Ingegneria costiera e marina sostenibile
Cod 108664
- Laurea magistrale
- 2 anni
- 120 CFU
- LM-23 R
ICAR/09
Sustainable Structural Design AND Retrofitting
Codice: 20810171
Scheda insegnamento
- Anno Accademico di erogazione
- 2026/2027
- Corso di studi
- Ingegneria costiera e marina sostenibile
- Periodo di erogazione
- Primo semestre
- CFU
- 6 CFU
- Lingua
- Inglese
- SSD
- ICAR/09
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Programma, testi adottati e modalità d’esame sono quelli pubblicati dai docenti per l’anno accademico 2026/2027.
- Docente
- Pietro Meriggi
- Curriculum
- Curriculum unico
- Anno di corso
- 2
- Periodo
- Primo semestre
- Ore
- 54
- CUIN
- 260002718
Programma
ARGOMENTO 1 - PROGETTAZIONE: SOSTENIBILITÀ NELL'INGEGNERIA CIVILE
Parte 1 - SOSTENIBILITÀ NELL'INGEGNERIA CIVILE
- Introduzione alla sostenibilità nell'ingegneria civile
- I tre pilastri della sostenibilità: ambientale, sociale ed economico
o Breve introduzione
o Pilastro economico
o Pilastro sociale
o Pilastro ambientale
Ecological footprint
Planet Boundary
Valutazione del ciclo di vita
- Strategie sostenibili
o Contenuto riciclato
o Approvvigionamento locale e produzione locale
o Durabilità e manutenzione
o Progettazione per l'adattabilità e la decostruzione
o Riutilizzo di edifici, componenti strutturali e strutture non edilizie
o Materiali strutturali e tossicità
o Valutazione del ciclo di vita (in breve)
Parte 2 - Valutazione del ciclo di vita (LCA)
- Teoria
- Applicazioni
- Esercitazioni
Parte 3 - SOSTENIBILITÀ DEI MATERIALI DA COSTRUZIONE
- Introduzione ai materiali
- Muratura
- Acciaio
- Legno
- Materiali e sistemi da costruzione naturali
- Calcestruzzo
ARGOMENTO 2 - PROGETTAZIONE: SOSTENIBILITÀ/DURABILITA' DEL CALCESTRUZZO
Parte 1 - IL CALCESTRUZZO
- Calcestruzzo: teoria di base sulla composizione, proprietà meccaniche del calcestruzzo fresco e indurito, classificazione
- L'Armatura del calcestruzzo armato
Parte 2 - SOSTENIBILITÀ DEL CALCESTRUZZO
- I vantaggi della sostenibilità delle strutture in calcestruzzo
- Durabilità e manutenzione: concetti generali
Parte 3 - DURABILITÀ DEL CALCESTRUZZO
- Deterioramento e durabilità delle strutture in calcestruzzo armato
- Fenomeni e meccanismi di degrado
- Strategie di progettazione per la durabilità (parte 1): Classi di esposizione, progettazione del copriferro
- Strategie di progettazione della durabilità (parte 2): Mix design del calcestruzzo
- Esercitazioni sulla progettazione del copriferro e del mix design del calcestruzzo
- Tecniche di Ispezione, diagnosi e ripristino delle strutture in calcestruzzo
Parte 4 - NUOVE STRATEGIE PER LA DURABILITÀ DEL CALCESTRUZZO
- Rivestimenti e impermeabilizzazioni, inibitori di corrosione
- Barre di rinforzo in acciaio rivestito, acciaio inox e FRP
- Calcestruzzi speciali:
o Calcestruzzo (ultra) performante (HPC/UHPC)
o Calcestruzzo geopolimerico
o Calcestruzzo fibrorinforzato (FRC)
o Calcestruzzi subacquei (beSub)
o Calcestruzzi 3-SC
o Calcestruzzi autoriparanti/autorigeneranti
- Calcestruzzo digitale (calcestruzzo stampato in 3D)
- Strutture in calcestruzzo rinforzato con barre in FRP
- Esercizi
ARGOMENTO 3 - RETROFITTING: GESTIONE SOSTENIBILE DEL PATRIMONIO EDILIZIO
Parte 1 - MATERIALI COMPOSITI FIBRORINFORZATI A MATRICE INORGANICA (FRCM)
- Storia
- Esempi di applicazione
- Materiali costituenti
- Proprietà meccaniche
- Criteri di accettazione
Parte 2 - STRUTTURE IN CALCESTRUZZO RINFORZATE CON FRCM
- Progettazione di rinforzi FRCM a flessione e a taglio: teoria
- Progettazione di rinforzi FRCM a flessione e a taglio: esercizi
Prerequisiti
Concetti base di Tecnica delle Costruzioni (è previsto comunque un richiamo durante il corso)
Testi adottati
SUSTAINABLE STRUCTURAL DESIGN: Sustainability
- Fundamentals of Sustainability in Civil Engineering - A. Braham
- Life Cycle Assessment in the Built Environment - R.H. Crawford
- Environmental Life Cycle Assessment -Taylor & Francis Group, 2016
