Chi siamo

SIM: Metodo di Misura Staticamente Integrato / Static Integrated Measurement

Il gruppo SIM è un’associazione di esperti internazionali provenienti da 8 paesi europei, specializzati nella valutazione della sicurezza degli alberi mediante metodi statici e dinamici. Il Dr. Ing. LOTHAR WESSOLLY, autore e sviluppatore di questi metodi, è membro di questo gruppo. Fu il paesaggista Gunther Sinn nel 1984 ad intraprendere un approccio alla verifica della statica degli alberi, e fu uno dei protagonisti nel 1986 del progetto di ricerca speciale.

La verifica statica degli alberi implica orientarsi verso le pratiche comuni dell'ingegneria strutturale: anche una struttura biologica è soggetta alle leggi fisiche.

In concreto, ciò implica la necessità di determinare i carichi di cedimento necessari, che portano alla rottura o al ribaltamento, e confrontarli matematicamente con le forze che agiscono sull'albero durante i venti di forza 12.

Da questo si ricavano i valori esatti e legalmente riconosciuti di sicurezza alla rottura e al ribaltamento.

Ciò consente un approccio mirato per mantenere anche gli alberi vetusti o quelli danneggiati da lavori edili il più a lungo possibile, rispettando l'obbligo di sicurezza del traffico ai sensi dell'art. 823 del BGB (Codice civile tedesco), in piena responsabilità giuridica

La validità del metodo Elasto/Inclinometrico è nettamente superiore, dal punto di vista giuridico, ai metodi diagnostici puntuali come la misurazione della resistenza alla perforazione o le indagini soniche (tomografia), grazie al suo processo di calcolo.

Questo è particolarmente importante poiché, a differenza delle costruzioni tecniche, gli alberi presentano situazioni di base sconosciute riguardo alla loro sicurezza. Poiché le strutture tecniche hanno sempre un progetto di costruzione, spesso sono sufficienti semplici e frequenti controlli visivi per verificarne la stabilità.

Gli alberi, invece, non possono essere valutati tramite perforazioni, mentre le indagini soniche non sono assolutamente sufficienti per determinare con certezza la sicurezza.

Origine

Ispirato dal paesaggista Günther Sinn, che aveva riconosciuto che l'analisi di sicurezza praticata fino a quel momento sugli alberi mancava dell'elemento decisivo, la statica, 38 anni fa è stata posta la base scientifica di questo approccio presso l'Università Tecnica di Stoccarda. Il Dr. Ing. L. WESSOLLY ha ricoperto il ruolo di responsabile del progetto all'interno del programma di ricerca speciale "Costruzioni naturali" dal 1986 al 1991. Il primo tentativo misurato fino alla rottura su un grande albero è stato effettuato nel 1987 su un faggio reso cavo con dendrochirurgia nel parco della Villa Berg a Stoccarda. Successivamente, sono stati eseguiti numerosi altri esperimenti per verificare il nostro approccio.

Poiché non erano conosciute tutte le grandezze necessarie per risolvere le equazioni statiche sugli alberi, sono state sviluppate, con il supporto della Deutsche Forschungsgemeinschaft (Federazione Tedesca per la Ricerca), metodi di misurazione speciali per colmare questa lacuna. Tra questi vi è anche il Catalogo di Resistenza di Stoccarda, poiché non esistevano dati materiali utili sui diversi tipi di legno verde a livello mondiale. La ricerca tradizionale sul legno si concentrava solo sul legno secco. La formulazione della Curva Generale di ribaltamento è stata effettuata tramite esperimenti di inclinazione fino al cedimento definitivo su numerosi alberi a Baden-Baden, e l'analisi del loro comportamento di inclinazione, esaminato per valutazioni di sicurezza.

Inoltre, sugli alberi mancava anche la conoscenza di importanti valori aerodinamici come la resistenza all'aria, la reazione dinamica dell'albero al vento turbolento e i valori del terreno che influenzano la tempesta a bassa quota. Per questo sono state effettuate misurazioni fondamentali con l'uso dell'Elastometro sugli alberi durante gli uragani Vivian e Wiebke nel 1990 e durante le tempeste di Mistral in Corsica.

