Sistemi modulari per impianti: quando il supporto diventa parte della sicurezza dell’edificio

I sistemi di supporto modulari in acciaio costituiscono una soluzione sempre più utilizzata per sostenere tubazioni, canalizzazioni e altri componenti impiantistici. La modularità consente di combinare flessibilità progettuale, prestazioni meccaniche e rapidità di installazione, ma non elimina la necessità di specifiche verifiche strutturali. Anche se non appartengono generalmente alla struttura portante principale dell’edificio, questi elementi devono infatti garantire adeguate condizioni di sicurezza rispetto alle azioni previste durante la vita dell’opera. Particolare attenzione deve essere riservata a carichi statici, vento, sisma e azioni eccezionali, oltre che alla durabilità e alla corretta progettazione di connessioni e ancoraggi.

Perché i sistemi modulari stanno diventando centrali nella progettazione impiantistica

I sistemi di supporto modulari per impianti rappresentano una componente spesso poco visibile dell’edificio, ma determinante per garantire sicurezza, funzionalità e affidabilità delle installazioni tecniche. Tubazioni, condotte di ventilazione, canaline portacavi e numerosi altri elementi impiantistici richiedono infatti strutture capaci non soltanto di sostenerne il peso, ma anche di rispondere alle azioni che possono interessare l’edificio durante la sua vita utile.

La diffusione dei sistemi modulari in acciaio nasce proprio dalla possibilità di coniugare prestazioni meccaniche, flessibilità progettuale e rapidità di montaggio. Si tratta generalmente di strutture costituite da profili sottili in acciaio sagomati a freddo, assemblabili mediante specifiche connessioni e collegamenti.

Pur non appartenendo normalmente alla struttura portante principale dell'edificio, questi sistemi devono essere progettati e verificati affinché mantengano un corretto funzionamento in sicurezza nei confronti delle azioni statiche, sismiche ed eccezionali. È quindi riduttivo considerarli semplicemente come accessori per il montaggio degli impianti: la loro progettazione richiede una valutazione strutturale coerente con le condizioni effettive di utilizzo.

Il principio alla base di queste soluzioni è relativamente semplice: utilizzare una gamma di elementi standardizzati che possano essere combinati per ottenere configurazioni differenti in funzione degli impianti, degli spazi disponibili e delle prestazioni richieste.

I sistemi a binario possono essere impiegati per tubazioni, condotte di ventilazione e canaline portacavi e sono disponibili in dimensioni standard, permettendo al progettista di individuare la soluzione più adatta allo specifico intervento. La modularità consente di ottenere elevata flessibilità, buone prestazioni meccaniche e, contemporaneamente, di ridurre gli sfridi e semplificare logistica e installazione.

Un ulteriore vantaggio deriva dalla possibilità di limitare le lavorazioni eseguite direttamente in cantiere. I profili presentano infatti opportune forature attraverso le quali possono essere collegati ulteriori moduli mediante viti, bulloni o elementi di fissaggio sviluppati specificamente per il sistema utilizzato. La modularità permette così di evitare, in numerose configurazioni, la saldatura dei supporti e di affidarsi a connettori e piastre compatibili.

Dal singolo binario alle intelaiature tridimensionali

La modularità permette di passare da configurazioni relativamente semplici a vere e proprie strutture spaziali. I profili possono essere utilizzati per realizzare sostegni a pavimento, a soffitto e a parete, ma anche intelaiature modulari tridimensionali destinate a sostenere contemporaneamente tubazioni, condutture e canaline portacavi.

La scelta della sezione diventa quindi una delle prime variabili progettuali. Accanto ai binari singoli e doppi con profilo aperto a C possono essere impiegati, quando sono richieste resistenze superiori o devono essere sostenuti carichi maggiori, profili a sezione tubolare chiusa. Il documento mette a disposizione, per le diverse geometrie, dati relativi alle proprietà statiche, ai carichi ammissibili, alle deformazioni e ai fenomeni di instabilità, evidenziando come la selezione del profilo debba essere legata alla configurazione strutturale e alle effettive condizioni di carico.

Profili, staffe e connessioni: il sistema deve essere progettato nel suo insieme

La prestazione di un supporto modulare non dipende esclusivamente dal profilo. Un sistema completo nasce dall'interazione tra binari, staffe, piastre, connettori, sistemi di fissaggio e ancoraggi alla struttura principale.

