Timber Grid: una nuova soluzione integrata a base di legno per l’adeguamento sismico ed energetico degli edifici esistenti in muratura

Nel contesto italiano, caratterizzato da un patrimonio edilizio in muratura spesso vulnerabile e da un’elevata esposizione al rischio sismico, la riqualificazione degli edifici esistenti rappresenta una priorità strategica. A questa esigenza si affianca oggi la necessità di ridurre l’impatto ambientale del settore delle costruzioni, orientando la ricerca verso soluzioni sostenibili e a basso consumo di risorse. In tale scenario si inserisce il sistema Timber Grid, sviluppato presso l’Università degli Studi di Trento nell’ambito del progetto Safe Air Build. La proposta mira a coniugare miglioramento sismico ed efficienza energetica attraverso un sistema di rinforzo a base legno leggero, prefabbricabile e reversibile. I risultati preliminari evidenziano un approccio promettente, capace di rispondere in modo integrato alle sfide della riqualificazione contemporanea.

Un sistema di rinforzo in legno per le sfide del costruito esistente

Nel panorama della riqualificazione del costruito esistente, il contributo della ricerca universitaria italiana continua a offrire soluzioni capaci di coniugare sicurezza strutturale, sostenibilità ambientale e fattibilità operativa. È in questo contesto che si inserisce il sistema Timber Grid, sviluppato nell’ambito delle attività di ricerca coordinate dall’Università degli Studi di Trento e presentato da Giada Zammattio sotto la supervisione del professor Ivan Giongo. Il progetto si colloca all’interno del più ampio programma Safe Air Build, finanziato dal PNRR e integrato nel partenariato Return, con il coordinamento dell’Università della Basilicata.

Il contesto italiano è caratterizzato da una duplice criticità: da un lato l’elevata vulnerabilità sismica di gran parte del patrimonio edilizio in muratura, dall’altro la necessità di ridurre l’impatto ambientale del settore delle costruzioni. In questo scenario, Timber Grid rappresenta una proposta innovativa che sfrutta le potenzialità del legno come materiale strutturale leggero, sostenibile e reversibile.

Il sistema si configura come una soluzione intermedia tra i tradizionali placcaggi con pannelli lignei e i telai leggeri, distinguendosi per l’impiego di un graticcio costituito da listelli in legno massiccio di dimensioni contenute. Questa scelta consente non solo di ottimizzare il rapporto resistenza-peso, ma anche di favorire l’utilizzo di filiere corte, con evidenti benefici in termini economici e ambientali. La concezione del sistema mira inoltre alla prefabbricazione, rendendo possibile l’assemblaggio fuori opera e una posa in cantiere più rapida e adattabile rispetto ad altri sistemi di retrofit.

Dal punto di vista costruttivo, Timber Grid è caratterizzato da connessioni meccaniche mediante viti e da giunti tradizionali a mezzo legno, elemento chiave per garantire la continuità strutturale del graticcio. Il collegamento alla muratura avviene tramite connettori specifici legno-muratura, con la possibilità di integrare sistemi di ancoraggio alla base per migliorare ulteriormente la risposta globale.

La relazione è stata presentata ad ANIDIS 2025 (Assisi, 7-11 settembre) e gli autori sono: Giada Zammattio, Daniele Riccadonia, Maja Danovska, Alessandro Prada, Maurizio Piazza e Ivan Giongo.

Analisi numeriche e comportamento strutturale del sistema

La validazione preliminare del sistema è stata condotta attraverso un articolato programma di modellazione numerica, sviluppato sia a scala di parete sia a livello di dettaglio delle connessioni. Le analisi, eseguite mediante il software SAP2000, hanno permesso di simulare il comportamento della muratura non rinforzata e rinforzata, considerando le principali modalità di collasso, ovvero pressoflessione e taglio.

