Ingegnerizzazione della spina dorsale animale per applicazioni strutturali

La tesi indaga alcune possibilità di produrre un sistema strutturale che collega due punti nello spazio, i cui vincoli architettonici prevedano la necessità di curvatura nel piano orizzontale, come ad esempio, la struttura di un ponte. Il modello di riferimento ispiratore per la ricerca è la spina dorsale degli animali, essendo essa una struttura di comprovato funzionamento, ottimizzata dalla natura nel tempo, durante l’evoluzione delle specie vertebrate. La tesi inizia con l’analisi comparativa qualitativa dei principali ponti pedonali al mondo, caratterizzati da curvatura spaziale. Le strutture più performanti sono ‘miste’, cioè mettono in relazione tre diversi elementi portanti, di cui quello primario, con natura differente a seconda del determinato concept progettuale, ha il compito di sostenere quello secondario, cioè l’impalcato. I due infine, sono connessi da un terzo elemento, che ha solo la funzione di collegamento. In questo contesto, i sistemi spaziali considerati sono tre: la 'Catenaria mista', il 'Tensegrity misto' e il 'Reticolare misto'. Per ognuno di essi, si è individuato il modulo minimo in grado di replicare il funzionamento su una più ampia scala. Nel dettaglio, il sistema ‘Tensegrity misto’ risulta costituito da elementi infinitamente rigidi, soggetti a tutte le caratteristiche della sollecitazione, sostenuti esclusivamente da funi. Il requisito fondamentale consiste nel collegare i puntoni soltanto o con l’esterno o con funi, ma non tra di loro. Si sono condotte simulazioni numeriche mediante analisi automatica delle soluzioni considerate mediante il programma di calcolo 'Autodesk Robot structural analisys'. La tesi si conclude con tre proposte di concept di tre strutture spaziali, applicate ad un caso reale di ponte pedonale, di cui si presentano una bozza di progetto architettonico, costituito da rappresentazioni grafiche tridimensionali renderizzate in maniera basilare, ed il modello fisico ('plastico').