (v. fig. 12 ).
.
5. ATTIVITÀ ISTITUZIONALE (LABORATORIO UFFICIALE) E DI COSIDDETTA 3A

MISSIONE
L’attività istituzionale di controllo sui materiali da costruzione sul territorio italiano è stata
affidata per legge a partire dal 1939 dapprima ad alcuni laboratori pubblici: nove laboratori
universitari - fra cui l’allora “Laboratorio di Scienza delle Costruzioni” dell’Università di Roma -
e al laboratorio, sezione ferroviaria, del Regio Istituto Sperimentale delle Comunicazioni.
Con la legge 1086/1971 l’attività di controllo dei materiali da costruzione viene estesa anche
a laboratori privati “autorizzati”. Viene comunque conservata una distinzione fra laboratori
ufficiali e autorizzati, sia formale, sia sostanziale: essa si concretizza nella possibilità di andare
oltre al semplice controllo dei materiali, potendo i laboratori ufficiali certificare la risposta
strutturale di prodotti, sistemi e particolari costruttivi, anche innovativi, nonché effettuare
alcune attività di controllo (controlli di taratura delle attrezzature di prova) presso i
Laboratori privati autorizzati.
Vale appena ricordare che, dal 2001, la legge (DPR 380/2001 e ss.mm.ii.) attribuisce il ruolo
di pubblico servizio al Laboratorio. Ciò implica la necessità, per l’Amministrazione, di
assicurare la funzionalità del Laboratorio in termini di organizzazione, attrezzature e personale,
funzionalità la cui turbativa sarebbe penalmente rilevante.
Questo ha portato naturalmente il Laboratorio a svolgere una funzione primaria nel campo
delle attività di cosiddetta 3a
missione, favorendo con i contatti naturalmente formatisi, il
trasferimento delle tecnologie, anche innovative, alla società, contribuendo così al suo sviluppo.

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5.1 L’attività del controllo dei materiali da costruzione
Allo stato attuale l’attività, dal mero punto di vista economico, assolutamente primaria fino a
circa venti anni fa e perciò principale fonte di autofinanziamento del Laboratorio, si è andata via
via riducendo, sino a passare in secondo piano. I motivi sono facilmente individuabili:
 Forte concorrenza da parte degli operatori privati del settore, basata sulla logica del ribasso
del prezzo più che sul miglioramento della qualità del servizio (ne è conferma il fatto che,
salvo casi sporadici, spesso le prove hanno riguardato materiali destinati ad opere per le quali
il controllo appariva sostanziale).
 Difficoltà dei committenti delle prove nell’accesso al laboratorio per la consegna dei
materiali. La sua allocazione al centro di Roma, a ridosso di una ZTL, e con accesso
indubbiamente poco favorevole per i mezzi di trasporto, rappresentano un punto a sfavore
nel rapporto commerciale. Né gli aspetti contingenti e burocratici agevolano l’ipotesi di
istituire un servizio valido di raccolta dei campioni (punti di raccolta esterni, utilizzazione di
personale in servizio esterno etc.)
 Rigidità nelle modalità di pagamento
 Riduzione negli ultimi dieci anni della realizzazione di nuove costruzioni con conseguente
riduzione generale della domanda. Le prove classiche sui materiali, in forza anche di
normative volte in tal senso, sono state via via affiancate da prove, sia in situ, sia in
laboratorio, su materiali prelevati da edifici esistenti.
Riguardo alle opportunità future, due sono i fattori d’interesse:
1) La nuova normativa appena entrata in vigore (DM 2018) è più stringente sul controllo
delle attività di prelievo in situ dall’esistente, riconducendone la gestione e responsabilità
ai laboratori e sottraendo quindi una fetta di mercato all’attività di personale talvolta
inesperto e sostanzialmente fino adesso deresponsabilizzato. Questo spinge ad un
miglioramento della qualità della filiera di controllo e quindi può costituire fonte di
incremento di mercato per il Laboratorio.
2) È intenzione del Ministero Infrastrutture e Trasporti, che istituzionalmente controlla il
settore, di promulgare una norma che imponga il controllo dei prezzi delle prove sui
materiali, sottraendoli alla logica del ribasso, perché incomprimibili in quanto assimilabili
agli oneri per la sicurezza. Il Ministero ha creato, in proposito, una commissione di studio
di esperti, di cui peraltro fa parte anche personale afferente a questo Dipartimento, per
proporre le necessarie indicazioni da inserire nel testo normativo.
I due fattori combinati rappresentano una base concreta per la ripresa delle attività di
controllo sui materiali.
Il trasferimento del settore prova materiali e componenti strutturali a scala maggiore (travi,
colonne, pannelli, solai etc.) in una nuova sede presso il Comparto C10 renderebbe certamente
più agevole il raggiungimento e l’accesso da parte di esterni. Ciò con un innegabile vantaggio sui
volumi della clientela e sulla loro gestione.
La presenza di maggiori spazi consentirebbe una più agevole e sostenibile revisione
dell’attività, non solo finalizzata ad un miglioramento dal punto di vista della sicurezza, ma anche
al rispetto dei protocolli di prova, che, per esempio, prevedono una maturazione dei provini di
calcestruzzo in ambiente a temperatura e umidità controllata, rispetto a questo ancora più

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pressante nella gestione del laboratorio, stante l’obbligo reso esplicitamente cogente nella nuova
normativa, di effettuare le prove al termine della maturazione di 28 giorni, e trasferendo in
sostanza l’onere del controllo della maturazione al Laboratorio di prova.
5.2 Le attività sperimentali speciali di 3a
missione.
Il laboratorio ha svolto negli ultimi anni attività sperimentali particolari, tra le quali prove su:
 apparecchi costruttivi innovativi funzionali alla protezione sismica (dissipatori di energia,
isolatori, attenuatori di vibrazioni);
 studio del comportamento e di controllo su traverse ferroviarie in c.a.p. e su armamenti
ferroviari di tipo innovativo a piastra;
 studio del comportamento strutturale di un sistema di isolamento per murature;
 studio di sistemi di rinforzo per murature;
 studio della risposta di elementi di c.a. danneggiati da corrosione;
 comportamento sotto l’azione sismica di tasselli per il fissaggio strutturale;
 collegamenti dissipativi per strutture intelaiate precompresse in legno;
 pannelli in muratura rinforzati con compositi;
 travi REP;
 strutture tensairity con cavi a memoria di forma;
 cavi ibridi in acciaio e fili a memoria di forma per innovativi sistemi di protezione sismica.
Scopo di tali attività sperimentali era quella di fornire indicazioni sul funzionamento
dell’elemento di studio al Committente, con finalità di ricerca applicata allo sviluppo, al
controllo/certificazione ovvero all’ottimizzazione industriale.
Il laboratorio ha effettuato accordi di collaborazione con spin off universitari volti all’analisi
del comportamento strutturale, fornendo attivamente supporto (ideazione e gestione di campagne
di prova sperimentali).
L’attività sperimentale di 3a
missione potendo disporre di un laboratorio per le prove di
elementi strutturali di dimensioni maggiori e allestito opportunamente può comunque acquisire
un ruolo più importante nel mercato dell’innovazione.
Vale appena far notare che, recentemente, prove su pannelli murari (Committente una ditta
produttrice di un sistema innovativo per l’isolamento dell’umidità di risalita), prove su appoggi
da ponte in gomma armata, (Committente una società che opera nel campo infrastrutturale) e
prove di risposta strutturale di traverse ferroviarie (Committente una industria di prefabbricati),
seguite direttamente da personale afferente al DISG, e che naturalmente sarebbero state condotte
nel laboratorio in SPV, sono state dirottate in altri laboratori, universitari e non, per obiettive
difficoltà di allestimento.
Stessa sorte ha seguito il pluriennale sviluppo di connessione di elementi per industrie di
prefabbricazioni.
L’ipotesi di trasferimento delle attività sperimentali pesanti del Laboratorio, prevede anche
l’implementazione di un sistema di prove per lo studio del comportamento e la certificazione di
isolatori sismici elastomerici: è da precisare che in un recente passato il DISG ha effettuato
questa attività: la macchina di prova utilizzata è attualmente installata nella sede del Laboratorio
presso la facoltà di Architettura, ma le variazioni normative subentrate la rendono nella sua

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configurazione attuale non più direttamente utilizzabile per la certificazione. In parallelo si sta
prevedendo la realizzazione di un sistema per prove per lo studio e la certificazione di attenuatori
di vibrazione a masse accodate.
È questa una attività di buon livello scientifico tipica di un Laboratorio di punta nel settore
strutturale, assente nell’Italia centrale, che può rappresentare una valida occasione e al contempo
fornire una buona fonte di autofinanziamento per la struttura.
5.3 Attività di supporto all’Ingegneria Forense
Ambedue le sedi del Laboratorio hanno grande esperienza nel prestare supporto nelle indagini
a carattere sperimentale a Periti, Consulenti di Ufficio o di Parte, nell’ambito di processi Civili,
Penali o Amministrativi. Spesso, per la loro capacità e probità, docenti del Gruppo di Ingegneria
Strutturale sono stati chiamati a svolgere tali ruoli.
I problemi sono legati frequentemente a dissesti o a difettosità in termini prestazionali delle
strutture, alla ricerca delle loro cause e alla prevedibilità o meno del loro verificarsi. La
sperimentazione fisica fornisce solitamente i parametri necessari a garantire l’attendibilità delle
risultanze delle valutazioni numeriche, e spesso una guida alla diagnosi. Il tema, pienamente
inquadrato in quello più generale dell’analisi della sicurezza e del rispetto dei requisiti strutturali
implica una delicata e specialistica attività, anche di buon livello tecnico-scientifico, tipica di un
Laboratorio di punta nel settore strutturale. L’attività rappresenta, al contempo, una buona fonte
di autofinanziamento per la struttura.
A titolo esemplificativo e non esaustivo, si riportano gli interventi più significativi del
Laboratorio in casi rilevanti che si sono presentati negli ultimi anni.
 Prove su materiali a supporto della consulenza tecnica per conto della Procura della
Repubblica presso il Tribunale dell’Aquila relativa al crollo della Casa dello Studente in
occasione del sisma del 06/04/2009, 2009.
 Misurazioni e prove per conto della Procura della Repubblica di Roma, relativa ad un
edificio di Lungotevere Flaminio a Roma, 2016
 Misure di vibrazioni ambientali e prove di resistenza sui materiali, per conto della Procura
della Repubblica presso il Tribunale di Tivoli, relativa a un edificio in Mentana, 2018.
 Prove su materiali a supporto della consulenza tecnica per conto del Tribunale Civile e
Penale di Spoleto relativa al crollo verificatosi nella Sala polivalente di Norcia, 2018.
Figura 13 ‐ Attività di Ingegneria Forense.

