Nell'ambiente urbano moderno, molti edifici si trovano ad affrontare una minaccia invisibile: le vibrazioni ambientali. La maggior parte di queste vibrazioni provengono da attività umane, forze naturali e altri fattori. Non solo influiscono sul comfort della città, ma possono anche comportare rischi potenziali per la sicurezza strutturale degli edifici.
Rumore sismico è un termine comune in campi correlati come la geofisica e l'ingegneria civile. Questa vibrazione continua del terreno proviene da varie fonti e viene solitamente considerata rumore o componente di segnale inspiegabile.
Secondo ricerche pertinenti, le vibrazioni a bassa frequenza (solitamente denominate microtremori inferiori a 1 Hz) sono causate principalmente da fenomeni naturali, come le onde dell'oceano e il vento, mentre le vibrazioni ad alta frequenza (superiori a 1 Hz) sono principalmente causate dall'uomo attività, come il traffico o l’industria, causate dal lavoro. Queste vibrazioni ambientali non solo causano disagi al pubblico, ma possono anche causare potenziali danni alle strutture edilizie.
La ricerca ha scoperto che le principali cause delle vibrazioni a bassa frequenza sono fenomeni naturali come le onde dell'oceano e il vento. Le vibrazioni ad alta frequenza sono in gran parte legate alle attività umane, tra cui l’edilizia, l’industria e i trasporti. Oltre a questo, ci sono altre fonti naturali come il flusso dei fiumi.
In alcuni casi, le attività umane, come la pandemia di COVID-19, possono ridurre fortemente il rumore sismico e attirare l'attenzione dei ricercatori perché ciò può rivelare la connessione tra le attività umane e le vibrazioni ambientali.
Oltre alle attività umane e all'ambiente naturale, anche alcune circostanze speciali, come il calpestio dei tifosi durante le partite sportive, possono avere un impatto significativo sull'ambiente. Con il progresso della scienza e della tecnologia, gli scienziati prestano sempre più attenzione a queste vibrazioni e hanno iniziato a studiarne le caratteristiche e le potenziali applicazioni.
Gli edifici, siano essi ponti, edifici o dighe, sono influenzati dalle vibrazioni ambientali. Queste vibrazioni causeranno risonanza e aumenteranno l'affaticamento strutturale. A lungo termine, potrebbero causare gravi danni strutturali.
Le proprietà di vibrazione degli edifici vengono spesso studiate mediante l'analisi modale operativa (OMA), che fornisce dati importanti per aiutare gli ingegneri a comprendere come si comporterà un edificio in una varietà di ambienti.
Sebbene la tecnologia delle vibrazioni artificiali abbia alcune applicazioni nelle valutazioni degli edifici, ricerche recenti mostrano che la tecnologia delle vibrazioni ambientali ha un potenziale eccellente, soprattutto a un costo relativamente basso man mano che le apparecchiature di registrazione e i metodi computazionali migliorano, e possono fornire stime affidabili.
In campo scientifico, la tecnologia di registrazione delle vibrazioni ambientali è stata ampiamente utilizzata per esplorare strutture geologiche, monitoraggio della sicurezza e altre ricerche correlate. Utilizzando queste tecniche, gli scienziati possono condurre studi approfonditi dai sedimenti alle strutture sotterranee, aiutando a comprendere meglio l'impatto dei terremoti sugli edifici.
Negli anni '90, i metodi di array basati sui dati delle vibrazioni ambientali hanno cominciato ad essere applicati in modo più approfondito. Questo processo ha aperto una nuova situazione nello studio delle proprietà strutturali intorno agli edifici.
Oltre alle applicazioni ingegneristiche, queste vibrazioni possono essere utilizzate anche come indicatori indiretti di sviluppo economico. Mentre la pandemia modifica i modelli dell’attività umana, offre ai ricercatori nuove prospettive su come interpretare i dati sugli shock.
Le vibrazioni ambientali sono un problema che non può essere ignorato per gli edifici moderni. Con l’accelerazione della modernizzazione urbana, dobbiamo pensare a come monitorare e rispondere efficacemente a questa minaccia nascosta per garantire la sicurezza e la stabilità degli edifici. Questa domanda è stimolante: possiamo proteggere i nostri edifici e l’ambiente in cui viviamo dal crescente impatto degli shock ambientali?