Le indagini per le valutazioni di sicurezza sono state effettuate nei primi 3 anni in collaborazione con Günter Sinn. Dopo 18 anni di attività ingegneristica nei settori delle tecniche di misurazione e di prova, della statica, della dinamica e dell'aerodinamica, è Stata fondata una start-up oggi conosciuta come "tech for nature" dall'Università di Stoccarda, che si è consolidata come ufficio di ingegneria e perizie specializzato in statica degli alberi sotto la direzione del Dr. Ing. L. WESSOLLY. L'ufficio è stato accreditato nel suddetto programma di ricerca speciale fino al 1995.

Successivamente è stato sviluppato il metodo SIA, che consente di effettuare una valutazione della sicurezza statica di base degli alberi. Così facendo, numerosi professionisti ed esperti sono stati in grado di determinare la sicurezza di base come parametro fondamentale per la sicurezza degli alberi. Il gruppo SIM mette questo strumento prezioso a disposizione gratuitamente su internet tramite il sito simgruppe.de.

Metodo di Misurazione

Il metodo conosciuto come Elasto/Inclinometrico determina la reazione di un albero all'applicazione di un carico sostitutivo di vento generato tramite un dispositivo di trazione. In questo processo vengono registrati tutti i parametri in cui sono integrati gli effetti che contribuiscono alla sicurezza. Per determinare la sicurezza alla rottura, viene misurata la deformazione della fibra esterna rappresentativa nella direzione del carico, immediatamente sotto la corteccia. Si è dimostrata efficace una lunghezza base di 20 cm per seguire l'andamento della capacità portante lungo il tronco. L’adozione di lunghezze base maggiori, non permetterebbero di individuare il punto di sezione più basso nella media dei valori, e quindi non vengono utilizzate. La tipologia dell’ancoraggio al suolo è data dall’inclinazione del piatto radicale.

Questa misurazione viene effettuata utilizzando estensimetri (Elastometri) e sensori di inclinazione (Inclinometri) sviluppati appositamente. Gli Elastometri, con una risoluzione di 1/2000 mm, misurano la deformazione della fibra esterna rappresentativa, mentre tramite il dispositivo di trazione viene introdotto un carico sostitutivo di vento nella chioma dell'albero. Contemporaneamente, gli Inclinometri, con una risoluzione di 1/1000 di grado, registrano l'inclinazione del colletto radicale, senza causare alcuna lesione.

Nella determinazione della sicurezza alla rottura, il limite di elasticità è il parametro di riferimento. Esso è presente nel Catalogo di Resistenza di Stoccarda per 26 specie arboree. Per la stabilità, viene utilizzata la Curva Generale di ribaltamento, che è stata sviluppata da WESSOLLY durante l'analisi di centinaia di prove di trazione.

Durante le misurazioni, vengono automaticamente presi in considerazione tutti i parametri che influenzano le forze di cedimento per rottura o ribaltamento. Ciò vale indipendentemente dal fatto che la sezione di un tronco sia cava, che abbia una struttura simile a quella della Torre Eiffel, o come siano disposte le radici in diverse strutture e tipi di suolo duttile. Il carico simulato da vento viene introdotto in 5-8 fasi di misurazione, durante le quali vengono documentati i relativi valori di deformazione e inclinazione. Anomalie come eventuali dati non lineari o picchi di misurazione, vengono corretti matematicamente.

Così facendo, le forze che portano al cedimento per rottura o ribaltamento sono note. Per risolvere le equazioni statico/dinamiche, è necessario conoscere ora il carico di uragano che agisce sul sito per l'albero con la sua chioma.

Attraverso la metodica di misurazione automatizzata continua di tutti i parametri, vengono generati migliaia di punti dati, senza che ciò porti a una maggiore precisione di studio. Invece, con questo approccio e con la sua rappresentazione si perde la chiarezza. Infatti vengono rilevati non solo l’applicazione del carico (durante la misurazione), ma anche le reazioni dinamiche dell’albero e i possibili influssi del vento, che possono falsare i valori di misura effettivi.

