Per il progetto del suo Maestro, Joseph Desruelle ha ideato un piano per riutilizzare le barre d'acciaio dei tralicci dell'elettricità smantellati per realizzare un nuovo tetto per la stazione ferroviaria di Losanna. Questo approccio è ancora teorico, ma riutilizzare i materiali in questo modo potrebbe un giorno diventare un luogo comune.

Per il suo progetto di Master in ingegneria civile, Joseph Desruelle ha ideato un progetto per contare e classificare migliaia di barre d'acciaio da tralicci elettrici smantellati, e di utilizzare le loro proprietà meccaniche per progettare un nuovo tetto di una stazione ferroviaria. Il progetto di Desruelle è stato supervisionato da Corentin Fivet presso lo Structural Xploration Lab (SXL) dell'EPFL – con sede presso lo smart living lab di Friburgo – e Aurelio Muttoni presso lo Structural Concrete Laboratory (iBeton) dell'EPFL, e la sua difesa orale ha avuto luogo il 22 marzo.

L'approccio utilizzato da Desruelle fa parte di un nuovo filone di ricerca nell'ingegneria civile:riutilizzare gli elementi strutturali nella loro forma grezza (barre e sistemi di acciaio, travi in ​​legno, ecc.) al termine della loro vita utile, invece di riciclarli o rottamarli. Il riutilizzo dei materiali in questo modo riduce l'impronta di carbonio incorporata dei nuovi edifici, poiché il 71% delle loro emissioni di gas serra deriva dall'estrazione e produzione di materiali e dalla fase di costruzione. L'approccio riduce anche la quantità di rifiuti prodotti dal settore delle costruzioni, che rappresenta circa un terzo di tutti i rifiuti prodotti in Europa. Infine, il riutilizzo dei materiali ha il vantaggio di preservare risorse naturali limitate.

Nonostante tutti questi vantaggi, poche ricerche sono state fatte in questo campo, e ci sono state poche applicazioni pratiche per dimostrarne il valore. Ecco perché Desruelle ha iniziato il suo studio con un'analisi teorica che mira a facilitare questo approccio. Ha sviluppato un algoritmo di ottimizzazione che consente di progettare una struttura, come un ponte o un edificio, utilizzando qualsiasi tipo di elementi strutturali riutilizzati. L'ingegnere inserisce il numero di elementi disponibili per il riutilizzo e la loro dimensione, messa, geometria e proprietà meccaniche, e l'algoritmo propone un design ottimale che riduce al minimo la quantità di materiali richiesti, senza creare ulteriori scarti ma lasciando spazio alla creatività. Nel suo studio teorico, Desruelle ha attinto al lavoro svolto da Jan Brütting, uno studente di dottorato presso SXL.

Argomento di studio

Nella seconda parte del suo progetto, Desruelle ha testato il suo processo in un caso di studio ispirato allo smantellamento di sei linee elettriche ad alta tensione nel Canton Vallese. Questo creerà potenzialmente 18, 000 barre d'acciaio per linea, di cui poco più dell'80% sarà riutilizzabile. Prendendo questi componenti, Desruelle ha utilizzato il suo algoritmo per ridisegnare una struttura del tetto lunga 200 metri che copre i binari e le piattaforme della stazione ferroviaria di Losanna. Si è posto due vincoli principali:evitare di tagliare le barre d'acciaio e riutilizzare i collegamenti esistenti.

Optando per un design modulare, Desruelle è stato anche in grado di garantire che il suo tetto riutilizzasse i moduli dei piloni, senza smontarli. "Questo modo di riutilizzare i materiali ha il vantaggio di risparmiare manodopera, poiché i componenti devono semplicemente essere trasportati da un luogo all'altro, " disse. Alla fine, il progetto utilizzerebbe solo il 20% dei materiali delle linee ad alta tensione, e ridurrebbe il carbonio incorporato dell'80% rispetto alla costruzione di un tetto identico utilizzando materiali nuovi di zecca.

Si dà il caso che le Ferrovie Federali Svizzere stiano progettando di apportare modifiche alla tettoia storica della stazione ferroviaria di Losanna nell'ambito del progetto di ampliamento della stazione. Però, Desruelle chiarisce che, poiché il tetto è elencato, non ci sono piani per sostituirlo o convertirlo. Secondo i disegni che ha ricevuto dalle Ferrovie Federali Svizzere, il baldacchino sarà semplicemente esteso per coprire le piattaforme più lunghe. Però, Il progetto di Desruelle potrebbe essere utilizzato in altre applicazioni, come per un impianto di produzione, un centro sportivo o anche un ponte.

Realtà alternativa

"Siamo ancora nel regno della realtà alternativa, "dice Corentin Fivet, che ha supervisionato insieme il progetto del Maestro di Desruelle. "Ci sono diverse questioni economiche e di responsabilità civile da risolvere. Tuttavia, dal punto di vista ingegneristico, volevamo dimostrare che, utilizzando i nostri strumenti, presto sarà possibile riutilizzare gli elementi strutturali in modo altamente efficiente per costruire nuove strutture. L'Unione europea sta investendo molti soldi in questo campo di ricerca, che vede come un modo per creare posti di lavoro e stimolare le economie locali. Sono ottimista sul fatto che questo approccio diventerà presto la scelta più ovvia".

Desruelle aggiunge:"Il punto è cambiare il modo in cui pensiamo all'ingegneria civile - dove l'attuale paradigma potrebbe essere riassunto come costruirlo, l'ho usato, abbatterlo e buttarlo via - e passare a un approccio di economia circolare". Ciò significa che gli architetti dovranno tenere conto dei materiali disponibili in fase di progettazione? Fivet, che è lui stesso architetto e ingegnere, è convinto che lo faranno, e vede in ciò una nuova sfida:"Gli architetti useranno la loro creatività per trovare i migliori materiali riutilizzabili come base per la struttura e quindi escogitare come usarli nel modo più efficace". Questo metodo avrebbe potuto interessare Jean Tinguely, nato a Friburgo e il cui museo si trova a pochi chilometri dal laboratorio dove è stata fatta questa ricerca.