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FISICA APPLICATA ALL'INGEGNERIA CIVILE E AMBIENTALE

Gli obiettivi del progetto di ricerca saranno perseguiti mediante studi teorici e sperimentali della Fisica Applicata, con particolare riguardo all’Acustica e alla modellazione di fenomeni e sistemi complessi. Per quanto riguarda il rumore da infrastrutture di trasporto, si prevede lo sviluppo e la validazione di modelli fisico-matematici avanzati per la previsione del rumore. Tali modelli saranno calibrati su dati di rumore da traffico veicolare, ferrovie e aeroporti, con l’obiettivo di ottenere un modello il più generale possibile e non vincolato al luogo di raccolta dei dati stessi. Un grosso limite dei modelli statistici attualmente in uso, infatti, è che utilizzano formule e coefficienti ottenuti mediante regressioni su dati raccolti in un luogo specifico, con tutte le problematiche derivanti da questo approccio. In tale contesto, la possibilità di sviluppare, calibrare e validare un modello dinamico “micro to macro” rappresenta un grosso passo in avanti sull’argomento, in quanto consente di prendere in considerazione il contributo di ciascuna sorgente, evitando le perdite di informazioni dovute all’approccio collettivo. Questi studi di Acustica Ambientale possono essere condotti anche utilizzando software previsionali dedicati, con i quali è possibile caratterizzare le varie sorgenti che insistono in un’area e di disegnare mappe di rumore, anche in 3D. Le Emissioni Acustiche (AE) rappresentano una tecnica abbastanza consolidata per la diagnostica non distruttiva di strutture. Nell’ambito del progetto, il gruppo di ricerca si prefigge di effettuare test sperimentali e modelli teorici che consentano di estrarre il maggior numero di informazioni da dati di AE in prove di laboratorio. In modo particolare, si tenderà ad analizzare la sensibilità dei parametri più rilevanti, quali il “Signal Strength” (SS), il “Cumulative Signal Strength” (CSS), il “Felicity ratio”, l’ “historic index”, il “b-value”, ecc.. Lo studio di questi parametri è da ritenersi un elemento rilevante al fine della valutazione del quadro fessurativo e del danno relativi ad un campione di cemento armato (“Reinforced Concrete” RC), calcestruzzo, acciaio, ecc.. La grossa sfida, poi, sarà rappresentata dal tentativo di riprodurre e adattare a strutture in opera, tali tecniche ben consolidate in laboratorio.L’acustica architettonica è sempre più un elemento chiave nella progettazione edilizia e nel recupero di strutture esistenti. Lo studio dei parametri principali del clima acustico di un ambiente chiuso sarà la strada da seguire per perseguire questo obiettivo. Si farà riferimento in particolare al tempo di riverbero, calcolabile con formule empiriche o misurabile sperimentalmente con strumentazione da laboratorio, all’ “Initial Time Delay Gap” (ITDG), allo “Speech Transmission Index” (STI), all’ “Early Decay Time” (EDT), ecc.. Questo tipo di analisi può essere condotta anche mediante l’ausilio di software previsionali dedicati, che consentono di disegnare la sala in esame e di caratterizzarla dal punto di vista acustico.Ulteriore applicazione del progetto è rappresentata dallo sviluppo di modelli di analisi delle serie storiche per la previsione di osservabili di interesse ingegneristico. Tale studio parte dall’analisi di set di dati che mostrano alcune peculiarità, quale ad esempio una certa autocorrelazione, esplicabile mediante un coefficiente di stagionalità. Il principio base di questo approccio è proprio la possibilità di scomporre una serie storica in un polinomio oppure nella moltiplicazione (modello moltiplicativo) o addizione (modello additivo) di più termini, ciascuno contente informazioni sulla serie. Si continuerà ad applicare questa tecnica a dataset di rumore acustico, ma con l’attenzione rivolta anche ad altri campi dell’Ingegneria Civile, Edile e Ambientale.