Attivazione termica delle gallerie con conci fibrorinforzati = Precast tunnel segments in fibre-reinforced concrete as energy geostructure

Lo scopo dell'elaborato è quello di valutare i benefici derivanti dall'utilizzo del calcestruzzo fibrorinforzato nella realizzazione di conci prefabbricati per gallerie, combinando l'attivazione termica atta allo sfruttamento del terreno come risorsa geotermica. Dopo un primo inquadramento storico circa lo sfruttamento del calore presente all'interno del nostro pianeta, vengono evidenziate le tecnologie per lo sfruttamento dell'energia geotermica, soffermandosi, in particolare, sulle geostrutture energetiche, per la loro capacità di accoppiare la propria funzione strutturale con quella di scambiatori di calore. In particolare, si riportano validi esempi di applicazione di questa tecnologia in riferimento alle opere di fondazione, superficiali o profonde, ai diaframmi e, recentemente, alle gallerie. L'opera che viene presa come riferimento è il concio energetico Enertun, brevettato dal Prof. Marco Barla con il Politecnico di Torino, e si vuole investigare l'impiego della sua tecnologia sfruttando le peculiarità del calcestruzzo rinforzato tramite fibre. Successivamente vengono evidenziati i benefici derivanti dall'utilizzo del calcestruzzo fibrorinforzato nell'ambito delle gallerie realizzate con metodi di scavo automatizzati e, in particolare, come questi manufatti presentino un comportamento fessurativo migliorato, oltre a consentire una velocizzazione delle operazioni di fabbricazione dei conci stessi, evitando, o comunque limitando, l'uso di tradizionali barre di armatura. Diversi studi hanno dimostrato come, specie in casi con eccentricità non troppo significative e, quindi, con sezioni prevalentemente compresse, ricorrere alle fibre consenta una completa sostituzione delle barre di acciaio. Vengono illustrati i modelli teorico-numerici dei Prof. Chiaia e Fantilli per la definizione del quadro fessurativo e del quantitativo di armatura minimo necessario. Viene esposto l'approccio del Model Code 2010, primo riferimento ufficiale all'uso di questo materiale. Successivamente sono stati prodotti dei modelli tridimensionali di proposte dei conci energetici sia integralmente in FRC, sia con armature supplementari; in questo caso si fa riferimento alla proposta di Meda e Rinaldi (2019), impiegando armature in Glass Fiber Reinforced Polymer, le quali, come il FRC, non risentono di fenomeni corrosivi e si prestano molto bene ad essere impiegate per la realizzazione di conci prefabbricati incrementando la durabilità dell'opera, specie se combinate con l'uso di FRC. Le due proposte consentono l'impiego della serpentina del concio Enertun, grazie ai telai appositamente realizzati.