17

6. Proposta di sviluppo del sistema Laboratorio del DISG
Stanti le attività e le funzioni del Laboratorio del DISG, qui sopra descritte, viene qui di
seguito presentata un’ipotesi di razionalizzazione e sviluppo che tiene in conto le problematiche
prospettate.
L’ipotesi parte dalla seguente razionalizzazione:
Spostamento della gran parte delle attività nel nuovo polo sperimentale presso il comparto
C10 in via dei Monti di Pietralata, nei pressi della stazione Tiburtina, in particolare:
 Sede di SPV: spostamento dell’attività sperimentale di Ricerca, di Laboratorio Ufficiale e
di 3a
missione in generale presso il nuovo Polo, conservando nella sede di via Eudossiana
solo una piccola area per attività di supporto alla didattica e, nello stesso edificio, gli studi
e gli uffici ivi presenti. Contestuale cessione alla Facoltà delle aree liberate (v. fig. 14).

Figura 14 Aree (in azzurro e marrone) da cedersi alla Facoltà, disponibili per spazi comuni

 Laboratorio di via Gramsci: trasferire, nel rispetto delle considerazioni precedentemente
formulate, le attività di sperimentazione, su elementi e strutture in grande scala, al
comparto C10, conservando anche in questo caso, presso la Facoltà di Architettura,
un’unità di supporto alla didattica.
Appare evidente che, se ben integrata, l’attuale proposta di sviluppo del laboratorio C10 si
prospetta come un’interessante opportunità di potenziamento e integrazione delle attuali

18

capacità, in particolare della sede di S.P.V. con la possibilità di potenziare tutte le attività di
ricerca, ivi comprese quelle nell’ambito dello svolgimento delle tesi di dottorato di ricerca a
indirizzo sperimentale su modelli e prototipi in grande scala.
Per quanto attiene alle Risorse Umane, il piano del DISG prevede il trasferimento nella
nuova sede di tutto il personale tecnico (3 unità di personale) che attualmente opera nel
Laboratorio Materiali e Strutture di via Eudossiana, non reputando necessaria una presenza
continuativa nella residuale Unità di Supporto alla Didattica. Il funzionamento di quest’ultima
sarebbe garantita dagli stessi docenti delle materie facenti capo alle discipline di Scienza e di
Tecnica delle Costruzioni e dal contributo di assegnisti di Ricerca e di eventuali borsisti dedicati.
Benché il DISG si impegni a fornire il massimo contributo possibile in termini di risorse
umane allo sviluppo delle attività nel comparto C10, corre l’obbligo di sottolineare che, per un
vero e proprio rilancio delle attività, ancorché in sinergia con altri dipartimenti, il team di tecnici
che opererebbe nel comparto risulterebbe piuttosto esiguo e richiederebbe un rafforzamento.
6.1 Attrezzature necessarie per la conduzione, il rilancio e lo sviluppo delle
attività sperimentali di ricerca e di 3a
missione
Il quadro che si delinea prevede:
 dal punto di vista infrastrutturale, la creazione di un laboratorio caratterizzato
strutturalmente dalle seguenti componenti:
 un ampio strong floor (piastra di c.a. a quota calpestio, dotata in maniera generalizzata, di
organi di attacco efficaci sotto carichi anche rilevanti,
 un opportuno “muro di contrasto” (Parete di c.a. di spessore rilevante, incastrata al piede e di
forma varia, che rappresenti vincolo alle azioni orizzontali),
 una sede per piazzare e vincolare una tavola vibrante di dimensioni almeno medie (e.g. 4,00
m ×4,00 m) per prove dinamiche significative su modelli in grande scala,
 le necessarie sedi per le macchine per prove su materiali,
 locali accessori (camera a temperatura e umidità controllata, depositi e archivi, uffici per il
personale e per i docenti che dovranno passare periodi significativi presso il polo
sperimentale per la conduzione della loro attività di ricerca).
 Dal punto di vista delle attrezzature,
 una tavola vibrante di dimensioni medie (4,00 m ×4,00 m), possibilmente più grande, e
almeno bidirezionale, per prove dinamiche significative su modelli in grande scala;
 un set di martinetti oleodinamici per prove statiche e dinamiche in controllo di forza e di
spostamento, da installare sul muro o su altra struttura di contrasto per prove statiche o
dinamiche;
 un castello di contrasto in acciaio che svolga il ruolo di complemento al muro in c.a.
 Dal punto di vista impiantistico, principalmente sono previsti:
 un impianto elettrico di distribuzione di f.e.m., orientativamente almeno 300 kW, a fronte dei
100 kW disponibili nel laboratorio attuale, nonché,
 un impianto di distribuzione e raffreddamento di olio in pressione. (1000 l/min /280 bar a
fronte dei 160 l/min ora disponibili).

19

In fig. 15 è evidenziata l’area suggerita dall’Ateneo per il laboratorio DISG e le aree esterne
annesse

Figura 15 Indicazione dell'area suggerita dall'Ateneo
Qui di seguito alcune considerazioni su motivazioni e caratteristiche peculiari della tavola
vibrante multi-direzionale necessaria.
Al fine di consentire l’attività di testing dinamico su scala medio-grande nel laboratorio,
risulta necessario dotarsi infatti di una tavola vibrante di caratteristiche e dimensioni superiori
rispetto a quelle della tavola ora in dotazione al dipartimento. La possibilità di condurre test sulla
risposta sismica e, più in generale dinamica, di strutture in scala maggiore (reale o prossima alla
reale) e, per esse, validare la funzionalità di sistemi di controllo innovativi, si può concretizzare
solo attraverso l’utilizzo di una tavola vibrante di dimensioni e caratteristiche che superino gli
standard finora impiegati.
In particolare, e tenendo presente i limiti degli spazi a disposizione nel comparto C10, una
tavola di dimensioni medie, non inferiore a 4,00 m × 4,00 m (ideale 5,00 × 5,00 m), capace di
riprodurre una risposta dinamica multi-direzionale, risulta più idonea alle nuove prospettive di
ricerca e sviluppo del laboratorio. Tavole di queste dimensioni e caratteristiche (multi-
direzionalità) vengono ad oggi realizzate da poche società specializzate (esempi sono la Servotest
e la MTS) seguendo le indicazioni e le specifiche richieste dal laboratorio committente. Non
esistono infatti in commercio tavole già preassemblate e collaudate che risultino superiori alle
dimensioni 3,00 × 3,00 m. L’apparato servo-idraulico necessario al funzionamento deve essere
collocato esternamente alla tavola stessa, possibilmente in un locale esterno o isolato
acusticamente. A questo si deve aggiungere un sistema di raffreddamento del circuito dell’olio in
pressione (in genere torri di raffreddamento sempre da collocare all’esterno della struttura.
Area servizi
Area stoccaggio e
prova grandi prototipi
Area interna
Binari per sistema di
trasporto grandi prototipi

20

Un esempio di allestimento di una tavola di dimensioni medio grandi è riportato in fig. 16.

Figura 16: Allestimento schematico di una tavola vibrante.
Possibili specifiche tecniche della tavola vibrante sono riportate di seguito:
- Dimensioni in pianta della tavola vibrante: minimo 4,00 m × 4,00 m;
- Carico utile: 40 t;
- Massima componente di accelerazione orizzontale: 1g;
- Massima accelerazione verticale: 1,5 g;
- Massima velocità orizzontale: 1,5 m/s;
- Massima velocità verticale: 1 m/s;
- Massima spostamento: ±0.5 m.
Stanti le caratteristiche dinamiche delle condizioni di carico cui la tavola può essere soggetta
in fase di esercizio, è necessario con ogni probabilità prevedere anche un sistema di isolamento di
tutto l’apparato al fine di evitare possibili interazioni con la struttura del laboratorio.
Si stima dunque che l’ingombro totale per la tavola sia di almeno 9,00 m × 9,00 m anche se
la zona attorno alla vera e propria tavola deve risultare fruibile e calpestabile.
Inoltre, risulta necessario prevedere adeguati spazi per la collocazione delle pompe idrauliche
atte al funzionamento degli attuatori idraulici e altresì tutti i condotti necessari al passaggio dei
cablaggi elettrici ed idraulici (ispezionabili) di collegamento tra il sistema di pompe e gli
attuatori.
6m 6m
12m 12m
3m
Sistema di
isolamento della
so ostru ura
Locale pompe
idrauliche
Condo o sistema
idraulico ed ele rico
8m
8m
8m

