Ingegneria strutturale: cos’è, di cosa si occupa, un’occhiata al piano di studi

L’ingegneria strutturale è una disciplina fondamentale all’interno del vasto campo dell’ingegneria civile, che si occupa della progettazione, analisi e verifica delle strutture destinate a sopportare carichi, forze e sollecitazioni. Che si tratti di un edificio, di un ponte o di una grande opera infrastrutturale, l’ingegnere strutturale ha come obiettivo primario quello di garantire che ogni costruzione sia sicura, stabile e funzionale.

Scopriamo insieme cos’è l’ingegneria strutturale, quali competenze e attività caratterizzano questa professione e come si articola il piano di studi per diventare un ingegnere strutturale. Inoltre, faremo un’analisi dei principali settori applicativi e dei materiali utilizzati, per offrire una panoramica completa di questa disciplina affascinante e in continua evoluzione.

Cos’è l’ingegneria strutturale: definizione e campo di applicazione

L’ingegneria strutturale è una branca dell’ingegneria che si occupa della progettazione, analisi e verifica delle strutture che compongono edifici, ponti, viadotti e altre grandi opere. L’obiettivo principale è garantire che queste strutture siano sicure, funzionali e durevoli nel tempo, resistendo a forze naturali e sollecitazioni. Rispetto all’ingegneria civile, che ha un campo più ampio che include anche la progettazione di strade, dighe, sistemi di drenaggio, e altre infrastrutture, l’ingegneria strutturale è focalizzata in modo specifico sulle strutture portanti degli edifici e delle opere di ingegneria.

Competenze e attività professionali dell’ingegnere strutturale

L’ingegnere strutturale è un professionista altamente qualificato che svolge attività fondamentali nella progettazione e gestione delle strutture. La sua principale responsabilità è quella di progettare strutture che siano sicure e funzionali, garantendo che possano sopportare le sollecitazioni a cui sono sottoposte, come il peso, il vento, le vibrazioni e i terremoti. Inoltre, si occupa di effettuare analisi strutturali per comprendere come le strutture reagiscano a queste sollecitazioni, utilizzando tecniche matematiche avanzate e software di simulazione per calcolare la resistenza e la stabilità delle costruzioni.

L’ingegnere strutturale è anche responsabile delle verifiche periodiche delle strutture già esistenti, per assicurarsi che continuino a rispettare gli standard di sicurezza nel tempo e che non presentino rischi per gli utenti. Un altro aspetto fondamentale del suo lavoro è la sicurezza strutturale, che implica la valutazione dei rischi legati alle caratteristiche specifiche di ogni progetto e la conformità alle normative vigenti.

Ingegneria strutturale: settori e materiali coinvolti

L’ingegneria strutturale si applica in molti settori diversi, ognuno con esigenze e sfide uniche. Il settore edile è il più noto, e include la progettazione e la costruzione di edifici residenziali, commerciali e industriali, ma l’ingegneria strutturale si estende anche a infrastrutture complesse come ponti, gallerie, viadotti e impianti industriali. Ogni tipo di struttura presenta specifiche necessità, legate non solo alla funzione e alle dimensioni, ma anche alle condizioni ambientali in cui la struttura si inserisce, come la presenza di sismi, forti venti o condizioni climatiche particolari. Per ogni applicazione, l’ingegnere strutturale deve scegliere i materiali più adatti per garantire resistenza, durabilità e sicurezza.

I materiali utilizzati in ingegneria strutturale sono vari e vengono selezionati in base alle proprietà richieste per ogni progetto. Il cemento armato è uno dei materiali più comuni e viene utilizzato per edifici e infrastrutture che necessitano di grande resistenza a compressione e tensione. Ad esempio, per costruire un grattacielo, il cemento armato viene usato per realizzare le fondamenta e le colonne portanti, mentre l’acciaio è il materiale preferito per la realizzazione di strutture come ponti e grattacieli che richiedono elevate capacità di carico e flessibilità. L’acciaio, infatti, è estremamente resistente alla trazione e alla compressione, motivo per cui è il materiale ideale per costruire ponti e strutture industriali. Anche il legno, sebbene meno resistente rispetto a cemento e acciaio, è utilizzato in costruzioni leggere, come quelle residenziali in aree con minori sollecitazioni sismiche o in progetti ad alta efficienza energetica. Il legno, inoltre, ha il vantaggio di essere un materiale rinnovabile, che lo rende una scelta popolare per costruzioni sostenibili.

