Nuove tecniche AI per l'adeguamento sismico di strutture esistenti in calcestruzzo

A "Conversazioni In Calcestruzzo" del Saie Bari, Enzo Martinelli ha trattato il tema dell'adeguamento sismico come problema di ottimizzazione. Il problema di base è stato quello di ottenere l'adeguamento sismico di strutture esistenti combinando due classi di intervento: quella globale e quella locale.

L'IA, un supporto per l'ingegnere nel trovare le scelte progettuali ottimali

Enzo Martinelli, ha affrontato il tema, quanto mai attuale, dell’adeguamento sismico come problema di ottimizzazione.

Un problema tecnico può avere diverse soluzioni, ma tra queste soluzioni, anche attraverso opportune combinazioni delle stesse, è possibile estrarre la soluzione ottimale. Quest’ultima si basa su una funzione obiettivo da minimizzare come potrebbe essere il costo iniziale dell’intervento.

Il problema di base è stato quello di ottenere l’adeguamento sismico di strutture esistenti, in generale, combinando due classi di intervento: una “classe globale” (ad esempio un controvento metallico) e una “classe locale” (ad esempio interventi sugli elementi strutturali).

Ebbene, la prima coopera con la struttura, cioè riduce la domanda, la seconda invece, aumenta la capacità degli elementi e di conseguenza incrementa la capacità globale. Quindi da un lato aiuto, in qualche modo, la struttura con apparecchiature ausiliarie e dall’altro intervengo per ottenere l’obiettivo di adeguamento prefissato. Questi rappresentano, ovviamente, casi estremi tra i quali esistono tante combinazioni possibili. Come si sceglie l’ottimo?

L’ottimo si sceglie, spiega Martinelli, attuando opportuni algoritmi, cosiddetti genetici o evolutivi, che appartengono al più ampio mondo dell’intelligenza artificiale e che hanno come obiettivo, in questo caso, la riduzione dei costi di intervento. 

Nell’ambito di un dottorato di ricerca, questo metodo è stato arricchito anche considerando gli effetti, sui costi, di alcuni interventi – tipo controventamento – sul sistema fondale, ottenendo dei risultati interessanti in termini di ottimizzazione globale. 

Martinelli poi precisa che l’intelligenza artificiale applicata a casi concreti non sostituisce il prezioso lavoro dell’ingegnere ma lo supporta a trovare le scelte progettuali ottimali attraverso l’analisi e la combinazione dei parametri in gioco. Si tratta di una sorta di progettazione assistita su larga scala dove gli algoritmi aiutano ad orientare, il progettista, nella scelta più opportuna per raggiungere la funzione obiettivo imposta a monte dal progettista. 

Ovviamente è possibile estendere il metodo a qualsiasi struttura. Nel caso dei ponti, definita la funzione obiettivo da minimizzare o da massimizzare e, definita una libreria di interventi, gli algoritmi genetici possono orientare a trovare la migliore soluzione in materia di interventi sull’esistente. 

In Calcestruzzo - l'evento dell'anno del settore del calcestruzzo

L'evento "In Calcestruzzo" organizzato da INGENIO e InCONCRETO durante il SAIE di BARI prevedeva 18 conversazioni tecniche, due convegni istituzionali e una scuola per l'esecuzione dei controlli in cantiere. Si tratta della seconda edizione e nasce da un'idea dell'ing. Andrea Dari, sostenuta da SENAF e che avrà un suo seguito a SAIE 2022. L'edizione 2021 è stata realizzata grazie alla collaborazione essenziale dell'Ing. Matteo Felitti.