21

Utile complemento per la tavola potrebbe essere una camera termica finalizzata
all’esecuzione di prove dinamiche a temperatura controllata. L’involucro deve essere dotato
dell’isolamento termico idoneo e delle macchine pompe di calore e condizionamento per eseguire
il controllo termico. L’intera infrastruttura comporterebbe ovviamente un ingombro ulteriore.
6.2 PIANO DI SVILUPPO: TEMPISTICA E BREAK-EVEN POINT
 In termini esecutivi ed operativi, è fondamentale che l’intervento di ristrutturazione del
laboratorio di S.P.V. e del C10 non comportino significative interruzioni di tutte le attività.
 Per far ciò, al trasferimento programmato di attrezzature esistenti (talvolta obsolete e da
rinnovare), dovrà precedere l’acquisizione di nuove apparecchiature di prova, in grado di
essere (pressoché) immediatamente operativi per poter subito ripartire con il calendario delle
attività, anche nel rispetto degli accordi in corso (convenzioni di ricerca con enti governativi
finanziatori e/o imprese private).
 Nella proposta descritta si è previsto il mantenimento di spazi con funzioni di supporto
all’attività didattica. Ciò richiederà opere civili, impiantistiche, spostamenti e rilocazioni
interne con una sospensione delle attività, indicativamente, di circa sei mesi (da ridiscutere
con i progettisti).
 Stanti le informazioni sinora fornite, si stima che l’apertura del C10 possa avvenire nel
2023-2024. In base alle esperienze nazionali (i.e. Eucentre/Reluis), ed internazionali (i.e.
PEER, NEES, NCEER) l’obiettivo del Business Case, da elaborare nel dettaglio nel corso
dei prossimi mesi ed in continuo aggiornamento nel corso dei prossimi anni, dovrebbe essere
quello di raggiungere un Break-Even Point (in cui andrebbe ad esaurirsi il finanziamento di
Sapienza come Start-Up), di circa 5-8 anni (2028/9-2032/3), tale periodo consentirebbe
infatti al laboratorio di rendersi economicamente indipendente (capacità di autofinanziarsi, al
netto delle manutenzioni, con contratti di ricerca per prove sperimentali e dei costi di
personale aggiuntivo) dopo aver raggiunto un funzionamento a regime.
Nel Business Plan di seguito riportato si forniscono le indicazioni necessarie.
6.3 BUSINESS PLAN
Se ben coordinato, il piano di integrazione e di sviluppo delle potenzialità delle attività
sperimentali di supporto a didattica, ricerca e sviluppo può comportare, in favore della Facoltà e
di Sapienza, già nel breve-medio termine (3-7 anni), un apprezzabile incremento di:
 Studenti di Master I Livello (Laurea magistrale) e Dottorato/PhD di provenienza nazionale
ed internazionale, attratti da interessanti prospettive di partecipare a ricerca innovativa;
 Visiting Students (Erasmus/PhD), Researchers and Professors da Università e/o centri di
ricerca nazionali ed internazionali sia per partecipare ad attività di ricerca collaborativa, sia
per tenere seminari, corsi brevi, workshop coordinati
 Capacità di attrarre fondi di ricerca a livello Nazionale (i.e. PRIN, Reluis, Regione Lazio) ed
Europeo (i.e. ERC, Horizon 2020) con cui finanziare spese dirette (consumables e piccola
strumentazione di laboratorio), assegni di ricerca, borse di dottorato, missioni nonché
Overheads di ricercatori e parziale finanziamento di tempo (Assegni a vario titolo a costo
zero per Sapienza, incluso Overheads) associato a risorse umane esistenti e nuove.

22

 Convenzioni di ricerca per R&D, certificazione strutturale e sismica, qualificazione di
sistemi strutturali e non-strutturali, componenti elettrici e meccanici, etc.
 Interazione, accordi quadro (i.e. Memorandum of Understading) e convenzioni di personale e
risorse con Ministeri, Associazioni di Costruttori (ANCE), Ordine Ingegneri e Architetti per
disseminazione, co-creazione.
Alla luce delle considerazioni precedenti, la Sapienza direttamente e/o la Facoltà di
Ingegneria e/o DISG potrebbero stipulare un accordo quadro con stakeholders mirati (i.e. ANCE,
Regione Lazio, ANAS, Confindustria, …) per un co-finanziamento di apparati di prova e/o la
fornitura di provini sperimentali (edifici-telai di 2 piani, muri-setti, pile da ponte, solai-
diaframmi, nuovi materiali) a costi agevolati se non gratuiti, eventualmente a fronte di costi
agevolati se non gratuiti, a seconda della valenza commerciale o meno delle risultanze delle
prove stesse.
Tramite Fondazione Sapienza, si potrebbero inoltre proporre finanziamenti alla ricerca nella
forma di membership/sponsorizzazioni (tipiche di altri grandi centri di ricerca nazionali ed
internazionali), nonché borse di studio per dottorandi/assegnisti di ricerca, co-finanziamento
conferenze/workshop, etc.
Qui di seguito si forniscono le prime indicazioni necessarie per formulare un Business Plan,
in particolare:
 Risorse necessarie (budget e personale tecnico aggiuntivo) come Start-up forniti da
Sapienza (possibilmente in convenzione con Enti/Finanziatori Esterni quali Regione Lazio,
ANCE, Associazione Nazionale Costruttori Edili);
 Introiti previsti da Progetti di Ricerca (finanziati da enti esterni a Sapienza)
 Possibilità del laboratorio di aumentare e, a regime, autofinanziarsi personale tecnico-
scientifico di supporto alle attività di ricerca sperimentale.
Allo stato attuale, le grandi attrezzature del laboratorio risultano limitate e in parte obsolete,
comunque poco utilizzabili per sperimentazioni a carattere innovativo.
In termini di predisposizione, la nuova struttura presso il C10, per essere pienamente
operativa fin dall’inizio, ha bisogno di un investimento Start-up a fondo perduto, possibilmente
co-finanziato dai vari enti/partner con accordi quadro ovvero attraverso sponsorizzazioni.
Il finanziamento sarebbe finalizzato all’acquisto di attuatori completi di pompe di
alimentazione e celle di carico per il conferimento delle azioni (esecuzione di prove quasi-
statiche cicliche, pseudo-dinamiche o dinamiche), in particolare una dotazione ottimale è così
articolata:
- Martinetti oleodinamici universali agenti sia in controllo di forza che di spostamento:
- 4 unità da 1500 kN  500 mm spostamento
- 4-8 pompe idrauliche individuali oltre al sistema idraulico dell tavola vibrante.
- Celle di carico compatibili con gli attuatori di cui sopra (circa 12 unità) con fondo scala
vario)
- Sistemi di acquisizione per un totale di 300 canali

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- Ulteriori 100 Trasduttori di spostamento LVDT
- Ulteriori 12 Trasduttori di spostamento Sony
- Ulteriori 20 Accelerometri
- Tavola vibrante multidirezionale: 4,00m x 4,00 m
- Ulteriore personale tecnico in grado di gestire autonomamente prove sperimentali (contratto
per periodo limitato), precisamente
- 1 tecnico laureato con compiti sia operativi che di gestione e sviluppo
- 1 tecnico non laureato con compiti di costruzione, officina, preparazione provini,
acquisizione dati, esecuzione prove, smaltimento provini.

- Costi previsti per attrezzature (quotazioni di larga massima):
- Attuatori: prezzi compresi fra € 25000 e € 150000 € 1.000.000
- Pompe: € 500.000
- Strumentazione varia € 100.000
- Tavola vibrante € 1.500.000
- Costi Approssimativi Previsti per personale :
- Tecnico laureato: € 60,000/anno per 5 anni
- Tecnico non laureato; € 40, 000/anno per 5 anni
- ENTRATE previste: stima mediamente ottimistica
- 1 PRIN sperimentale ogni 4 anni € 50.000 /anno
- 1 Convenzione media con industria ogni 2 anni € 50.000 /anno
- 1 ERC ogni 5 anni 1milione euro €200.000/anno
- 2 Horizon 2020 come membri ogni 5 anni ( tot. €300.000) € 60.000/anno
- Miscellanea: € 200.000 i.e. € 40,000/anno
- TOTALE ENTRATE: circa € 350.000  € 400.000/anno
- BREAK – EVEN POINT: circa 5-8 anni (inclusa tavola vibrante)
Nel calcolo delle entrate non è stata considerata la possibilità di riattivare l’attività di prova
su isolatori sismici, attività ben remunerativa e i cui ricavi sono stimabili, assolutamente per
difetto, nell’ordine di € 100.000/anno.

24

7. Il Laboratorio integrato C10: possibili sinergie e condivisione multi‐
disciplinare come opportunità di crescita
Le attività sperimentali previste presso il Comparto C10 possono essere inquadrate
nell’ambito di una filiera sperimentale articolata che punta a caratterizzare materiali, strutture e
infrastrutture a diverse scale e nei diversi campi applicativi (civile, aerospaziale, meccanico). La
sperimentazione fisica coinvolge diversi settori scientifico-disciplinari afferenti ad almeno tre
Dipartimenti, come illustrato nella tabella sottostante.
DISG DICEA DIMA
SettoriScientificoDisciplinari
Tecnica delle
Costruzioni
Costr. Idrauliche Mar.
e Idrologia
Meccanica del volo
ICAR/09 ICAR/02 ING-IND/03
Scienza delle
Costruzioni
Strade, ferrovie ed
aeroporti
Costruzioni e strutture
aerospaziali
Geotecnica Trasporti Fluidodinamica
Architettura Tecnica Meccanica dei fluidi
ICAR/10 ING-IND/08
Tecnologie
dell’architettura
Misure meccaniche e
termiche
ICAR/12 ING-IND/12
Mecc. applicata alle
macchine
ING-IND/13