Le staffe, ad esempio, sono costituite da canali dotati di un piatto di ancoraggio saldato a una estremità che permette il fissaggio alla struttura esterna. Possono essere utilizzate per sostenere gli anelli delle tubazioni, per l'ancoraggio diretto di impianti leggeri a strutture in calcestruzzo o acciaio e per la realizzazione di sostegni a parete. La presenza di fori asolati permette inoltre una certa regolabilità durante l'installazione.

Particolarmente importante è il ruolo delle connessioni. Accanto alle tradizionali configurazioni con bulloni, rondelle e dadi, alcuni sistemi utilizzano inserti sagomati specificamente sviluppati per agganciarsi ai canali. Queste soluzioni consentono di velocizzare collegamenti e regolazioni e possono offrire una funzione di pre-tenuta durante il montaggio, mantenendo la compatibilità tra staffe, canali e connettori.

La scelta dell'acciaio dipende anche dall'ambiente

La gamma dei materiali comprende acciai al carbonio, zincati e inossidabili, con una scelta che deve essere effettuata considerando sia le esigenze strutturali sia quelle ambientali. Nel documento vengono indicati, a titolo esemplificativo, l'acciaio S250GD per profili sottili ottenuti da lamiere pre-zincate, S235JR e in alcuni casi S275JR per elementi zincati a caldo e acciaio inossidabile 1.4404, classe A4, corrispondente all'AISI 316L.

La protezione dalla corrosione assume particolare rilevanza proprio perché questi sistemi possono essere installati all'esterno oppure in ambienti industriali. Il contesto ambientale diventa quindi determinante per definire lo spessore del rivestimento dei profili zincati o valutare l'impiego di acciaio inossidabile. La durabilità non costituisce pertanto una caratteristica da verificare separatamente a valle del progetto, ma uno dei criteri che orientano fin dall'inizio la scelta della soluzione.

La progettazione strutturale dei supporti modulari

La progettazione deve partire dalla definizione delle azioni alle quali il sistema sarà sottoposto. Il documento individua innanzitutto i carichi statici, determinati dal peso proprio della struttura di supporto e dagli impianti sostenuti. A questi possono aggiungersi le azioni orizzontali prodotte dal vento, particolarmente significative nelle installazioni esterne e variabili in funzione della località.

Un ulteriore aspetto riguarda l'azione sismica. La sua entità dipende, tra gli altri fattori, dalla zona geografica e dal peso degli impianti installati. Il documento richiama inoltre le azioni eccezionali, comprendendo incendi, urti ed esplosioni.

Il riferimento nazionale indicato è il D.M. 17 gennaio 2018, affiancato dalle parti dell'Eurocodice 3 dedicate alle regole generali delle strutture in acciaio, ai profili e alle lamiere sottili formati a freddo, agli elementi strutturali a lastra e alla progettazione dei collegamenti. Per i sistemi dotati di European Technical Assessment assume inoltre rilevanza l'EAD 280016-00-0602 relativo ai prodotti destinati ai sistemi di installazione per il supporto delle apparecchiature tecniche degli edifici.

Un passaggio fondamentale riguarda proprio il rapporto tra dati forniti dal produttore e verifica progettuale. I valori contenuti nell'ETA e nella documentazione tecnica costituiscono dati di prodotto da utilizzare nel progetto, ma devono essere inseriti nel quadro generale delle NTC 2018 e degli Eurocodici applicabili, rispettando condizioni e limiti di impiego dichiarati dal produttore.

Il comportamento sismico e il ruolo dei sistemi di supporto

Il tema assume particolare importanza quando l'impianto e i suoi sostegni sono chiamati a mantenere la propria funzionalità anche in presenza di movimenti della struttura principale.

Il documento richiama il §7.2.3 delle NTC 2018 e indica queste strutture come "secondarie", evidenziando la necessità che gli elementi possano seguire gli spostamenti della struttura senza perdere la propria capacità portante.

Il problema progettuale non riguarda quindi soltanto la resistenza del singolo profilo. La risposta complessiva coinvolge collegamenti, staffe, piastre e soprattutto il trasferimento delle azioni alla struttura dell'edificio. In questo senso il sistema modulare deve essere letto come una catena resistente: le prestazioni del binario risultano realmente utilizzabili solo se connessioni e ancoraggi sono a loro volta adeguatamente dimensionati.

La stessa logica vale per le situazioni eccezionali. In edifici come ospedali, uffici e hotel può assumere particolare rilevanza la resistenza al fuoco dei sistemi, soprattutto nelle zone nelle quali deve essere garantito il deflusso degli occupanti.