- Sustainable Construction Techniques – Detail Green Books, 2015
SUSTAINABLE STRUCTURAL DESIGN: Sustainability/Durability of Concrete
- Teoria e Tecnica delle Costruzioni Civili – R. Giannini, CittàStudi, 2011
- Il restauro dell’architettura moderna in cemento armato – L. Coppola, A. Buoso, Hoepli, 2015
- Materiali per l’edilizia: Una guida ai materiali strutturali, ausiliari e di rivestimento – G. Frigione, N. Mairo, Hoepli, 2010
- La durabilità del calcestruzzo armato – P. Pedeferri, L. Bertolini, McGraw-Hill, 2000
- Reinforced concrete with FRP bars: mechanics and design – A. Nanni, A. De Luca, H. J. Zadeh, CRC Press, 2014
RETROFITTING
- Consolidamento delle Strutture – M.A. Pisani, S. Cattaneo, T. D’Antino, Hoepli Editore, 2019
Bibliografia di riferimento
Books:
SUSTAINABLE STRUCTURAL DESIGN: Sustainability
- Fundamentals of Sustainability in Civil Engineering - A. Braham
- Life Cycle Assessment in the Built Environment - R.H. Crawford
- Environmental Life Cycle Assessment -Taylor & Francis Group, 2016
- Sustainable Construction Techniques – Detail Green Books, 2015
SUSTAINABLE STRUCTURAL DESIGN: Sustainability/Durability of Concrete
- Teoria e Tecnica delle Costruzioni Civili – R. Giannini, CittàStudi, 2011
- Il restauro dell’architettura moderna in cemento armato – L. Coppola, A. Buoso, Hoepli, 2015
- Materiali per l’edilizia: Una guida ai materiali strutturali, ausiliari e di rivestimento – G. Frigione, N. Mairo, Hoepli, 2010
- La durabilità del calcestruzzo armato – P. Pedeferri, L. Bertolini, McGraw-Hill, 2000
- Reinforced concrete with FRP bars: mechanics and design – A. Nanni, A. De Luca, H. J. Zadeh, CRC Press, 2014
RETROFITTING
- Consolidamento delle Strutture – M.A. Pisani, S. Cattaneo, T. D’Antino, Hoepli Editore, 2019
Guidelines and reports:
SUSTAINABLE STRUCTURAL DESIGN: Sustainability
- Sustainability Guidelines for the Structural Engineer – ASCE, 2010
- Guidelines and Principles for Social Impact Assessment – Taylor & Francis, 2012
- Guidelines for Life Cycle Cost Assessment, Stanford University
- A Guide to Life Cycle Assessment of Buildings -The American Institute of Architects, 2010
- Life Cycle Assessment of Buildings: A Practice Guide -The Carbon Leadership, 2019
- The Footprint and Biocapacity Accounting: Methodology Background for State of the States 2015
SUSTAINABLE STRUCTURAL DESIGN: Sustainability/Durability of Concrete
- I vantaggi della sostenibilità delle strutture in calcestruzzo, Federbeton, 2009
- CNR DT203/2006: Guide for the Design and Construction of Concrete Structures Reinforced with Fiber-Reinforced Polymers Bars
RETROFITTING
- EAD 340275-00-0104: Externally-bonded composite systems with inorganic matrix for strengthening of concrete and masonry structures
- Linea Guida per la progettazione, l’esecuzione e la manutenzione di interventi di consolidamento strutturale mediante l’utilizzo di sistemi di rinforzo FRCM, CS LL. PP., 2019
- Recommendation of RILEM Technical Committee 250-CSM: Test method for Textile Reinforced Mortar to substrate bond characterization
- AC434: Acceptance criteria for masonry and concrete strengthening using Fabric-Reinforced Cementitious Matrix (FRCM) and Steel Reinforced Grout (SRG) composite systems
- ACI 549.4R-13: Guide to Design and Construction of Externally Bonded Fabric-Reinforced Cementitious Matrix (FRCM) Systems for Repair and Strengthening Concrete and Masonry Structures
- ACI 549.6R-20: Guide to Design and Construction of Externally Bonded Fabric-Reinforced Cementitious Matrix (FRCM) and Steel-Reinforced Grout (SRG) Systems for Repair and Strengthening Concrete and Masonry Structures
- CNR DT215/2018: Guide for the Design and Construction of Externally Bonded Fibre Reinforced Inorganic Matrix Systems for Strengthening Existing Structures
Modalità di erogazione
Lezioni svolte in modalità di didattica frontale/tradizionale, comprensive di lezioni teoriche ed esercitazioni pratiche.
