Ricerca e sviluppo sono per MZ Costruzioni asset strategici per rafforzare la promozione del progresso tecnologico nel settore delle costruzioni in ambito civile e industriale, sulla scorta di nuovi approcci e innovative tecniche di programmazione e realizzazione delle opere in acciaio.

Infatti, le attuali esigenze del settore delle costruzioni, le recenti trasformazioni del mercato e gli attuali indirizzi normativi esigono ormai  convinzione e determinazione per affermare l’innovazione tecnologica e rispondere in modo adeguato ai nuovi processi del settore edilizio.

Obiettivo principale del settore di ricerca e sviluppo di MZ Costruzioni è quello di ottimizzare i processi di progettazione e produzione di alcuni particolari sistemi in acciaio.

Il team MZ quotidianamente è all’opera per sviluppare tecnologie avanzate che assicurino la riduzione di costi e tempi e accrescano qualità e sicurezza, grazie ad un alto grado di standardizzazione delle procedure e dei processi di trasformazione.

Negli ultimi mesi, nell’ambito di tali progetti di ricerca e sviluppo, MZ Costruzioni lavora al progetto di un edificio modulare in acciaio trasportabile e reversibile, temporaneo e/o fisso, con l’obiettivo di un modulo allestibile in ogni luogo del territorio nazionale e internazionale.

Questo progetto di ricerca, denominato “Snail”, nasce dalla sempre più  avvertita necessità di razionalizzare tempi e costi di esecuzione e di perseguire la massima flessibilità dell’intervento.

Esigenza che finora, nei processi del settore edilizio, ha prodotto lo spostamento di un elevato numero di lavorazioni dal cantiere alla fabbrica, contribuendo ad un forte cambiamento delle tecniche produttive e costruttive.

Snail ha un design accattivante ed è costituito da un’ossatura in acciaio composta da profilati laminati a caldo, riciclabile, aggregabile e smontabile, oltre che versatile e multifunzionale, perché in grado di rispondere alle più  diverse esigenze di uso: eventi temporanei, fiere, residenze abitative, turistiche e di emergenza.

Ogni componente di Snal è stata realizzata in officina, anche le parti non strutturali del modulo (pareti, partizioni, infissi).

Il proposito è quello di trasportare nel luogo di allestimento ogni modulo, diviso in due parti, già completo di ogni elemento strutturale e non strutturale, con il fine di assemblarli mediante semplici collegamenti standardizzati lungo il loro asse centrale.

Tale soluzione si identifica nelle più note soluzioni costruttive già da tempo utilizzate per i moduli off-site a secco. L’innovazione introdotta da MZ Costruzioni, in questo caso, risiede nella realizzazione anticipata di moduli completi di ogni elemento, anche quelli non strutturali, senza fermarsi a realizzare in azienda la sola struttura portante come altrove avviene finora.

La ricerca si concentra, in modo particolare, sullo studio di un processo alternativo di sviluppo progettuale svincolato dal classico e tradizionale metodo: per questo si è considerato  l’oggetto di studio durante tutto il suo ciclo di vita (“from cradle to grave”), sfruttando un approccio digitale, informativo, dinamico, interoperabile, condiviso e in continua evoluzione.

Inoltre, condividendo con convinzione le attuali evoluzioni che stanno interessando il settore delle costruzioni e lo stanno conducendo verso un modello di Industria 4.0, l’intero processo è stato sviluppato impiegando un approccio BIM – based. Fin dalle primissime fasi, infatti, è stato realizzato un modello BIM (Building Information Modeling) di Snail che sarà via via implementato, di pari passo con l’avanzamento della ricerca.
Il modello BIM è stato concepito come un database di informazioni nel quale, a portata di click, tutti gli stakeholder coinvolti nel processo potranno reperire i dati necessari allo sviluppo del progetto di ricerca.

L’obiettivo finale è quello di arrivare ad un modello digitale ed informatizzato che consentirà di valutare la migliore scelta progettuale in funzione di specifici input (caratteristiche del sito, orientamento, rendimento energetico, qualità e quantità dell’illuminazione), in modo da ottenere precisi output (scelta dei materiali, relative proprietà, quantità, etc.) che rispondano in modo efficace alla specificità dell’intervento da realizzare.

Poiché Snail nasce dalla volontà di ottenere un’unità abitativa trasportabile, il dimensionamento dei 4 moduli di cui si compone viene raggiunto  partendo dalle dimensioni massime consentite per il trasporto su ruote. In base a tale considerazione il singolo modulo non deve superare le dimensioni massime di 2,95 m di larghezza, 12,00 m di lunghezza e 4,00 m di altezza.

Posti tali limiti, il primo step per lo sviluppo del progetto di ricerca è stato quello di realizzare un opportuno dimensionamento della struttura, che si compone di un’ossatura principale di profilati tubolari collegati mediante profilati più piccoli di dimensioni  nonché di angolari.

Figura 1 – Dimensionamento strutturale modulo base

Il modulo base, che ha una dimensione di 2,85×12,00 m ed un’altezza di 3,30 m, viene duplicato e specchiato: dall’accoppiamento dei due moduli si ottiene un primo blocco le cui dimensioni sono pari a 5,70×12,00 m.

Figura 2 – Unione di due moduli base

Il blocco, a questo punto, viene duplicato, ruotato e sovrapposto in maniera baricentrica, dando luogo all’apparato strutturale di Snail.

Figura 3 – Modello strutturale

Anche se in via del tutto preliminare, lo step successivo ha riguardato lo sviluppo del programma funzionale al fine di verificare l’effettiva fruibilità degli spazi interni e garantire il comfort abitativo.

La prima applicazione di Snail studiata è rappresentata da un’abitazione unifamiliare sviluppata su due livelli: il piano terra accoglie la zona giorno, mentre il piano primo è riservato alla zona notte.

Figura 4 – Programma funzionale piano primo

In questo momento la ricerca sta proseguendo in due direzioni: lo studio dei collegamenti tra i moduli mediante prove sperimentali e lo studio di soluzioni per il sistema fondale.

Un limite di tali soluzioni potrebbe infatti essere rappresentato proprio dalle fondazioni che, come è noto, sono influenzate sensibilmente dal terreno esistente in sito.

Di conseguenza, appare molto difficile riuscire a “standardizzare” il sistema fondale, che andrà quindi di volta in volta adattato.

L’azienda sta lavorando a risolvere tale aspetto valutando soluzioni di fondazioni in acciaio, progettabili mediante semplici abachi in cui entrano in gioco meno parametri e meno variabili rispetto al calcolo di fondazioni tradizionali in cemento armato,

E’ da sottolineare l’effetto positivo che tali opere avrebbero sull’organizzazione dei cantieri, di conseguenza più ordinati, puliti e sicuri. La possibilità di controllare con grande precisione la produzione di elementi agevola, inoltre, anche l’esecuzione di cantieri in condizioni difficili poiché riduce, se non azzera, le variabili in corso d’opera.

I metodi di costruzione tradizionali sono in genere suscettibili a condizioni meteorologiche avverse o limitazioni del sito.

con il metodo “out of site”, invece, la maggior parte del processo di costruzione può svolgersi in un ambiente controllato che non è soggetto alle condizioni ambientali o meteorologiche, garantendo maggiore efficienza e qualità e facendo diventare esse elementi caratterizzanti e determinanti di un processo industrializzato.