Installazione: le prestazioni di progetto devono essere trasferite in cantiere

La modularità semplifica il montaggio, ma non elimina la necessità di una corretta esecuzione. Al contrario, proprio perché il comportamento finale dipende dall'interazione di numerosi componenti, diventa essenziale rispettare le configurazioni e le procedure previste.

Manuali e schede tecniche dei produttori riportano le istruzioni per l'installazione dei canali e degli accessori, comprese le modalità specifiche di utilizzo dei diversi connettori e delle connessioni. Il documento mostra, tra gli altri, esempi relativi alle piastre di collegamento angolare e alle connessioni a T tra canali.

Lo stesso principio riguarda il collegamento alle strutture dell'edificio, sia esso realizzato a parete, pavimento o soffitto. Il dimensionamento non può fermarsi al profilo o alla piastra: per l'ancoraggio dei canali alle strutture occorre infatti dimensionare e verificare anche gli ancoraggi.

Si tratta di un aspetto decisivo perché la prestazione dichiarata dei singoli elementi deve trovare corrispondenza nella configurazione effettivamente realizzata. La rapidità di montaggio offerta dai sistemi modulari non deve quindi essere interpretata come una semplificazione delle verifiche, bensì come la possibilità di realizzare in maniera più efficiente configurazioni preventivamente definite e controllate.

Dalla modularità alla sicurezza dell'intero impianto

L'interesse dei sistemi modulari in acciaio risiede nella capacità di trasformare il sostegno degli impianti in un sistema industrializzato e configurabile. Standardizzazione dei componenti, possibilità di regolazione, compatibilità tra elementi e disponibilità di dati prestazionali permettono al progettista di affrontare configurazioni anche complesse senza ricorrere necessariamente a supporti realizzati caso per caso.

La progettazione deve però considerare l'intera catena resistente: profilo, staffa, connessione, piastra, ancoraggio e struttura principale. A questa valutazione devono aggiungersi le condizioni ambientali, la durabilità richiesta e le azioni statiche, sismiche ed eccezionali previste durante la vita dell'opera.

Anche il quadro delle certificazioni concorre a questa impostazione. Il documento evidenzia che la maggior parte dei prodotti con marcatura CE è realizzata ai sensi della EN 1090-1 oppure, nei casi che non ricadono nel relativo campo di applicazione, sulla base del rilascio di un ETA.

La modularità, quindi, non è soltanto una soluzione per rendere più veloce il cantiere. Se inserita in un percorso che parte dalla scelta dei componenti, passa attraverso il calcolo strutturale e arriva alla corretta posa e verifica degli ancoraggi, diventa uno strumento per integrare progettazione impiantistica, sicurezza strutturale, durabilità ed efficienza esecutiva.

L'APPROFONDIMENTO INTEGRALE È SCARICABILE IN ALLEGATO.

FAQ - Sistemi modulari per impianti

Cosa sono i sistemi di supporto modulari per impianti?

Sono strutture di sostegno destinate a canalizzazioni, tubazioni e altri elementi impiantistici, generalmente costituite da profili sottili in acciaio sagomati a freddo e assemblabili attraverso specifiche connessioni e collegamenti.

Quali vantaggi offrono i sistemi modulari rispetto ai supporti tradizionali?

La modularità permette di ottenere elevata flessibilità e versatilità, buone prestazioni meccaniche, riduzione degli sfridi e una semplificazione delle attività logistiche e di installazione. Può inoltre evitare operazioni di saldatura dei supporti grazie all'impiego di sistemi compatibili di connettori e piastre.

Quali azioni devono essere considerate nella progettazione?

Il documento individua i carichi statici dovuti al peso proprio e agli impianti sostenuti, le azioni orizzontali prodotte dal vento e dal sisma e le azioni eccezionali, tra cui incendi, urti ed esplosioni.

Quali norme regolano la progettazione dei supporti modulari per impianti?

Tra i principali riferimenti indicati figurano le NTC 2018 e diverse parti dell'Eurocodice 3, comprese quelle relative ai profili sottili formati a freddo e ai collegamenti. Per i sistemi dotati di Valutazione Tecnica Europea è inoltre richiamato l'EAD 280016-00-0602.

Perché è importante verificare anche gli ancoraggi?

La sicurezza del sistema dipende dall'intera catena resistente e non soltanto dal profilo utilizzato. Nel collegamento dei canali alle strutture dell'edificio è necessario, oltre al calcolo della piastra di ancoraggio, procedere al dimensionamento e alla verifica degli ancoraggi stessi.