I risultati delle analisi pushover evidenziano come l’introduzione del sistema Timber Grid comporti un incremento significativo della capacità e della rigidezza delle pareti murarie. In particolare, il miglioramento risulta più marcato nei meccanismi di rottura a taglio, dove alcune configurazioni del graticcio mostrano prestazioni nettamente superiori rispetto alla muratura non rinforzata. La scelta progettuale si è orientata verso una configurazione che garantisce un equilibrio tra efficacia strutturale, semplicità costruttiva e riduzione dell’impiego di materiale.

Un aspetto di particolare rilevanza emerso dallo studio riguarda la limitata sensibilità del sistema a variazioni di parametri quali il carico verticale, la tipologia muraria o le caratteristiche delle connessioni. Questo comportamento suggerisce una certa robustezza del sistema, aprendo la strada a future semplificazioni progettuali e a una più agevole applicazione in contesti reali.

XX Convegno ANIDIS: focus su sicurezza sismica e vulnerabilità del costruito
Ad Assisi si è svolto il XX Convegno ANIDIS, principale appuntamento per la comunità dell’ingegneria sismica. Al centro del dibattito: vulnerabilità del costruito, tecniche di rinforzo, monitoraggio strutturale, nuovi materiali, strategie multi-hazard e politiche di riduzione del rischio. INGENIO segue l’evento con video e interviste ai protagonisti.
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Il ruolo cruciale del giunto a mezzo legno e le prospettive sperimentali

Elemento centrale del sistema Timber Grid è il giunto a mezzo legno, una soluzione di carpenteria tradizionale che assume un ruolo determinante nel trasferimento delle forze interne e nella rigidezza complessiva del rinforzo. La ricerca ha dedicato particolare attenzione a questo dettaglio, sviluppando modelli tridimensionali avanzati in grado di coglierne il comportamento non lineare.

Le analisi hanno evidenziato l’importanza di considerare l’ortotropia del materiale ligneo e l’introduzione di interfacce non lineari per simulare fenomeni di frattura fragile legati alle tensioni perpendicolari alla fibra. Questi risultati sottolineano come una modellazione accurata dei dettagli costruttivi sia imprescindibile per una corretta valutazione delle prestazioni del sistema.

Parallelamente alla fase numerica, il progetto sta proseguendo con una campagna sperimentale su pareti in muratura, che include prove su configurazioni non rinforzate, riparate e rinforzate. I test sono condotti mediante un setup appositamente progettato, in grado di applicare carichi verticali e orizzontali controllati, simulando condizioni realistiche di esercizio. A queste indagini si affiancano prove in camera climatica, sviluppate in collaborazione con il Sustainability Laboratory, per valutare le prestazioni energetiche del sistema e l’efficacia di diversi pacchetti di finitura.

Le prospettive future della ricerca riguardano l’ottimizzazione del sistema di retrofit, l’affinamento dei modelli numerici e lo sviluppo di formulazioni analitiche utili alla progettazione. Timber Grid si configura così come una soluzione promettente, capace di rispondere in modo integrato alle esigenze di sicurezza sismica ed efficienza energetica, contribuendo alla trasformazione sostenibile del patrimonio edilizio esistente.

DI SEGUITO L'INTERVENTO INTEGRALE DI GIADA ZAMMATTIO.

Il testo è stato elaborato mediante la videoregistrazione dell'intervento, con l'aiuto dell'IA.

IN SINTESI
-Il sistema Timber Grid, sviluppato dall’Università degli Studi di Trento, propone un innovativo rinforzo in legno per edifici in muratura, con l’obiettivo di integrare miglioramento sismico ed efficienza energetica.
-La soluzione si basa su un graticcio di listelli in legno massiccio, leggero, prefabbricabile e reversibile, con connessioni meccaniche e giunti tradizionali a mezzo legno.
-Le analisi numeriche, condotte anche con SAP2000, evidenziano un incremento significativo di rigidezza e capacità strutturale, soprattutto nei meccanismi di rottura a taglio.
-La ricerca prosegue con test sperimentali e studi sul comportamento delle connessioni, con l’obiettivo di ottimizzare il sistema e sviluppare strumenti progettuali per l’applicazione su larga scala.