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Sabbia e graniglia di gomma potrebbero essere d'aiuto nella gestione dei terremoti

I terremoti costituiscono le forze più distruttive della natura; tuttavia secondo alcune ricerche la costruzione di fondamenta riempite di sabbia e gomma potrebbe aiutare gli edifici a resistere alle scosse

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Sabbia e graniglia di gomma potrebbero essere d'aiuto nella gestione dei terremoti

Prima che le biciclette (e le automobili) avessero pneumatici in gomma erano chiamate "boneshaker". E non solo perchè le strade erano acciottolate o in condizioni di scarsa manutenzione. In effetti, in assenza pneumatici in gomma con camera ad aria in grado di assorbire le scosse e i sobbalzi, una pedalata in bicicletta o un giretto su una Tin Lizzie era di sicuro un passatempo a dir poco doloroso. 

Sabbia e graniglia di gomma potrebbero essere d'aiuto nella gestione dei terremoti

Oggi, grazie all'unione di aria e gomma, che assorbono gli urti e attenuano i colpi, l'esperienza è sicuramente molto più piacevole. 

Vi sono addirittura degli scienziati che sfruttano la capacità della gomma di assorbire gli urti per gestire quelle che sono le maggiori scosse esistenti: i terremoti.

La miscela magica
Un progetto di ricerca svolto da Anbazhagan Panjamani, ingegnere civile dell'Indian Institute of Science, ha rivelato che i vecchi pneumatici, se frantumati in graniglia di dimensioni di circa 1 mm - 8 mm e miscelati con sabbia, sono in grado di assorbire urti violenti in grado di radere al suolo gli edifici.

Attraverso una serie di test svolti con graniglia di gomma miscelata con sabbia in proporzioni variabili, il team di Anbazhagan ha scoperto di essere in grado di migliorare la capacità di questa miscela di assorbire l'energia fino al 70 percento. Sembra che una miscela che utilizza il 25 percento di graniglia di gomma assicuri i risultati migliori. Secondo Anbazhagan il motivo è che a questa concentrazione la graniglia di gomma riempie i piccoli spazi tra i granelli di sabbia. In questo modo il materiale diventa quasi elastico, in grado di piegarsi quando il terremoto lo scuote. 

Finora i test di questi materiali sono stati svolti su scala relativamente limitata, utilizzando centrifughe e tavole vibranti. Sulla superficie piatta della tavola vibrante viene provocata una scossa che rappresenta il "segnale" o tremore per verificare la reazione dei campioni di sabbia e graniglia di gomma. "La fase successiva che stiamo programmando è un test su larga scala basato su un modello per un segnale di terremoto” spiega Anbazhagan, "che potrà poi essere testato in un edificio vero e proprio." 

Scavare in profondità 
L'idea è quella di utilizzare il materiale attorno alle fondamenta e alla palificazione con l'obiettivo di arrestare le scosse devastanti che raggiungono la costruzione. Infatti il tremore sarebbe assorbito dal materiale aggiunto attorno all'intera struttura. Anbazhagan ritiene che la tecnica dovrebbe funzionare per edifici di media e bassa altezza. 

L'utilizzo di questi materiali economici ed ampiamente disponibili potrebbe rappresentare una protezione più efficace dal terremoto rispetto alle tecniche esistenti, che prevedono una maggiore robustezza di costruzione degli edifici. Il rinforzo di un edificio con questa tecnica tradizionale implica un aumento dei costi di costruzione pari al 25 percento e tale aumento non è spesso sostenibile dalla maggior parte delle persone.

Alcuni paesi in via di sviluppo, come ad esempio l'India, stanno fronteggiando una rapida urbanizzazione e desiderano pertanto spendere una maggiore quantità di denaro per la costruzione degli edifici. Alcuni progetti realizzati per fornire una casa alle persone che si trasferiscono nelle grandi città prevedono una buona protezione antisismica.

Tuttavia, spiega Anbazhagan, se le fondamenta fossero riempite con la miscela assorbente di sabbia e graniglia di gomma, si farebbe un importante (ed economico) passo avanti verso la realizzazione di un livello di protezione elevato.

Scosse 
La progettazione di edifici in grado di resistere al terremoto è estremamente complicata, spiega il Dottor Andrew Brennan, docente senior di ingegneria civile all'Università di Dundee, a causa del modo con cui i terremoti scuotono gli edifici.

"Noi progettiamo edifici per carichi verticali, gravità e peso al loro interno" spiega Brennan. "Ma se l'edificio viene scosso, il carico è orizzontale e l'edificio non è in grado di fare fronte a questa situazione."

Il terreno estremamente compatto attorno a numerosi edifici non fa altro che trasmettere i movimenti del terreno; pertanto, la modifica del materiale con l'aggiunta di sabbia e graniglia di gomma potrebbe dare ottimi risultati.

"Un'importante riduzione della rigidezza del terreno comporta una riduzione della frequenza naturale e l'intera struttura diventa un filtro passabasso in grado di eliminare le vibrazioni a frequenze più elevate. Ciò significa che le scosse potenti non raggiungono l'edificio, che, anche se non fosse particolarmente rinforzato, avrebbe maggiori probabilità di resistere al terremoto.”

I tempi della natura 
Il Dottor Brennan sottolinea però che in ogni caso le buone prassi ingegneristiche e di costruzione sono fondamentali per fare fronte alla devastazione dei terremoti potenti. L'imprevidibilità di questi eventi fa sì che essere totalmente preparati ad affrontarli sia impossibile. 

Un esempio è quello della Nuova Zelanda, dove la costruzione con tecniche antisismiche è concentrata soprattutto nella zona di Auckland, poichè essa è costantemente soggetta a tremori. Nella zona di Christchurch invece l'adozione di tali tecniche è stata sempre più limitata, ed il terremoto che l'ha colpita nel 2011 ha avuto esiti devastanti. Dal punto di vista dei tempi geologici la regione attorno a Christchurch potrebbe avere la stessa attività sismica di quella di Auckland, ma le documentazioni al riguardo non sono particolarmente approfondite e la città è stata così colta di sorpresa. 

Il Dottor Brennan spiega che vi sono dei limiti che anche la migliore preparazione antisismica non riesce a superare. "Non esiste nulla che sia completamente antisismico poichè la natura è sempre in grado di trovare qualcosa di peggio rispetto a quanto noi siamo in grado di creare."

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