Progettaz. meccanica
e costruz. di macchine

ING-IND/14

25

Le attività in ambito sperimentale affrontate normalmente nei dipartimenti coinvolti, pur
spaziando in ambiti differenti, possono rappresentare un trait d’union tra le diverse discipline. È
altresì doveroso citare il ruolo aggregativo svolto in Facoltà dai centri di ricerca (CISTeC,
CRITEVAT) particolarmente presenti nei settori della 3a
missione.
Valgano come esempi le attività nell’ambito dei seguenti campi:
 dinamica strutturale lineare e non lineare,
 studio dei fenomeni di instabilità,
 caratterizzazione meccanica dei materiali a scala diversa,
 monitoraggio,
 interazioni multi-fisiche (interazioni fluido-struttura, materiali sciolti-opere strutturali etc.)
In particolare, si riportano di seguito alcuni dei temi di interesse comune tra i settori
scientifico disciplinari afferenti al tre dipartimenti.
 Caratterizzazione meccanica dei materiali che in ambito civile (ICAR/09) spazia dai
più classici materiali da costruzione ai materiali innovativi; per le prime due tipologie
menzionate, è bene evidenziare che tale attività è di interesse anche in ambito stradale e
ferroviario (ICAR/04). Con uno sguardo all’innovazione nell’ambito dei materiali
strutturali, non si possono non menzionare i più moderni materiali compositi, come fibre
di carbonio, fibre di vetro e nanocompositi che trovano impiego sia in ambito civile
(ICAR/09) per il rinforzo e la riabilitazione strutturale (ovvero per le nuove costruzioni)
sia in ambito aeronautico e aerospaziale e meccanico ove sono largamente utilizzati (ING-
IND/03 e ING-IND/04).
Per le prove e la caratterizzazione di tali materiali sono necessarie macchine adatte a
condurre prove sia di tipo quasi-statico (macchine universali) che dinamico (shaker) in
diversi range di carico e frequenza per simulazioni volte a caratterizzare la risposta a stati
di tensione monoassiale o pluriassiale. Cavi di nuova generazione, basati su materiali
“smart” come quelli a memoria di forma, trovano oggi ampia applicazione non solo in
ambito meccanico (ING-IND/13), aeronautico (ING-IND/03) e aerospaziale (ING-
IND/04) ma anche in ambito civile (ICAR/08 e ICAR/09): su essi sono recentemente stati
proposti innovativi design di sistemi di controllo delle vibrazioni basati sulle
caratteristiche isteretiche di tali cavi. In questo contesto, la presenza di una grande camera
termica permetterebbe di eseguire prove sulle proprietà termo-meccaniche di tali materiali
in diversi range di temperatura, da quelli più miti dell’ambito civile ai più estremi del
contesto aerospaziale. Tali macchinari possono essere considerati di comune impiego per
tutti i test nei diversi contesti applicativi; a cambiare saranno, a seconda della dimensione
dei campioni da saggiare, elementi secondari quali clamps, telai di contrasto, afferraggi
etc.
 Sottostrutturazione di torri eoliche (ICAR/08, ICAR/09, ING-IND/13), pile da ponte
(ICAR/09, ICAR/04) con analisi sperimentale del comportamento statico e dinamico,
controllo di ottimizzazione, risposta per alcuni elementi in termini di danneggiamento da
fatica a basso e alto numero di cicli.
 Dinamica strutturale sperimentale, caratterizzante i SSD ICAR/08 e ICAR/09 per le
strutture civili, risulta affine alla dinamica sperimentale delle strutture aeronautiche,
propria di ING-IND/03, aerospaziali (ING-IND/04) e delle macchine (ING-IND/13).

26

Nella fattispecie sono di grande interesse scientifico e industriale attività come la
sperimentazione dinamica su elementi strutturali in ambito civile quali telai, travi, edifici
e ponti, o in ambito meccanico e aeronautico, come pale eoliche, pale di rotori in turbine,
ali, semi-ali e fusoliere di velivoli, pale di elicottero.
 Structural health monitoring: accomuna filoni di ricerca che spaziano dall’ambito civile
(ICAR/09 ICAR/08) per quel che riguarda il monitoraggio ad esempio di ponti, edifici o
parti di essi, quali pannelli murari ed elementi strutturali, all’ambito aeronautico e
aerospaziale (ING-IND/03 e ING-IND/04), con il monitoraggio di pannelli di ali o di
fusoliere di velivoli, o di altre parti critiche di un velivolo (nacelles etc.). Anche il
monitoraggio di piattaforme stradali in ambito aeroportuale (ICAR/04 e ICAR/05), ad
esempio per il controllo delle variazioni inclinometriche del livello stradale, risulta
oggigiorno essere un tema di grande interesse ingegneristico. Per questi scopi, l’insieme
delle strumentazioni, includendo in esso attuatori e sensori piezoelettrici (PZT),
accelerometri (ICAR/08, ICAR/09, ING-IND/04, ING-IND/12), inclinometri, sensori di
deformazione (estensimetri), vibrodine, martelli strumentati è parte essenziale per lo
structural health monitoring e può essere in parte condiviso da tutti i settori di ricerca.
 A questo si aggiunge la condivisione e l’implementazione di protocolli di prove
sperimentali (quasi statiche monotone e cicliche, dinamiche lineari e non lineari,
pseudodinamiche su provini a larga scala e/o con sottostrutturazione) nell’ambito di
piattaforme software dedicate (ambiente Labview etc.)
 Interazioni multi - fisiche quali:
 fluido-struttura per lo studio di fenomeni quali galloping, vortex shedding, flutter di
corpi cilindrici (ING-IND/06), bluff bodies (impalcati da ponte, ICAR/09) per la
determinazione sperimentale dei carichi aerodinamici o dei coefficienti aerodinamici di
sezioni. Le sperimentazioni in ambito di interazione fluido-struttura permettono la
validazione delle predizioni numeriche nello studio delle instabilità aeroelastiche di
strutture snelle come ponti sospesi (ICAR/09), ali classiche di velivoli e ali a grande
allungamento (ING-IND/03), pale di turbine in turbomacchine o pale di turbine eoliche
(ING-IND/13), etc.
 Interazione binario-struttura, lo studio sperimentale della risposta dell’armamento e del
ponte ferroviario in relazione alla tipologia del transito (ICAR/09, ) dell’assorbimento
delle vibrazioni dovuto alla presenza del ballast su ponti ferroviari (ICAR/09, ICAR/04,
ICAR/05).
Per perseguire gli obiettivi sopra formulati si propone di intervenire in modo radicale sulla
suddivisione degli spazi, rifunzionalizzandoli per renderli più interdisciplinari, con evidente
vantaggio delle discipline scientifiche presenti. Gli spazi, necessariamente più aperti, verrebbero
così resi più fruibili da tutti i ricercatori. Ciò va indubbiamente nella direzione auspicata
dall’Ateneo.
A titolo di proposta si presenta (v. Fig. 17) uno schema funzionale ove il DISG, ipotizzando
di poter superare la barriera architettonica che divide l’area di sua competenza con le aree attigue,
propone di porre in uso comune grandi attrezzature, quali ad esempio la nuova tavola vibrante
sopra proposta, andando così nella direzione di miglior giustificazione dell’investimento
richiesto, per certi versi ingente.

27

Figura 17 proposta DISG di riconfigurazione

28

Commissione C10 / Laboratorio del DISG
Salvatore Perno (1956) laurea con lode in Ingegneria Civile Edile indirizzo strutturale
presso “La Sapienza”; dal 2001 ad oggi ricercatore, poi professore aggregato, di
Tecnica delle Costruzioni presso la Facoltà di Ingegneria. Docente di “Tecnica delle
Costruzioni” e di “Complementi di Tecnica delle Costruzioni” per il corso di laurea in
Ingegneria Edile‐ Architettura. Dal 2007 ad oggi ‐ Responsabile scientifico del
Laboratorio Materiali e Strutture del Dipartimento di Ingegneria Strutturale e
Geotecnica presso la Facoltà di Ingegneria de "La Sapienza", ha personalmente
diretto e/o organizzato numerose attività di monitoraggio e controllo nonché
campagne di ricerca sperimentale

29

Appendice A - ATTIVITA’ DIDATTICHE NEL LABORATORIO
LPM, TESI DI LAUREA/DOTTORATO E PRODUZIONE
SCIENTIFICA
Attività didattiche legate al Laboratorio Materiali e Strutture del DISG
 Dinamica delle Strutture, Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Civile (Prof. M. De
Angelis)
 Nonlinear Analysis of Structures, Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Aerospaziale e
Civile (Prof. W. Lacarbonara)
 Scienza delle Costruzioni, Corso di Laurea in Ingegneria Edile‐Architettura UE (Prof. M.
De Angelis)
 Resistenza dei biomateriali, Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica (Prof. U.
Andreaus)
 Complementi di Tecnica delle Costruzioni, Corso di laurea in Ingegneria Edile‐
Architettura UE (Prof. S. Perno)
Attività didattiche e scientifiche legate a dottorati di ricerca
 Dottorato di Ricerca in Ingegneria delle Strutture e Geotecnica
 Dottorato di Ricerca in Meccanica Teorica e Applicata
 Dottorato di Ricerca in Ingegneria Aeronautica e Spaziale
Apparecchiature utilizzate nell’ambito delle attività didattiche e formative
 Tavola vibrante
 Macchina Universale MTS
 Shaker elettrodinamico
 Pressa
 Martello a impatto
Tesi di Laurea Magistrale
1. BUSTAMANTE BOZZI Carlos Antonio (a.a. 2005‐’06): Effetto del danno sulla risposta
dinamica di una trave. Identificazione del danno strutturale con tecniche sperimentali e
numeriche. Laurea Magistrale in XXX. Relatore: Prof. ANDREAUS Ugo.
2. SANTESE Edoardo Maria (a.a. 2005‐'06): Analisi numerica ed indagine sperimentale della
propagazione di una cricca a fatica in una trave di acciaio strutturale. Laurea Magistrale
in XXX. Relatore Prof. ANDREAUS Ugo, correlatore: Ing. Paolo Baragatti.
3. CAVAZZANA Cecilia (a.a. 2014‐'15): Sperimentazione su tavola vibrante e modellazione di
sistemi isolati accoppiati con assorbitori d'urto. Laurea Magistrale In Ingegneria Civile.
Relatore: Prof. DE ANGELIS Maurizio, correlatori: Proff. ANDREAUS Ugo e PERNO
Salvatore.

