PRIN 2022 PNRR

  • AIDaBIM: Artificial Intelligence to assess the structural/seismic Damage to historic heritage in BIM environment - Utilizzando tecnologie avanzate, come il building information modeling (BIM) e l'intelligenza artificiale (AI), il Progetto ha l'obiettivo di sviluppare una nuova metodologia integrata per digitalizzare il processo di rilevamento dei danni strutturali e sismici osservati per le chiese in muratura e per definire valutazioni affidabili e speditive dei relativi stati di danno. Tale metodologia è mirata principalmente a ridurre le incertezze legate all'interpretazione soggettiva del danno, ma anche alla definizione di un nuovo modello H-BIM con informazioni aggiuntive sul danno derivate da processi di AI a supporto delle fasi decisionali e in grado di essere adattato per l'analisi strutturale e la progettazione di interventi di miglioramento sismico. Responsabile scientifico: Prof. Arch. Claudia Casapulla.

  • INBUSS: INtelligent BUildings for Safety of Structures –  Il progetto si propone di supportare la redazione di linee guida di progettazione di sistemi di monitoraggio per includere la gestione delle emergenze nei sistemi di automazione degli edifici attraverso l'uso di algoritmi di Intelligenza Artificiale. Si definiranno le tipologie di sistemi di monitoraggio più adatte e le modalità di integrazione degli stessi nei sistemi di automazione degli edifici, per arrivare ad un sistema di supporto decisionale completo in caso di emergenza. La metodologia sarà sviluppata per edifici (i) situati in aree a diversa pericolosità sismica, (ii) caratterizzati da diverse tipologie di strutture, (iii) con uso residenziale o industriale e (iv) con attività pubbliche o private. L'importante effetto sul mercato dei sistemi di automazione e delle tecnologie dellìinformazione e della comunicazione (ICT) e l'impatto sociale per la sicurezza delle persone e la resilienza delle città definisconoun ampio portafoglio di stakeholder per il progetto. Responsabile scientifico: Prof. Ing. Antonio Bilotta.

  • MECHAVERSE: MEchanics vs Cell competition, Hyperelasticity and Adaptation in Vascular Evoluionary Repair and Smart Endoprostheses - Il progetto mira a sviluppare modelli multiscala e multifisici per descrivere i processi di rimodellamento nei tessuti vascolari, attraverso l'accoppiamento di fenomeni biomeccanici non lineari e dinamiche evolutive delle specie biologiche, che integra le informazioni provenienti dalla biologia dei sistemi cellulari alla microscala con crescita e rimodellamento macroscopici. La ricerca prevede l'implementazione di modelli analitici e numerici supportati da evidenze sperimentali attraverso prove in laboratorio. Motivata dall'impatto sociale delle malattie cardiovascolari, il Progetto punta ad approfondire la meccano-biologia connessa allo sviluppo dei tessuti vascolari e al ripristino delle loro strutture e funzioni, riproducendo in silico condizioni patologiche ed interazioni con biomateriali e sistemi protesici. Responsabile scientifico: Dott. Angelo Rosario Carotenuto.

  • MEDUSA: unveiling jellyfish bioMEchanics for the design of DUrable Soft Aquanauts - Il progetto si pone come obiettivo lo studio del comportamento biomeccanico delle meduse, animali marini che presentano caratteristiche uniche in termini sia di efficienza dei meccanismi di propulsione e locomozione che di capacità di auto-riparazione delle ferite. Approcci teorici e numerici avanzati, supportati da analisi sperimentali da effettuare in laboratorio, saranno utilizzati per implementare modelli multifisici in grado di spiegare e simulare tali aspetti e di fornire nuovi criteri di progettazione e ottimizzazione di soft-robots bioispirati da poter impiegare per il monitoraggio e l'esplorazione degli oceani, necessari per la protezione dell'ecosistema marino. Responsabile scientifico: Dott. Stefania Palumbo.

  • MiRA: Multi-Risk analysis of the vulnerability of Archaeological sites - Il progetto si pone due obiettivi innovativi: i) definire un protocollo per la valutazione quantitativa dei rischi naturali che affliggono i siti archeologici e per la valutazione della vulnerabilità dei manufatti arheologici, ii) definire tecniche di intervento poco invasive ed idonee a siti archeologici per la mitigazione del rischio di diverse tipologie di manufatti archeologici e nei riguardi delle azioni che nascono nei fronti di scavo. Il progetto sarà sviluppato con riferimento a due casi studio: il Parco Archeologico di Pompei e il Parco Archeologico di Pietrabbondante. / The MiRA project has two innovative goals: i) define a protocol for the quantitative assessment of the natural risks deriving from several geo-hazards afflicting archaeological sites, ii) define the least invasive and best suited geotechnical and structural mitigation techniques to reduce the effects of geo-hazards for various typologies of archaeological artefacts and excavation fronts. The project will be developed with regard to case studies located in two archaeological sites in Southern Italy: (i) Pompeii, a very famous UNESCO World heritage site near Naples, buried under volcanic ashes and pumices during the eruption of Mount Vesuvius in 79 AD; (ii) Pietrabbondante, near Campobasso, one of the few testimonials of Sannite and touristic attractor for the Molise Region. Resposabile scientifico: Prof. Ing. Marco Di Ludovico.