Platano, Giardino Botanico Hermannshof di Weinheim, Diametro del tronco 2,19 m. Sesta misurazione di controllo. Sicurezza di base 1111 %. Sicurezza alla rottura 200 %, Sicurezza alla stabilità 200 %. Assunzione di responsabilità per i successivi 3 anni.

Analisi del Carico

L'analisi del carico nel vento della stratosfera vicina al suolo si basa sui lavori precedenti di DAVENPORT per i venti di uragano: questi si verificano nella nostra regione molto più frequentemente durante i temporali locali che durante gli uragani da grandi perturbazioni, che sono registrati nelle normative europee e differenziano in base ai siti e alle direzioni dei venti. Gli uragani temporaleschi sono possibili in ogni sito e provenienti da qualsiasi direzione del vento. Pertanto, le suddette normative sono insufficienti alla diagnosi di sicurezza degli alberi, lasciando una significativa lacuna nel campo della sicurezza.

Nel metodo Elasto/Inclinometrico, vengono presi in considerazione sia le componenti dinamiche dell'uragano che la possibilità di oscillazione degli alberi. I valori cw degli alberi sono stati misurati da WESSOLLY per la prima volta durante gli uragani Vivian e Wiebke nel 1990 e successivamente durante numerosi temporali di Mistral in Corsica. I valori consigliati si trovano nel Catalogo di Resistenza di Stoccarda. Il valore di riferimento per la decisione sulla sicurezza è, come nel settore aeronautico, il fattore di sicurezza 1,5 = 150 %. Questo approccio si è dimostrato giuridicamente valido in oltre 25.000 perizie sugli alberi da parte dei membri SIM e oggi è diventato uno standard per la tutela degli alberi.

Una richiesta di sicurezza più elevata, come quella comune nelle costruzioni, con fattori di sicurezza fino a 6, avrebbe comportato interventi massicci e completamente inutili sugli alberi esaminati. Con i limiti di elasticità dei legni verdi del Catalogo di Resistenza di Stoccarda e la Curva Generale di ribaltamento per gli alberi secondo WESSOLLY, sono disponibili parametri affidabili per la valutazione della sicurezza.

Stato dell´Arte

L'esperienza di tutti i membri SIM si basa su oltre 25.000 perizie giuridicamente vincolanti sulla statica degli alberi. Di queste, 17.500 sono attualmente (1/2025) archiviate fisicamente e visibili in un database Access presso la sede arboa a Stoccarda - Germania.

Con tale numero di perizie e un’applicazione di campo di oltre 30 anni, l'approccio SIM che utilizza i valori cw e i dati dei materiali del Catalogo di Resistenza di Stoccarda, la Curva Generale di ribaltamento e i valori del terreno applicati, insieme al limite di sicurezza 1,5 volte il valore di riferimento, ha raggiunto lo il livello ottimale di perfezionamento. Questo fatto è fondamentale poiché la nostra attività risponde in termini giuridici dell’obbligo di sicurezza del traffico.

Archivio con oltre 17.500 perizie sulla sicurezza degli alberi tramite il metodo Inclino/Elastometrico. Sede: arboa tree safety, Stoccarda (D).

Grazie a regolari corsi di formazione durante l'anno, è garantita una qualificazione di eccellenza dei membri.

A tal fine, il Centro di Comunicazione Meck a Frick (CH), di proprietà del nostro membro M. ERB, svolge un ruolo fondamentale. Qui si trova anche il nostro Istituto per la Diagnosi degli Alberi e.V. di Frick (CH), Stoccarda (D), Vienna (A), Varese (I). In questo luogo, viene offerta la formazione per diventare verificatore degli alberi certificato, che consente ai corsisti, dopo aver superato l'esame, di applicare il metodo Elasto/Inclinometrico con gli strumenti di misurazione adeguati.