30

4. DE BELLIS Maria Laura (a.a. 2005‐‘06): Studio teorico e identificazione dinamica di un
arco parabolico in acciaio. Laurea Magistrale In Ingegneria Civile. Laurea Magistrale In
Ingegneria Civile. Relatore: Prof. DE ANGELIS Maurizio.
5. CASCHERA Daniela Teresa (a.a. 2006‐‘07): Identificazione dinamica del tiro nelle catene:
teoria e sperimentazione. Laurea Magistrale In Ingegneria Civile. Relatore: Prof. DE
ANGELIS Maurizio.
6. DE ANGELIS Teresa (a.a. 2008‐‘09): Identificazione dinamica di catene. Laurea Magistrale
In Ingegneria Civile. Relatore: Prof. DE ANGELIS Maurizio.
7. TRONCI Eleonora Maria (a.a. 2014‐‘15): System ID via Output Only applied to Linear
Models". Laurea Magistrale In Ingegneria Civile. Relatore: Prof. DE ANGELIS Maurizio;
correlatore: Prof. BETTI Raimondo, Columbia University NY City, USA.
8. PASQUALI Michele (2010): Geometrically exact models of thin plates towards nonlinear
dynamic system identification via higher-order spectral approach. Laurea Specialistica in
Ingegneria Aeronautica. Relatore Prof. LACARBONARA Walter.
9. MOSTI Francesco (2014): A modal curvature approach to damage detection in composite
plates: theory and experiment. Laurea Magistrale in Ingegneria Aerospaziale. Relatore
Prof. LACARBONARA Walter.
10. ZACCARI Marco (a.a. 2014‐‘15): Teoria e sperimentazione dinamica di strutture
controllate mediante TMD non convenzionali. Laurea Magistrale In Ingegneria Civile.
Relatore: Prof. DE ANGELIS Maurizio; correlatore: Prof. PERNO Salvatore.
11. BATTISTA Alessandro Giuseppe (a.a. 2014‐’15): Sperimentazione su tavola vibrante e
analisi dinamica di strutture controllate mediante TMD non convenzionale. Laurea
Specialistica in Ingegneria Civile. Relatore: Prof. DE ANGELIS Maurizio.
12. DI ZAZZO Paolo (a.a. 2014‐’15): Metodi di analisi dello stato tensionale residuo di travi in
c.a.p. Laurea Specialistica in Ingegneria Civile. Relatore / Correlatore: Proff. PERNO
Salvatore, PAOLONE Achille.

13. DUCCI Dimitri Maria (a.a. 2014‐‘15): Experimental tests and rheological models for high
damping rubber bearings devices. Laurea Specialistica in Ingegneria Civile. Relatore: Prof.
DE ANGELIS Maurizio; correlatore: Ing. PRIORI Carlo.
14. FINO Maria Concetta (a.a. 2015‐‘16): Indagine sperimentale sulla risposta dinamica di
travi eccitate mediante mini shaker. Laurea Specialistica in Ingegneria Civile. Relatore:
Prof. DE ANGELIS Maurizio.

31

15. FILIPPELLO Federica (a.a. 2015‐‘16): Sperimentazione dinamica e modellazione numerica
di strutture controllate mediante TMD non convenzionali. Laurea Specialistica in
Ingegneria Civile. Relatore: Prof. DE ANGELIS Maurizio.
16. CARLUCCIO Matteo (a.a. 2016‐‘17): Analisi di strutture controllate mediante TMD ad
elevato rapporto di massa: sperimentazione e modellazione. Laurea Specialistica in
Ingegneria Civile. Relatore: Prof. DE ANGELIS Maurizio; correlatore: Prof. BETTI
Raimondo, Columbia University NY City, USA.
17. GIANNITTI Emilio (a.a. 2016‐’17): Studio dell’inerter come dispositivo innovativo nei
sistemi a masse accordate. Laurea Specialistica in Ingegneria Civile. Relatore: Prof. DE
ANGELIS Maurizio; correlatore: Ing. PIETROSANTI Daniele.
18. SCHIRRIPA Andrea (a.a. 2017‐‘18): Studio sperimentale e modellazione numerica
dell’impatto sismo‐indotto in un sistema isolato alla base. Laurea Specialistica in
Ingegneria Civile. Relatore: Prof. DE ANGELIS Maurizio; correlatore: Prof. ANDREAUS
Ugo.
19. SABENE Marcello (a.a. 2018‐‘19). Argomento tesi: Studio sperimentale e modellazione
numerica dell’impatto in strutture isolate a molti gradi di libertà. Laurea Specialistica in
Ingegneria Civile. Relatore: Prof. DE ANGELIS Maurizio; correlatore: Prof. ANDREAUS
Ugo.
20. ZAHEDIN LABAF Daniele (a.a. 2018‐‘19). Argomento tesi: Studio sperimentale e
modellazione numerica di strutture isolate alla base a molti gradi di libertà dotate di
sistema di controllo TMDI. Laurea Specialistica in Ingegneria Civile. Relatore: Prof. DE
ANGELIS Maurizio; correlatore: Ing. PIETROSANTI Daniele.
Tesi di dottorato in Ingegneria delle Strutture
1. BASILI Michela (2007)
Dottorato di Ricerca (PhD) in Ingegneria Strutturale, conseguito presso Sapienza
Università di Roma, XIX ciclo.
Titolo della Tesi: Controllo semi attivo di strutture adiacenti mediante dispostivi
magnetoreologici: teoria, sperimentazione e modellazione.
2. FRARACCIO Giancarlo (2008)
Università di Roma, XX ciclo.
Titolo della Tesi: Identificazione e monitoraggio dinamico di strutture eccitate alla base.
3. BARAGATTI Paolo (2009)
Dottorato di Ricerca (PhD) in Meccanica Teorica e Applicata, conseguito presso
Sapienza, Università di Roma,

32

Titolo della Tesi: Experimental and Numerical Analysis of the Dynamic Behaviour and
Damage Detection of a Fatigue Cracked Beam.
4. CARPINETO Nicola (2011)
Università di Roma, XXII ciclo.
Titolo della Tesi: Hysteretic tuned mass dampers for structural vibration mitigation.
5. PASQUALI Michele (2014)
Dottorato di Ricerca (PhD) in Ingegneria Aerospaziale (correlatore con Prof. P.
Gaudenzi), conseguito presso sapienza Università di Roma,.
Titolo della Tesi: A new ultrasonic SHM procedure for delamination detection in
composite structures: Numerical analyses and experimental tests.
6. CARBONI Biagio (2014)
Università di Roma, XXVI ciclo.
Titolo della Tesi: A new vibration absorber based on the hysteresis of multi-configuration
Nitinol-steel wire ropes assemblies.
7. PRIORI Carlo (2015)
Università di Roma, XXVII ciclo.
Titolo della Tesi: Modelling and output-only identification of linear viscously damped
structures.
8. PACITTI Arnaud (2016)
Dottorato di Ricerca (PhD) in Ingegneria Strutturale e Geotecnica, conseguito presso
Sapienza Università di Roma, Relatore co-tutela Facoltà ICI Sapienza e Paris Est
(correlatore Prof. F. Bourquin). XXVI Ciclo.
Titolo della Tesi: Misura della tensione nei cavi di ponti tramite modello non-lineare e
problema inverso statico.
9. FESTUCCIA Alessandra (2017)
Sapienza Università di Roma, XXIX Ciclo
Titolo della tesi: Comportamento di elementi in c.a. di strutture esistenti con armatura
trasversale danneggiata localmente da corrosione
10. CETRARO Marek (2018)
Sapienza Università di Roma, XXX ciclo.
Titolo della Tesi: MEMS Multi mass sensor exploiting nonlinear resonances.
11. MANCINI Carlo (2018)

33

Sapienza Università di Roma,.
Titolo della Tesi: Flutter control of the Whitestone-Bronx Suspension Bridge via multiple
tuned mass dampers.
12. PIETROSANTI Daniele
Dottorato di Ricerca (PhD) in Ingegneria Strutturale e Geotecnica presso Università "La
Sapienza" di Roma, XXXI ciclo.
Argomento della Tesi: Studio teorico e sperimentale dell’inerter come dispositivo
innovativo per il controllo dinamico delle vibrazioni.
13. TRONCI Eleonora Maria
Dottorato di Ricerca (PhD) in Ingegneria Strutturale e Geotecnica presso Università "La
Sapienza" di Roma, XXXI ciclo.
Argomento della Tesi: Structural sensitive features selection from classic features to
black box indicators.
14. STEFANI Giulia
Sapienza Università di Roma, XXXIII ciclo.
Argomento della Tesi: Dinamica con impatto e dispositivo innovativo inerter.
Bevetti sviluppati nel Laboratorio
1. Dispositivo isteretico a massa accordata (TMD) per il controllo passivo delle vibrazioni
meccaniche (2011) (inventori: F. Vestroni, W. Lacarbonara, N. Carpineto), Sapienza
Università di Roma, No. RM2011A000434 (10.8.2011). Hysteretic tuned-mass damper
device (TMD) for passive control of mechanical vibrations, PCT/IT2012/000253
(09.08.2012), WO/2013/042152A1 (28.3.2013), EP2742254 A1 (18.6.2014).
2. A multi-purpose nonlinear rheological device made of shape memory-steel strands,
(Dispositivo reologico isteretico multi-prestazionale) (2015) (inventori: W. Lacarbonara,
B. Carboni), Sapienza, RM2015A000075 (20.2.2015).
3. Tensairity structure with shape memory strands, (Struttura tensairity con funi a memoria
di forma) (2015) (inventori: W. Lacarbonara, B. Carboni), Sapienza, No.
102015000055410 (25.9.2015).
Pubblicazioni scientifiche sperimentali presso il LPM del DISG
 Andreaus U., Baragatti P., Fatigue crack growth, free vibrations and breathing crack
detection of Alu‐minium Alloy and Steel beams. J. of Strain Analysis for Engineering
Design, 2009, 44(7); p. 595‐608. doi: 10.1243/03093247JSA527
 Andreaus U., Baragatti P., Experimental damage detection of cracked beams by using
nonlinear char‐acteristics of forced response. Mech. Syst. Signal Process. 2012, 31(8),
382‐ 404. DOI: 10.1016/j.ymssp.2012.04.007

34

 Andreaus U., Baragatti P., Casini P., Iacoviello D., Experimental damage evaluation of
open and fa‐tigue cracks of multi‐cracked beams by using wavelet transform of static
response via image analysis, Structural Control and Health Monitoring 2016. Published
online: 29 June 2016, 24(4), 2017, pp. 1‐16, Article number e1902, Scopus: 2‐s2.0‐
84977502250, DOI: 10.1002/stc.1902.