Infine, i materiali compositi e il vetro vengono sempre più utilizzati per le applicazioni architettoniche e per strutture che richiedono trasparenza o resistenza a determinate condizioni atmosferiche. Il vetro, ad esempio, viene impiegato nella costruzione di facciate moderne per edifici commerciali, dove la trasparenza è un aspetto estetico fondamentale, mentre i materiali compositi sono utilizzati in progetti innovativi che richiedono leggerezza e resistenza, come nelle strutture aerospaziali o nei ponti moderni.

Ogni tipo di materiale ha proprietà specifiche che lo rendono adatto a particolari applicazioni strutturali. L’ingegnere strutturale deve quindi selezionare con attenzione i materiali giusti per ogni progetto, bilanciando tra costi, resistenza e sostenibilità.

Ingegneria strutturale: piano di studi e formazione universitaria

Il percorso formativo per diventare ingegnere strutturale inizia con una laurea in ingegneria civile o ingegneria strutturale, che prevede una preparazione approfondita in matematica, fisica, scienza delle costruzioni e progettazione strutturale. Il piano di studi del corso di laurea in ingegneria strutturale online proposto da Unicusano è  suddiviso in tre anni, come segue:

Primo anno

• Istituzioni di Matematica MAT/03 (6 CFU)

• Geometria MAT/03 (9 CFU)

• Analisi I MAT/05 (9 CFU)

• Fisica generale I FIS/01 (9 CFU)

• Informatica INF/01 (6 CFU)

• Probabilità e Statistica MAT/06 (6 CFU)

• Chimica generale CHIM/03 (9 CFU)
  Totale CFU: 60

Secondo anno

• Disegno ICAR/17 (9 CFU)

• Scienza delle costruzioni ICAR/08 (12 CFU)

• Idraulica ICAR/01 (9 CFU)

• Tecnica ed Economia dei trasporti ICAR/05 (6 CFU)

• Fisica tecnica ING-IND/11 (9 CFU)

• Scienza e tecnologia dei materiali ING-IND/22 (9 CFU)

• Inglese (6 CFU)
  Totale CFU: 60

Terzo anno

• Architettura tecnica ICAR/10 (9 CFU)

• Topografia ICAR/06 (9 CFU)

• Strutture in acciaio ICAR/09 (6 CFU)

• Strutture in cemento armato ICAR/09 (6 CFU)

• Geotecnica ICAR/07 (9 CFU)

• Materia a scelta dello studente 1 (6 CFU)

• Materia a scelta dello studente 2 (6 CFU)

• Tirocinio (6 CFU)

• Prova finale (3 CFU)
  Totale CFU: 60

Durante il percorso, gli studenti acquisiscono competenze pratiche e teoriche fondamentali per affrontare le sfide del settore.

Strumenti e software utilizzati nell’ingegneria strutturale

L’ingegneria strutturale si avvale di numerosi strumenti e software avanzati per la progettazione, l’analisi e la verifica delle strutture. Tra i più utilizzati, AutoCAD è fondamentale per la realizzazione di disegni tecnici dettagliati, mentre SAP2000 e ETABS sono essenziali per l’analisi strutturale, in particolare per simulare le reazioni delle strutture a carichi complessi e forze ambientali come terremoti. Revit è un software BIM che favorisce la collaborazione tra diverse discipline, permettendo la creazione di modelli 3D integrati e la gestione delle informazioni di progetto.

Tekla Structures è utilizzato per la modellazione dettagliata delle strutture in acciaio e cemento armato, mentre MATLAB è impiegato per calcoli matematici avanzati e simulazioni, particolarmente utili in ricerca e analisi complesse. Altri strumenti come Primavera e Microsoft Project aiutano nella gestione dei progetti, monitorando il budget e le tempistiche. Per le simulazioni avanzate, software come ANSYS e Abaqus sono utilizzati per testare le strutture in condizioni estreme.

Credits: AllaSerebrina/DepositPhotos.com

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