Dal gruppo SIM sono stati pubblicati importanti opere di riferimento nel settore degli alberi:

• SIEWNIAK, M., / KUSCHE, D.: "Baumpflege heute" (Manutenzione degli alberi oggi) 1984, 1988, 1994, 2002, 2010, 2020, Patzer Verlag
• WESSOLLY, L. / ERB, M.: "Baumstatik und Baumkontrolle" 1998 e 2014, Patzer Verlag
• WESSOLLY, L. / ERB, M.: "Manual of Tree Statics and Tree Inspection", 2016, Patzer Verlag
• SIEWNIAK, M./WESSOLLY, L./BOBEK, W./SIEWNIAK, M.: "Statika drzew" (Statica degli alberi). Analisi della durata, Varsavia 2020
• BENK, J. et al.: "Praxishandbuch Wurzelraumansprache" (Manuale pratico per l'interazione con la zona radicale), Gruppo di Lavoro Albero e Suolo, 2020
• ZANZI, D./CASTIGLIONI, M.: "Fito-Consult & gli alberi", rivista trimestrale dal 1989
• BADER, C.: "Indagini sulla zona radicale statica efficace", Tesi di laurea, FH Nürtingen, 2000
• RAU, S.: "Necessità di ancoraggio degli alberi solitari", Tesi di laurea, FH Nürtingen, 2001
• LESNINO, G.: "Confronto tra tomografia acustica e prove di trazione", Baumtage Süd, Böblingen, 2011

Ulteriori contributi nel campo:

• WESSOLLY, L.: Collaborazione nei comitati normativi per la ZTV-Baumpflege dal 1992, 2013, Gruppi di lavoro FLL per la piantagione di alberi 2015, Linee guida per il controllo degli alberi e le linee guida di indagine 2013
• BENK, J.: Comitato normativo ZTV Baumpflege 2006, nel consiglio direttivo ISA Germania
• BREHM, J.: Presidente del comitato FLL per la valutazione del valore degli alberi
• VENZKE, C.: Insegnante principale alla LVG di Heidelberg e alla Justus-Liebig-Schule di Hannover, ex membro del consiglio ISA Germania
• ZANZI, D.: Miglior amico di A. SHIGO e organizzatore di numerosi convegni specialistici in Italia
• ERB, M.: Docente presso la formazione federale di cura degli alberi
• RAU, S.: Responsabile della formazione per diventare controllore degli alberi certificato, Istituto per la Diagnosi degli Alberi
• SCHABEL, P., KLIMA, R.: Collaborazione per le questioni arboree nell'ÖNORM
• SIEWNIAK, M.: Professore ordinario presso le Università di Varsavia e Cracovia, Polonia
• STIEMER, S.: Professore ordinario presso l'Università di Vancouver per la costruzione di strutture, Canada
• MORELL, R.: Docente per l'arboricoltura, FH Rottenburg e FH Weihenstephan
• SCHINDLER, R.: Formatore, tra gli altri, presso gli "Baumgenossen"

Una lista completa di pubblicazioni scientifiche è disponibile nella sezione Download. In questa sezione sono inoltre rappresentate graficamente misurazioni di particolare interesse.

Grazie alla partecipazione e all'appartenenza a tutte le principali associazioni nazionali e internazionali, il gruppo SIM è ben collegato nel campo a livello europeo.

Nel 2009 è stato fondato il gruppo SIM, dopo che L. WESSOLLY lasciò la SAG Baumstatik e.V., che aveva contribuito a fondare. Due terzi dei membri di allora si sono successivamente uniti al gruppo SIM.

Ad oggi, il gruppo SIM ha formato un'associazione di esperti indipendenti che si occupano della sicurezza degli alberi. In base a recenti statuti FLL, come gruppo indipendente non potevamo inviare rappresentanti nei comitati normativi. Pertanto, nel novembre del 2024 è stata fondata un'associazione secondo la normativa tedesca a Vienna, per soddisfare questa esigenza formale. Il consiglio direttivo è composto da SIMON RAU di Loßburg, DINO HIEPLER di Tubinga e il tesoriere CHRISTIAN WAGNER di Vienna.

Lo sviluppo della statica degli alberi ha portato la valutazione della sicurezza degli alberi a un nuovo livello, raggiungendo quello dell'ingegneria. Grazie allo scambio interdisciplinare tra biologia e ingegneria, si è ottenuto un salto di qualità nella conservazione degli alberi di pregio.

 

La sede del nostro Istituto per la Diagnosi degli Alberi e.V. si trova a Stoccarda (D), Frick (CH), Vienna (A), Varese (I), in Geißgasse 17, 5070 Frick (CH).