 Andreaus U., Baragatti P., De Angelis M., Perno S., A Preliminary Experimental Study
About Two‐Sided Im‐pacting SDOF Oscillator Under Harmonic Excitation, J. Comput.
Nonlinear Dynam. 2017a; 12(6):061010‐061010‐10, doi: 10.1115/1.4036816.
 C. Priori, M. De Angelis, R. Betti, On the selection of user‐defined parameters in data‐
driven stochastic subspace identification, Mechanical Systems and Signal Processing 100
(2018) 501–523.

 Andreaus U., Baragatti P., De Angelis M., Perno S., Shaking table tests and numerical
investigation of two‐sided damping constraint for end‐stop impact protection, Nonlinear
Dynamics 90(4), 2387‐2421, 2017b, DOI 10.1007/s11071‐017‐3810‐9
 N. Carpineto, W. Lacarbonara, F. Vestroni (2013) Hysteretic tuned mass dampers for
structural vibration mitigation. Journal of Sound and Vibration 333:1302‐1318.
doi:10.1016/j.jsv.2013.10.010.
 M. Pasquali, W. Lacarbonara, P. Marzocca (2014) Detection of nonlinearities in plates via
higher‐order spectra: numerical and experimental studies. Journal of Vibration and
Acoustics 136(4), 041015 (13 pages), doi:10.1115/1.4027625.
 B. Carboni, W. Lacarbonara, F. Auricchio (2014). Hysteresis of multi‐conguration
assemblies of NiTiNOL and steel strands: experiments and phenomenological
identication. Journal of Engineering Mechanics 141(3), 04014135.
doi:10.1061/(ASCE)EM.1943‐7889.0000852o.
 Arena, A. Casalotti, W. Lacarbonara, M. P. Cartmell (2015) Dynamics of container cranes:
three‐dimensional modeling, full‐scale experiments, and identication. International
Journal of Mechanical Sciences 93: 8‐21, doi:10.1016/j.ijmecsci.2014.11.024.
 M. Pasquali, W. Lacarbonara (2015) Delamination detection in composite laminates
using high‐frequency P‐ and S‐waves ‐ Part I: Theory and analysis. Composite Structures
134:1095‐1108, doi 10.1016/j.compstruct.2015.05.019.
 M. Pasquali, W. Lacarbonara, C.R. Farrar (2015) Delamination detection in composite
laminates using high‐frequency P‐ and S‐waves. Part II: Experimental validation.
Composite Structures 134:1009‐1117, doi 10.1016/j.compstruct.2015.05.042.

35

 Carboni, W. Lacarbonara (2016) Nonlinear dynamic response of a new hysteretic
rheological device: experiments and computations. Nonlinear Dynamics 83:23{39,
doi 10.1007/s11071‐015‐2305‐9.
 Carboni, W. Lacarbonara (2015) A nonlinear vibration absorber with pinched hysteresis:
theory and experiments. Journal of Engineering Mechanics, in press.
 P. T. Brewick, S. F. Masri, B. Carboni, W. Lacarbonara (2016) Data‐based nonlinear
identication and constitutive modeling of hysteresis in NiTiNOL and steel strands. Journal
of Engineering Mechanics, Journal of Engineering Mechanics 142, doi
10.1061/(ASCE)EM.1943‐7889.0001170, 04016107.

 P. T. Brewick, S. F. Masri, B. Carboni, W. Lacarbonara (2017) Enabling reduced‐order
data‐driven nonlinear identification and modeling through naive elastic net
regularization. International Journal of Non‐Linear Mechanics 94: 46‐58,
http://dx.doi.org/10.1016/j.ijnonlinmec.2017.01.016.
 Casalotti, W. Lacarbonara (2017) Tailoring of pinched hysteresis for nonlinear vibration
absorption via asymptotic analysis. International Journal of Non‐Linear Mechanics 94:
59‐71, http://dx.doi.org/10.1016/j.ijnonlinmec.2017.02.015.

36

Appendice B - PANORAMICA SU (ALCUNI DEI) PRINCIPALI
LABORATORI DI STRUTTURE IN ITALIA

= Laboratori decritti in maggior dettaglio nel seguito

1. Università di Trento – Dipartimento di Ingegneria Civile Ambientale e
Meccanica (DICAM)

37

Figura 18 – Laboratorio Prove Materiali e Strutture (LPMS), Università di Trento
 Il Laboratorio Prove Materiali e Strutture (LPMS) è attivo dal 1987;
 la struttura si è ingrandita nel tempo e nel 2003 si è trasferita nell’attuale sede, concepita per
l’esecuzione di prove pesanti;
 è membro del consorzio ReLUIS (Rete dei Laboratori Universitari di Ingegneria Sismica);
 è Laboratorio Ufficiale del Ministero delle Infrastrutture e Trasporti per le prove sui materiali da
costruzione ai sensi della Legge 5 novembre 1971, n. 1086, art. 20;
 il 19 giugno 2013 ha ottenuto la certificazione ISO 9001:2008.
Le principali dotazioni sono:
 una parete di reazione bidirezionale composta da un muro in calcestruzzo armato precompresso
di altezza pari a 9.5 m, e da un piano di reazione di lunghezza pari a 42 m, entrambi dotati di fori
metallici disposti regolarmente per un rapido ed efficace collegamento di strutture/elementi di
dimensioni ragguardevoli e di dispositivi di applicazione del carico;
 5 attuatori elettroidraulici di capacità fino a 1000 kN;
 un impianto oleodinamico capace di erogare in continuo circa 1200 litri/minuto di olio ad alta
pressione (210 bar), una quantità sufficiente ad effettuare prove cicliche ad alta frequenza,
ovvero utilizzare simultaneamente numerosi attuatori in modalità quasi‐statica;
 trasduttori di spostamento ed estensimetri;
 celle di carico;
 martinetti a mano;
 attrezzatura topografica di precisione;
 telecamere ad alta frequenza di campionamento;
 accelerometri e sistemi di acquisizione ad alte velocità.
Si riportano di seguito alcune immagini relative a prove svolte nel laboratoro.

38

Figura 19 ‐ A sinistra: prova di carico di una soletta composta acciaio ‐ calcestruzzo con elevata capacità di carico; al centro:
prova di carico su un muro prefabbricato; a destra: prova di carico su pannelli per pareti in legno

39

2. Università degli studi di Pavia – Dipartimento di Ingegneria Civile ed
Architettura (DICAr)
 Il DICAr è dotato di uno dei più grandi laboratori universitari sperimentali italiani, in cui è
possibile studiare il comportamento di strutture fino a 36 metri di luce fino a 7 metri di altezza;
 ha una stretta collaborazione con l’adiacente EUCentre, e con questo costituisce uno dei
maggiori poli sperimentali europei nel campo dell’ingegneria sismica;
 è membro del consorzio ReLUIS (Rete dei Laboratori Universitari di Ingegneria Sismica).
Le infrastrutture, macchinari/apparecchiature ed attrezzature di prova presenti sono:
 struttura/muro di riscontro per prove statiche e dinamiche su strutture ed elementi strutturali;
 tavola vibrante da 500kN Boviar con telaio di irrigidimento e ancoraggio;
 macchina per prove combinate compressione-taglio da 12000 kN verticali e 2000 kN
orizzontali;
 macchina universale dinamica MTS da 500 kN;
 macchina a trazione MTS Insight 10 per la caratterizzazione meccanica di campioni SMA e
dispositivi per prove su piccole-medie dimensioni;
 macchina compressione AMSLER da 2000 kN;
 macchina universale AMSLER da 600 kN;
 macchina Metrocom per prove di trazione, compressione e flessione;
 macchina per prova di compressione diagonale;
 macchina per prove di resilienza;
 attuatori dinamici MTS da 100 kN e 500 kN;
 martinetti idraulici ed a vite da 100 kN a 1500 kN con controllo computerizzato;

 celle di carico da 200 kN a 6000 kN;
 analizzatore di spettro per prove di tipo dinamico;
 attrezzature e sistemi completi per acquisizione dati;
 sistemi di calcolo: workstations, personal computers e computer portatili;
 gruppo di attuazione idraulico MTS Systems;
 trasduttori di spostamento e di rotazione: laser, capacitivi, induttivi, comparatori;
 trasduttori di accelerazione: piezoresistivi e capacitivi encoder, resolver, potenziometri;
 gruppo di continuità;
 strumenti vari: deformometro digitale, centralina estensimetrica, martello dinamometrico,
apparecchiatura ad ultrasuoni, sclerometro alluminio, estensometro assiale, microdurometro;
 stazioni di saldatura;
 sistemi di acquisizione ed elaborazione di misure meccaniche e termiche;
 sistemi di acquisizione digitale delle immagini;
 sistemi di stampa e plottaggio;
 sistemi di comunicazione;
 server multiprocessore ad alta velocità (PowerEdge R815 4x AMD Opteron 6276 - 2,3 GHz,
16Core, 16M L2/16M L3 Cache, Turbo CORE, 80W ACP - DDR3-1600MHz) dedicato all'analisi
strutturale.
Si riportano di seguito alcune immagini relative a prove svolte nel laboratorio.