  • NanoCo: Nonlocal modelling of nano-coatings - Il progetto mira a sviluppare modelli innovativi, basati su metodologie di meccanica del continuo non locale e di dinamica molecolare, al fine di simulare il comportamento su piccola scala di nano-rivestimenti. Tali materiali sono di grande interesse ingegneristico in quanto possiedono proprietà uniche, tra cui l'elevata conducibilità termica, elettrica e magnetica, l'ottima resistenza all'usura, alla temperatura e alla corrosione. Materiali nanocompositi innovativi saranno modellati da una sovrapposizione di nano-strati, ciascuno dei quali concepito come una nano-piastra, collegati tra loro da un'interfaccia elastica. A tale scopo, metodologie avanzate di meccanica non locale saranno ideate per modellare efficacemente gli effetti di scala. L'obiettivo finale del progetto è quello di sviluppare modelli avanzati di nano-piastre di forma arbitraria per l'analisi di nanocompositi multistrato, al fine di progettare e simulare efficacemente l'effettivo comportamento di nano-rivestimenti. Responsabile scientifico: Prof. Ing. Raffaele Barretta.

  • Re_Grid: Reuse-based optimization approach for environmentally efficient steel Grid structures - The main idea behind Re_Grid is to investigate the possibility of including reclaimed components into the optimal design of structures in order to reduce their environmental impact. To this purpose, the project aims at formulating an environmental integrated optimization approach that combines a weight-based optimization, controlled by the mechanical efficiency, and a reuse-based optimization, controlled by the environmental efficiency. Responsabile scientifico: Prof. Ing. Elena Mele.

  • RESILIENT: Waste REuse for anti-SeIsmic masonry buiLdIngs with energy-efficiENT behaviour - Il progetto ha l'obiettivo di sviluppare due tipologie di blocchi portanti in muratura realizzati con componenti riutilizzati/riciclati per ridurre i rifiuti destinati all'accumulo in discarica. Esso verrà sviluppato eseguendo dapprima prove sperimentali sui blocchi per valutarne le proprietà fisiche e meccaniche. Il comportamento di tali materiali compositi sarà simulato mediante accurati modelli numerici basati sui risultati sperimentali. L'analisi numerica servirà come punto di partenza per le prove sperimentali da effettuarsi su campioni di muratura costituiti dai blocchi proposti e da blocchi tradizionali a  fini comparativi. Inoltre verranno eseguite analisi numeriche per valutare il comportamento sismico, le prestazioni energetiche e la valutazione del ciclo di vita delle pareti in muratura implementate. Infine, è prevista l'installazione in loco delle pareti in muratura studiate insieme ad un'analisi degli step necessari alla  marcatura CE dei blocchi oggetto della ricerca. Responsabile scientifico: Prof. Ing. Antonio Formisano.

  • ROCK-RESILIENCE: ROCKing-based strategies for RESILIENCE of reinforced concrete structures: conception, structural design, nonstructural components, efficiency and sustainability. Il progetto è finalizzato a sviluppare nuova conoscenza e tecnologie innovative al fine di migliorare la resilienza delle strutture in cemento armato. In particolare, il progetto si focalizzerà sull'implementazione del comportamento rigido oscillatorio (rocking) nelle strutture, inteso come strategia di miglioramento delle prestazioni sismiche. Si esamineranno casi studio di strutture rappresentative, tra cui edifici industriali e residenziali e viadotti. Saranno condotte analisi strutturali e sismiche attraverso avanzati metodi di modellazione e analisi numerica. I risultati saranno interpretati mediante valutazioni quantitative di tipo statistico, in linea con l'approccio Perforamance-Based-Earthquake-Engineering (PBEE). Sarà sviluppata una metodologia multi-livello per valutare la resilienza sismica, combinando capacità e prestazioni sismiche, diversi livelli di prestazione e stati limite, integrazione esplicita di misure di riparabilità, efficienza e sostenibilità. Infine, saranno sviluppati dispositivi/tecnologie innovativi e raccomandazione tecniche che migliorino la resilienza delle strutture in cemento armato. Responsabile scientifico: Prof. Ing. Gennaro Magliulo.

