Le tre ricorrenze del 2021, per ricordarci dei grandi maestri della scienza delle costruzioni

Nel 2021 ricadono anniversari importati che riguardano il campo dell’ingegneria strutturale. Curiosamente, quelli di seguito riportati, sono in un certo qual modo connessi fra loro poiché riconducibili alla stessa disciplina. Quest’anno, infatti, ricorrono i:

• 135 anni dalla morte di De Saint Venant
• 185 anni dalla morte di Navier
• 200 anni dalla nascita di Jourawski

La Meccanica dei solidi, base dell’Ingegneria moderna, è una disciplina complessa e articolata, che si fonda su solide basi di fisica e matematica e, sebbene i contributi di questi tre ingegneri sono stati di fondamentale importanza per il suo sviluppo, non si può pensare che siano sufficienti alla piena comprensione della materia. Basterebbe pensare a Cauchy, Eulero, Bernoulli, e molti altri ancora.

Casualmente però gli studi da De Saint Venant, Navier e Jourawski si sono focalizzati tutti sulla soluzione della Linea Elastica della trave, determinando la distribuzione delle tensioni all’interno degli elementi.

Barré De Saint-Venant (1797-1886) è stato un matematico e ingegnere francese, i cui studi relativi alla meccanica dei solidi sono stati di fondamentali per lo sviluppo della Scienza delle costruzioni. Il modello di trave che porta il suo nome è uno dei pochi problemi della Teoria dell’Elasticità di cui oggi si conosce la soluzione.

De Saint Venant ha fornito la soluzione rigorosa dell’equazioni dell’equilibrio elastico relative a un solido cilindrico qualsiasi in cui una lunghezza è preponderante rispetto alle altre due, indipendentemente dal sistema di forze che agisce sulle basi del solido; il postulato, alla base della risoluzione del problema, afferma infatti che gli effetti delle forze applicate, oltre una certa distanza dalle basi, dipendono solo dall’entità della risultate delle forze stesse e non dalla loro distribuzione. Qualsiasi struttura monodimensionale, comunque caricata, può essere analizzata per mezzo dei risultati ottenuti dall’ingegnere francese.

Gli studi e i contributi del matematico e ingegnere francese Claude Louis Navier (1785-1836) non si sono limitati solo alla meccanica dei solidi ma hanno riguardato anche l’ingegneria idraulica. Navier ha riformulato in relazioni matematiche, di facile utilizzo, i risultati ottenuti da De Saint Venant, contribuendo così alla nascita della moderna Scienza delle Costruzioni. Tra i suoi risultati, il più noto, è la formula per determinare le tensioni normali che agiscono sulla sezione trasversale di una trave presso-tenso inflessa.

La formula approssimata per la valutazione dell’andamento delle tensioni tangenziali in una sezione si deve all’ingegnere russo Dmitrij Ivanovič Jourawski, (1821 -1891). Benché sia una formula approssimata è molto utile ai fini applicativi e lo stesso De Saint Venant apprezzò il risultato ottenuto da Jourawski, in considerazione del fatto che la sua soluzione non si presentava in una forma ugualmente agevole a livello analitico.

Jowraski è stato uno dei progettisti della linea ferroviaria San Pietroburgo-Mosca; furono gli studi derivanti dall’analisi delle forze di scorrimento tra le fibre delle travi in legno, a permettergli di formulare la teoria per la valutazione delle tensioni da taglio, teoria che eredita tutte le ipotesi utilizzate da De Saint Venant.

Infine, è doveroso ricordare che quest’anno ricorre anche un anniversario tutto italiano: 65 anni dalla morte di Odone Belluzzi (1892-1956), uno degli ingegneri italiani più famosi del XX secolo, il cui Trattato di Scienza delle Costruzioni, in cui i problemi sono analizzati nella maniera più semplice ed esaustiva possibile, rappresenta un testo indispensabile nella libreria di qualsiasi ingegnere. Come dichiarato all’interno della prefazione dell’opera, il fine più importante dell’insegnamento della Scienza della Costruzioni è quello di sviluppare la comprensione fisica dei fenomeni e l’esatta visione e interpretazione della statica delle strutture, in modo da contribuire alla formazione della mentalità dell’ingegnere costruttore.  Belluzzi assicurò che le teorie riportate nella sua opera sarebbero rimaste valide almeno per 50 anni: la profezia può considerarsi avverata!