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METAMATERIALE E DIFESA DAI TERREMOTI

Metamateriale e sismica

Sai cos’è un METAMATERIALE?

Ti riporto quanto scritto su  Wikipedia:

“Un metamateriale è un materiale creato artificialmente ……..  Le sue caratteristiche macroscopiche non dipendono solo dalla sua struttura molecolare, ma anche dalla sua geometria realizzativa. In altri termini, un metamateriale guadagna le sue proprietà dalla sua struttura piuttosto che direttamente dalla sua composizione chimica…………………. Compositi macroscopici aventi una architettura tridimensionale cellulare periodica e sintetica progettata per produrre una combinazione ottimizzata, non disponibile in natura, di due o più risposte a una specifica sollecitazione.”

I Metamateriali possono anche deviare le onde elettromagnetiche, acustiche e meccaniche, questa caratteristica ha interessanti applicazioni in varie discipline.

Per esempio i ricercatori hanno scoperto che, a seconda della loro geometria e composizione interna, i metamateriali possono deviare la luce in modo che un oggetto appaia invisibile.

In acustica è allo studio un metamateriale che riesce a bloccare il 94% delle onde sonore che si scontrano con la sua superficie insonorizzando la zona al suo interno.

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Ti starai chiedendo “ok tutto molto interessante ma cosa possono fare i metamateriali contro i terremoti?”

Negli ultimi anni gli scienziati stanno svolgendo ricerche utilizzando questi materiali di ultima generazione per migliorare la difesa dei nostri edifici nei confronti delle azioni sismiche.

In un articolo del 2016 “Engineered metabarrier as shield from seismic surface waves” gli autori dello studio, Antonio Palermo, Sebastian Krodel, Alessandro Marzani e Chiara Daraio, ci spiegano che i Metamateriali possono essere utilizzati per realizzare una barriera intorno agli edifici in modo da riflettere e reindirizzare le onde sismiche.

Quello che loro chiamano METABARRIER verrebbe realizzato costruendo strutture interrate risonanti costituite da masse cilindriche.

barriera metamateriale

 

 

In un articolo del 2018 “Seismic isolation of buildings using composite foundations based on metamaterials” pubblicato sul Journal of Applied Phisic, un team di scienziati INGV in collaborazione con l’Università di Messina ha illustrato i risultati di una ricerca su un sistema di isolamento sismico per edifici basato su un dispositivo che combina alcune proprietà dei metamateriali con quello di una fondazione standard.

Questo sistema innovativo può filtrare oltre il 60% delle onde sismiche con frequenze pericolose per gli edifici.

disposititvo antisismico metamaterile

 

La tecnica costruttiva studiata si applica agli edifici di nuova costruzione, ma i ricercatori stanno già studiando tecnologie analoghe per l’adeguamento antisismico delle costruzioni esistenti.

Nel seguente video si può vedere la sperimentazione del sistema antisismico da applicare alle fondazioni eseguita su un modello:

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Riunione annuale 2019 della Seismological Society of America

Alla riunione annuale della SSA 2019 (Seismological Society of America) Lav Joshi, studente in un dottorato di ricerca, e JP Narayan, Professore all’Indian Istitute of Technology di Roorkee in India, hanno presentato uno studio relativo alla possibilità di applicare i metamateriali a difesa di un’intera città.

I due ricercatori sono stati ispirati da precedenti studi in cui gli scienziati hanno osservato come gruppi di alberi potrebbero essere utilizzati come “metamateriali naturali” per mitigare il potenziale dannoso delle onde sismiche di Rayleigh.

alberi ed edifici

Joshi e colleghi hanno condotto simulazioni 3D dove si evidenzia che le onde di Rayleigh quando passano attraverso strutture di diversa altezza e larghezza all’interno di una città vengono in parte assorbite perdendo potenza.

Quindi Joshi ha concluso dicendo che “le altezze degli edifici dovrebbero diminuire radialmente dall’esterno all’interno della città perché in tal modo si ridurrebbe in modo significativo il danno alle strutture”.

 

Sempre durante il SSA 2019 la Professoressa Maria Todovska della Tianjin University in Cina ha presentato uno studio su come una corretta disposizione di barriere di grandi dimensioni (valli scavate artificialmente e colline) potrebbero agire da metamateriale sismico in modo da deviare le onde sismiche verso zone non urbanizzate.

 

Concludendo, le ricerche continueranno ancora per molti anni ma sembra che i METAMATERIALI potranno esserci di grande aiuto nella DIFESA CONTRO I TERREMOTI.

 

In attesa di questi nuovi dispositivi, ricordandoti che purtroppo ad oggi ancora non siamo in grado di prevedere quando arriverà un sisma, ti invito a  mettere in atto le uniche azioni utili per difenderci:
1) migliorare sismicamente la nostra casa;
2) pianificare e provare cosa fare quando arriverà il prossimo terremoto.

Per il punto 1 contattami mentre per il punto 2 iscriviti alla mia newsletter così potrai scaricare l’ebook gratuito “COME PREPARARSI AL PROSSIMO TERREMOTO”.

 

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