Modalità di frequenza
Lezioni frontali
Modalità di valutazione
Prova orale, con annessa valutazione di una tesina di approfondimento su uno o più argomenti trattati nel corso (da concordare con il docente). Prova orale, con annessa valutazione di una tesina di approfondimento su uno o più argomenti trattati nel corso (da concordare con il docente). L'esame, della durata di 40 minuti circa, è strutturato in due parti: Parte 1: durata 10 minuti circa, di presentazione e discussione della tesina; Parte 2: durata 30 minuti circa, di valutazione delle conoscenze. Tipicamente, nella seconda parte lo studente è invitato a rispondere ad 1-2 quesiti di teoria e a svolgere un esercizio pratico/applicativo.
Criteri di attribuzione del voto:
La valutazione dell'esame orale richiede:
- la completezza e l'accuratezza della tesina svolta e la capacità dello studente di illustrare ogni aspetto della stessa
- le conoscenze e le competenze relative agli aspetti teorici e progettuali previsti dal programma d'esame.
A titolo indicativo, si riportano di seguito i criteri adottati per quest'ultima valutazione:
- Voto 18-22: buona qualità della tesina e conoscenza di base dei fondamenti previsti dal programma d'esame.
- Voto 23-27: buona qualità della tesina, e buona conoscenza dei fondamenti previsti dal programma d'esame
- Voto 28-30L: qualità molto buona/eccellente della tesina e ottima conoscenza di tutti i fondamenti previsti dal programma d'esame.
Prove previste
- Prova orale
- Valutazione di un progetto
Esplora gli obiettivi dell’insegnamento
Ambito disciplinare: Ingegneria civile
Un approccio di avanguardia nell’ingegneria delle strutture prevede che sia prestata la massima attenzione all’utilizzo sostenibile delle risorse, comprendendo con ciò lo sfruttamento del territorio, l’impiego di energia e le emissioni di gas serra per la produzione dei materiali, lo smaltimento di macerie e sostanze di scarto. In aggiunta a questo, il progressivo invecchiamento del patrimonio edilizio sta portando ad un aumento dei costi di manutenzione e riparazione, necessarie per garantire la protezione delle vite umane e la tutela del costruito. In questo contesto, appare sempre più necessario dotarsi di tecnologie adeguate a garantire la durabilità nel tempo delle nuove costruzioni e migliorare la capacità di quelle esistenti, e l’ingegnere civile è chiamato ad acquisire le competenze per la scelta, la progettazione e l’impiego di tali tecnologie sul campo. Il corso tratta gli aspetti fondamentali della sostenibilità strutturale, introducendo i concetti di sicurezza e analisi del ciclo di vita (lifecycle assessment). La prima parte tratta gli aspetti principali del progetto di nuove costruzioni in cemento armato comprendenti armature in composito, calcestruzzi fibrorinforzati, autoriparanti, autocompattanti, e con aggregati riciclati. Nella seconda parte viene fornita una panoramica sulle strategie più avanzate per la gestione sostenibile e la riabilitazione del patrimonio edilizio, ivi inclusi i materiali compositi a matrice polimerica ed inorganica, i sistemi NSM (near surface mounted) e le malte da ripristino strutturale.
Risultati di apprendimento attesi
Al termine del corso, lo studente sarà in grado di:
- Comprendere i principi della sostenibilità strutturale e valutarne l’impatto sull’ingegneria civile contemporanea.
- Analizzare il ciclo di vita (Life Cycle Assessment - LCA) dei materiali e delle strutture, con particolare riferimento al consumo energetico, alle emissioni e all’impatto ambientale complessivo.
- Progettare nuove costruzioni in cemento armato mediante l’impiego di materiali avanzati, incluse le armature in composito (FRP).
- Selezionare e applicare tecnologie innovative finalizzate al miglioramento della durabilità delle strutture.
- Applicare materiali e tecniche avanzate per la riabilitazione strutturale, come i compositi a matrice inorganica (FRCM).
- Integrare i requisiti di sicurezza strutturale con quelli di sostenibilità ambientale nella progettazione e nella gestione delle opere civili.
- Sviluppare competenze progettuali e operative per l’impiego sul campo di soluzioni ingegneristiche orientate alla sostenibilità.
Obiettivi di sostenibilità
- 9 Imprese, innovazione e infrastrutture
- 11 Città e comunità sostenibili
- 12 Consumo e produzione responsabili
- 13 Lotta contro il cambiamento climatico
- 4 Istruzione di qualità
- 15 Vita sulla Terra
Informazioni utili
Per questo insegnamento non sono pubblicate informazioni aggiuntive. Materiale didattico e documenti si trovano sulla piattaforma del corso.