  • SaFeBIMAs: Estimation of the combined Seismic-Fire risk and optimization of interventions for Buildings and Infrastructures in the context of Metropolitan Areas - La salvaguardia delle strutture e delle infrastrutture esistenti, esposte a diversi tipi di rischio, è il principale asse delle attuali politiche territoriali di sviluppo sostenibile, secondo gli obiettivi nazionali dell'Agenda 2030 e del programma PNRR. La stima del rischio combinato sisma-incendio e l'ottimizzazione degli interventi per le strutture e le infrastrutture è un tema critico di grande attualità. La valutazione della sicurezza sismica delle strutture/infrastrutture esistenti è comunemente effettuata considerando solo l'azione sismica, generalmente applicata ad un modello analitico, trascurando lo stato tensio-deformativo indotto da fenomeni precedenti o senza considerare l'effetto a cascata legato a diversi hazard, come un incendio indotto dal terremoto. Il progetto prevede la derivazione di curve di fragilità combinate che considerino con effetto cascading gli effetti del sisma e dell'incendio, sia in fase di verifica di costruzioni esistenti che per la progettazione di nuove costruzioni. Responsabile scientifico: Prof. Ing. Emidio Nigro.

  • Smart Under-Ground Infra-Structures for Secure Communities and Post-Disaster Emergency Response: Eco-Friendly Seismic Protection Solutions - The project is focused on the vibration protection of smart infrastructures (e.g., pipes, sensors) installed in not-seismically isolated service tunnels. In particular, in accordance with the current sustainability strategies, the main goal is to foster the adoption of eco-friendly hysteretic devices, such as recycled-rubber bearings, wire rope isolators, as well as sand and granular dampers, for the seismic protection of both displacement and acceleration sensitive infrastructure components. Responsabile scientifico: Dott. Ing. Nicolò Vaiana.

  • TARGETS: sTructurAl and eneRGy rEnovation for susTainable buildingS - Il progetto intende sviluppare soluzioni innovative e sostenibili per migliorare l'efficienza energetica e la sicurezza strutturale delpatrimonio edilizio esistenze. A tal fine saranno considerati materiali compositi a matrice cementizia basati su materiali di scarto che si sono dimostrati promettenti sia dal punto di vista meccanico che termico e che permettono di ridurre le emissioni ambientali rispetto a soluzioni classiche di rinforzo. Saranno condotte prove di caratterizzazione meccanica, durabilità agli agenti atmosferici, prove meccaniche e termiche a livello di elementi strutturali al fine di individuare il sistema più promettente. Infine saranno condotte prove sperimentali su telai in cemento armato tamponati in scala reale al fine di validarne l'applicazione su subassemblaggi tipici di edifici esistenti. Responsabile scientifico: Prof. Ing. Andrea Prota.
  • VIBRA: Vibrations Induced on Buildings by natural and anthropic sources for the definition of Reduction And mitigation strategies - During their life structures and infrastructures may be affected by several types of vibrations, both anthropogenic and natural, which in the long run can induce the onset or the progress of significant cumulative damage conditions on the structural and non-structural elements or even generate conditions of discomfort for users. Generally, vibrations can be triggered by different origin phenomena that might be temporary (i.e., human provoked actions) or long-term (i.e., machines), continuous or cyclic-nature loading conditions (i.e., traffic loads), random (as the wind) or shocking (e.g., explosions or earthquakes). The natural vibrations most considered in design practice for structures are those induced by earthquakes or wind, while for those generated by anthropic origin nowadays, standards, codes and the scientific literature do not provide exhaustive reference which makes it difficult to estimate their effects on structures. However, in order to correctly evaluate the effects, even combined, of the various types of vibrations on structures and therefore to be able to define adequate strategies for vibrations mitigation or control, the characteristics of these vibrations have to be well investigated. Main objectives VIBRA aims to provide an improvement of the current level of knowledge on the different types of vibrations that can affect structures, especially those of anthropogenic origin, and on the evaluation of their effects in terms of damage on structural or non-structural elements/components or discomfort for users. These results can be obtained by developing an investigation methodology taking into account both the source (action) and induced (response) signals on structures chosen as a case studies and that allows to construct design spectra and fragility curves to characterize the effects caused on humans and reliability of non-structural components. The data analyses (i.e., Peaks and spectral analyses, Interferometric analyses, Time-Frequency analyses, etc.) will be adopted as a starting point for the uncertainty evaluation. The Response analyses of structural and non-structural components will be also obtained by calibrated representative numerical models in order to set a numerical domain to generalize the building setup and to achieve the randomization of the structural response. Finally, based on the results obtained, an optimal strategy to mitigate the vibrations impact on structures, inhabitants, furniture and other equipment of multi-source induced vibrations can be developed. Specific objectives:
    (i) To increase knowledge on the different types of vibrations that can affect structures; (ii) To evaluate the effects of vibrations in terms of damage for structural or non-structural elements or discomfort for users; (iii) To define optimal control strategies to reduce the effect of vibrations. Responsabile scientifico: Prof. Ing. Ottavia Corbi.