40

a)
b)
c)
Figura 20 – a): prove su telaio in c.a. con tamponature in laterizio; b): prova su barre d'acciaio e su cubetti di calcestruzzo; c):
prova su telaio in c.a. di tre piani con e senza interventi di rinforzo

41

3. EUCentre – Pavia (TREES Lab)
Figura 21 ‐ EUCentre (Pavia)
Le apparecchiature di prova presenti sono:
 tavola vibrante uni-direzionale (5.6 x 7.0 m) 70-140 ton (Fig.5);
 sistema muro di riscontro di 12 m a L per prove pseudo-statiche e pseudo-dinamiche (Fig. 6);
 piastra di base (strong-floor) 14.4 m x 9.6m
 sistema di prova per appoggi ed isolatori antisismici (Fig. 7);
 sistema per le prove dinamiche su dispositivi di smorzamento (Fig. 8);
 laboratorio mobile per prove in situ;
 ampio spazio esterno (parcheggio) adibito a stoccaggio e costruzione.

42

Figura 22 ‐ Scheda tecnica della tavola vibrante

Figura 23 ‐ Scheda tecnica del sistema 3D per prove pseudo‐statiche e pseudo‐dinamiche

43

Figura 24a ‐ Scheda tecnica del sistema di prova per appoggi e isolatori antisismici

Figura 8b ‐ Scheda tecnica del sistema di prova per smorzatori

44

4. Università di Bologna – Dipartimento di Ingegneria Civile, Chimica,
Ambientale e dei Materiali (DICAM)
 Il Laboratorio di Ingegneria Strutturale e Geotecnica si articola in:
o settore Resistenza Materiali (LISG‐RM);
o settore Prove e Strutture (LISG‐PS);
o settore Geotecnica.
Le principali macchine in dotazione al LISG-RM sono:
 macchina universale AMSLER (Portata 100 kN);
 macchina universale AMSLER (Portata 1000 kN) (Fig. 9);
 macchina universale Metrocom (Portata 600 kN);
 pressa Metrocom (Portata 4000 kN);
 macchina universale LOSENHAUSEN (Portata 600 kN) (Fig. 9);
 pressa LOSENHAUSEN (Portata 6000 kN);
 pressa AMSLER (Portata 600 kN);
 banco prova LOSENHAUSEN (Portata: 2 pistoni da 200 kN ciascuno) (Fig. 9);
 macchina universale GALDABINI a controllo elettrico (Portata 100 kN);
 pistone MTS (Portata 365 kN) (Fig. 9);
 pendolo CHARPY.

Figura 25 ‐ In alto a sinistra: Macchina universale AMSLER (Portata 1000 kN); in alto a destra: Macchina universale
LOSENHAUSEN (Portata 600 kN); in basso a sinistra: Banco prova LOSENHAUSEN (Portata: 2 pistoni da 200 kN ciascuno); in
basso a destra: Pistone MTS (Portata 365 kN)

Altre macchine ed attrezzature in dotazione al LISG-PS sono:
 telaio di contrasto per prove su travi fino a 2 m;

45

 telaio di contrasto per prove su travi fino a 3 m;
 telaio di contrasto per prova su travi fino a 6 m;
 telaio di contrasto per prove su pannelli in scala ridotta;
 telaio di contrasto per prove su pannelli in vera grandezza;
 sistema di prova per elementi a comportamento fragile;
 sistema di contrasto per prove su nodi travi-pilastri in scala reale;
 sistema di contrasto per prove su travi reali fino a 2000 kN di forza;
 sistemi di prova su travi per carichi di lunga durata;
 cella con controllo di temperatura ed umidità;
 7 sistemi per la prova di viscosità sul calcestruzzo;
 4 sistemi per la prova di trazione di lunga durata;
 6 sistemi per prove di lunga durata su elementi fessurati.
 martinetti idraulici, elettromeccanici e idraulici cavi (Fig. 10);
 vibrodina meccanica con Fmax = 20 kN, frequenza max= 25 Hz, massa 8 kN;
 LVDT (Trasduttori di spostamento);
 trasduttori ad Omega;
 trasduttori a filo;
 flessimetri;
 celle di carico da 10 a 500 kN;
 varie centraline pluricanale per l’alimentazione ed il condizionamento di strumenti resistivi ed
induttivi;
 varie schede di acquisizione Nationals Instruments a 16 bits;
 sistema di condizionamento SCXI National Instruments: vari cestelli con moduli per strumenti
resistivi ed induttivi;
 ampio parco di accelerometri piezoelettrici PCB e Dytran;
 sistema di condizionamento pluricanale dinamica.

Figura 26 ‐ Tipi di martinetti idraulici in dotazione

46

5. Università di Pisa – Dipartimento di Ingegneria Strutturale
 Il Laboratorio Ufficiale per le Esperienze sui Materiali da Costruzione è stato attivo dal 1° gennaio
1997 al 31 dicembre 2008. Il 1° gennaio 2009 è confluito nel Dipartimento di Ingegneria Civile, del
quale costituisce l'attuale Sede di Strutture;
 dispone di numerose macchine di prova e di altre attrezzature di misura.

Figura 27 – Laboratorio Ufficiale per le Esperienze sui Materiali da Costruzione, Università di Pisa
Le principali attrezzature presenti nel laboratorio sono:
 macchina AMSLER per prove di torsione;
 macchina universale AMSLER statica e dinamica da 500 kN;
 macchina GALDABINI per prove di piegamento;
 pressa GALDABINI da 100 kN e da 5000 kN;
 macchina universale INSTRON da 200 kN;
 centralina oleodinamica LOSENHAUSEN;
 macchina universale LOSENHAUSEN da 100 kN;
 macchina METRO COM per prove di trazione da 1000 kN;
 pressa MOHR-FEDERHAFF da 600 kN-3000 kN;
 pachometro BOVIAR;
 microscopio CONTROLS per misura delle fessure;
 voltmetro ELECTRONIC SERVICE;
 martinetto idraulico FTP;
 accelerometri HBM;
 centralina MGC PLUS HBM; centralina UPM 60 HBM; centralina UGR 100 HBM;
 trasduttori di pressione HBM;
 trasduttori di spostamento induttivi a molla HBM;
 attrezzatura per monitoraggio strutturale LEANE;
 inclinometri LUCHSINGER;
 attrezzatura per il controllo di qualità sulle saldature MAGNAFLUX;
 celle di carico METIOR;
 visualizzatore digitale a 10.000 divisioni METIOR;
 pendolo di Charpy METRO COM;
 attrezzatura fotoelastica PHOTOSTRESS;
 attrezzature per la misura di temperatura e di umidità del calcestruzzo PROTIMER;
 attrezzatura per prove di fatica STUDIO AIP;
 comparatori COMPAC UVAT.

47

6. Università degli studi di Perugia – Dipartimento di Ingegneria Civile ed
Ambientale (DICA)
Figura 28 – Laboratorio di Dinamica delle Strutture, Università degli studi di Perugia
Le principali attrezzature presenti sono:
 n° 1 motore elettrico torsionale modello AKM54H con drive di potenza e sistema di
trasmissione;
 n° 1 pressa da 200 KN modello OMCN 156/ML;
 n° 1 bilancia aerodinamica per prove in galleria del vento (Simec s.r.l.);
 n° 1 shaker elettrodinamico di elevata potenza marca LDS con accoppiamento con tavola
vibrante;
 n° 1 kit oleodinamico con martinetto da 1000 kN, manometro e pressostato digitali
 n° 16 accelerometri DC monoassiali modello PCB 3711B112G;
 n° 1 accelerometro DC triassiale modello PCB 3713B112G;
 n° 13 accelerometri piezoelettrici 393 C PCB;
 n° 1 martello Strumentato modello PCB 086D20;
 n° 3 celle di carico di vari fondo scala (Laumas, DS Europe);
 n° 1 pacometro Profometer 5+ Mod. Scanlog marca Proceq;
 n° 1 sclerometro;
 n° 2 kit flessimetri centesimali;
 n° 1 distanziometro laser modello Bosch DLE 50 Professional;
 n° 5 trasduttori di spostamento LVDT da 0‐10 mm marca HBM;
 n° 3 trasduttori di spostamento LVDT da 0‐50 mm marca HBM;
 n° 4 inclinometri LSOC – 14.5° marca SHERBORNE SENSORS L.T.D.;
 n° 1 trasduttore laser marca MICRO‐OPTRONIC;
 n° 2 anemometri a ultrasuoni WIND MASTER marca GILL INSTRUMENTS;
 cavi BNC di lunghezze variabili fino a 50 m;
 n° 1 carrier per schede di acquisizione a 8 slot modello cDAQ‐9188;
 n° 1 controllore ad elevate prestazioni modello NI PXIe‐8133;
 n° 1 chassis per sistemi di controllo e schede elettroniche modello NI PXIe‐1071;
 n° 1 chassis per schede elettroniche di misura modello NI PXIe‐1073;

48

 n° 6 schede di acquisizione per accelerometri a 4 canali modello NI 9234;
 n° 1 scheda di acquisizione per accelerometri a 8 canali modello PXIe‐4492;
 n° 1 scheda di acquisizione per estensimetri elettrici da 8 canali modello NI PXIe‐4330;
 n° 1 modulo di alimentazione programmabile modello NI PXI‐4130;
 n° 1 multimetro digitale ad elevate prestazioni modelli NI‐PXI4071;
 n° 1 scheda di acquisizione/uscita per segnali in tensione a 16 ingressi analogici modello
PXIe‐6361;
 n° 1 unità di acquisizione per accelerometri da 16 canali marca ROGA mod. RogaDaq16;
 n° 1 unità di acquisizione da 16 canali marca CRONOS mod. PL16;
 n° 2 unità di acquisizione per estensimetri, trasduttori di spostamento e inclinometri, da 8
canali marca HBM mod. SPIDER 8;
 n° 1 unità di acquisizione per accelerometri da 8 canali marca IOTECH mod. DATA SHUTTLE.

49

7. Università degli studi dell’Aquila – Dipartimento di Ingegneria Civile,
Edile-Architettura, Ambientale
 Il Laboratorio Prove Materiali e Strutture del centro DICEAA è stato istituito nel 1969.

Figura 29 – Laboratorio Prove Materiali e Strutture del DICEAA, Università degli studi dell’Aquila
 piastrone/basamento in c.a. 14x6x1m dotato di due telai di contrasto per carichi verticali fino a
2MN e di uno sperone alto 4m, per carichi orizzontali in sommità fino a 500kN;
 piastrone/basamento in c.a. 9 x 6 x 1m dotato di un attuatore idraulico servocontrollato INSTRON
da 2.5MN per l’esecuzione di prove di carico di tipo sia monotonico che ciclico, programmabili
tramite computer;
 pompa idraulica.
 pressa MetroCom da 3MN;
 macchina universale MetroCom da 500kN;
 celle dinamometriche, con portate tra 5kN e 5MN;
 misuratore della velocità degli ultrasuoni Controls per c.a.;
 misuratore della velocità degli ultrasuoni M.A.E. per murature;
 endoscopio Fiber Optic FOT 150;
 sclerometro Schmidt;
 martinetti idraulici semplici per spinte comprese tra 200kN e 1.4MN;
 due martinetti a vite a doppio effetto Pfaff da 500kN;
 centraline di alimentazione ed acquisizione dati HBM;
 sistema Laser Scan Leica HDS 6100;
 termocamera FLIR P620;
 sistema di rilevazione barre di armatura Ferroscan HILTI;
 martinetti piatti per murature.

50

8. Università di Roma La Sapienza – Dipartimento di Ingegneria Strutturale e
Geotecnica (DISG)
 Il Laboratorio è nato circa un secolo fa;
 svolge la sua attività in due campi distinti: uno di natura prettamente scientifica, a supporto della
ricerca sperimentale su materiali e modelli; l'altro, da inquadrarsi come servizio prestato all'esterno
dell'Università, ricopre la necessità (dettata solo in parte dalla vigente Normativa) di fornire analisi
delle caratteristiche meccaniche ‐ ed eventuale relativa certificazione ufficiale ‐ di materiali e
prototipi nel campo delle costruzioni civili e industriali;
 è riconosciuto fin dal 1939 come Laboratorio Ufficiale per l’esecuzione delle prove su materiali da
costruzione.

Figura 30 – Laboratorio Materiali e Strutture, Università di Roma La Sapienza

Il Laboratorio è trattato diffusamente all’interno del documento

51

9. Università degli studi di Napoli Federico II – Dipartimento di strutture per
l’Ingegneria e l’Architettura (DiSt)
Figura 31 ‐ Laboratorio Prove del DiSt, Università degli studi di Napoli Federico II
 Il Laboratorio Prove del DiSt svolge attività sia in termini di prove su materiali che di prove su
elementi o sottostrutture;
 è riconosciuto come Laboratorio Ufficiale dal Servizio Tecnico Centrale del Consiglio Superiore dei
Lavori Pubblici;
 è membro del consorzio ReLUIS (Rete dei Laboratori Universitari di Ingegneria Sismica);
 è dotato di due piastroni rigidi:
o il primo piastrone:
 superficie di circa 200 mq;
 è dotato di carroponte con capacità fino a 32 kN;
 ha uno spessore di circa 1.2 m, è accessibile dal sottostante basamento;
 è caratterizzato da un sistema di ancoraggio mediante tirafondi alloggiati in cassette
poste secondo una maglia con interasse 80 cm;
 è prevalentemente destinato a prove dinamiche su tavole vibranti. Il sistema di
tavole vibranti è caratterizzato da 2 tavole a pianta quadrata con lato 3 m, spostabili
sul piastrone in modo da simulare effetti di asincronismo dell’azione sismica alla
base di strutture di grande luce. Il carico utile massimo è 200 kN, con un intervallo di
frequenza di 0‐50 Hz, picco di velocità 1 m/sec e spostamento totale di 500 mm. La
centrale di pompaggio a servizio del sistema è costituita da 12 gruppi motopompa
per una capacità totale fino a 2500 l/min;
 ospita la macchina universale Italsigma che consente la realizzazione di prove in
trazione, compressione e cicliche su provini di altezza compresa tra 0,5 e 4,0 metri
(Fig.16). Il telaio di prova è costituito da un basamento rigido in acciaio (1,0×4,0 m2
),
dotato di scanalature a T per il montaggio delle attrezzature di prova e di vincolo dei
provini, da quattro colonne poste ai vertici di un rettangolo, fissate nel basamento e

52

da una traversa mobile, che scorre lungo le quattro colonne. Sulla traversa è
montato un attuatore che permette di condurre prove in controllo di spostamento
(corsa max circa 75 mm) o di forza (carico max in compressione 3000 kN, carico max
in trazione 2400 kN);
o Il secondo piastrone:
 ha una superficie di circa 70 mq;
 è destinato alla realizzazione di prove statiche;
 ospita la macchina universale MTS810 che consente l’esecuzione di prove in
trazione, compressione e cicliche su provini di altezza max pari a 1,4 metri, in
controllo di forza (carico max circa 500 kN) o di spostamento (corsa max circa 75
mm) (Fig.16). Il telaio di prova è costituito da un basamento rigido in acciaio e da due
colonne, fissate nel basamento, lungo le quali può scorrere una traversa mobile. Dal
basamento fuoriesce la parte mobile dell’attuatore, mentre alla traversa risultano
solidali la testa fissa e la cella di carico della macchina. Le teste sono dotate di
morsetti d’acciaio opportunamente sagomati per garantire l’afferraggio dei provini,
ad una pressione max di 70 MPa, grazie alla presenza di un circuito oleodinamico di
alimentazione supplementare.

Figura 32 ‐ A sinistra: macchina universale Italsigma; a destra: macchina universale MTS810
Sul secondo piastrone vengono condotte correntemente prove statiche su elementi e sottostrutture
utilizzando le seguenti attrezzature (Fig. 17):
 un attuatore MTS serie 243;
 un attuatore MTS serie 244;
 martinetti idraulici forati;
 telaio di contrasto;
 parete di contrasto Italsigma;
 strumentazione per l’acquisizione dati e per la misura di spostamenti e deformazioni (celle di
carico da 10 kN a 3000 kN; trasduttori lineari di tipo induttivo, con corsa 20mm e 50 mm, o
potenziometrico, con corsa da 5 a 500 mm; strain gauges; estensimetro ottico).

53

.
Figura 33 ‐ A sinistra in alto: attuatore MTS serie 243; a sinistra in basso: attuatore MTS serie 244; al centro: telaio di
contrasto; a destra: parete di contrasto Italsigma

54

10.Università degli studi di Salerno – Dipartimento di Ingegneria Civile
 Il Laboratorio Ufficiale Prove Materiali e Strutture (LMS) è sorto agli inizi degli anni ‘90;
 esegue prove sia su materiali da costruzione che su strutture;
 essendo dotato di un piastrone di base di ampie dimensioni per la realizzazione di telai chiusi di
contrasto, consente di effettuare sperimentazioni su modelli di grandi dimensioni, anche in scala 1:1;
 dispone inoltre di un sistema centralizzato di alimentazione idraulica, servo‐regolato, in grado di
alimentare gli attuatori in servizio con una portata massima dell'olio nel circuito di circa 10 l/s,
idonea per l'esecuzione di prove dinamiche.
Figura 34 ‐ Laboratorio Prove Materiali e Strutture, Università degli studi di Salerno
 Macchina universale, con martinetto idraulico servo-regolato a doppio effetto, Schenck Hydropuls
S56 (portata circa 630 kN, corsa circa 125 mm);
 Macchina per prove di compressione con martinetto idraulico servo-regolato a doppio
effetto,Schenck RBS 4000-E2 (portata 4000 kN, corsa circa 100 mm);
 Macchina universale idraulica servo-regolata per elementi alti Italsigma (portata 3000 kN, altezza
massima dei provini 3300 mm);
 Sistema di acquisizione dati Vishay System 5000 per trasduttori di spostamento LVDT e laser,
estensimetri, termocoppie, celle di carico e sensori "high level";
 N.2 telai di contrasto in acciaio per l'applicazione di azioni statiche e dinamiche, sia orizzontali
che verticali, su elementi strutturali in scala reale (altezza massima dei provini 6000 mm);
 Telaio di contrasto in acciaio per l'esecuzione di prove a flessione su elementi in scala reale
(lunghezza massima dei provini 5500 mm);
 Georadar IDS R.I.S. K2 a due canali (antenne monostatiche da 900 MHz e 2 GHz);
 Vibrodina meccanica Paganessi (Nm 45.6, Hz max200, r.p.m. max 6000);
 N. 1 attuatore MTS da 250kN ultradinamico;
 N. 9 attuatori MTS da 250kN a 2000 kN (corsa da circa 100 mm a circa 533 mm);
 Gommoni di carico (4.00x4.00 mt. con altezza massima di carico mt. 0.70);
 Videoendoscopio a colori Tecnix VPI-703 (fino a profondità di 25 m);
 Sclerometro Schmidt;
 Pacometro Hilti;

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