Per la prima volta nel settore delle costruzioni, una tecnologia originariamente sviluppata per la progettazione e l'ottimizzazione delle strutture automobilistiche e aerospaziali viene impiegata per progettare i viadotti del progetto britannico HS2.
Nell'ambito del suo programma di innovazione, HS2 Ltd ha collaborato con Altair Ltd, con sede a Leamington Spa, per sviluppare un processo di progettazione di ingegneria civile unico e automatizzato, guidato dal suo strumento software OptiStruct®, in grado di ridurre le emissioni di carbonio incorporate nei viadotti di HS2 e di ridurre i tempi di progettazione dei viadotti da circa un mese ad appena un'ora.
Tradizionalmente il processo di progettazione ingegneristica per definire la geometria di un viadotto e quantificare i materiali necessari richiede circa quattro settimane. Una volta definiti, non c'è quasi mai la possibilità di rivedere i progetti a causa della natura dei programmi di consegna dei progetti.
Tuttavia, sfruttando quella che è essenzialmente la stessa tecnologia di progettazione intelligente che Altair utilizza per progettare componenti e assemblaggi all'interno dei moderni velivoli e veicoli automobilistici, al fine di ridurre al minimo la quantità di materie prime utilizzate, il team di collaborazione con HS2 dell'azienda ha testato e perfezionato il processo guidato da OptiStruct per il settore dell'ingegneria civile.
La tecnologia consente agli ingegneri di flettere il progetto di un viadotto. Ad esempio, si può aumentare la lunghezza della campata tra ogni pilone di sostegno, riducendo così il numero complessivo di piloni; oppure si può snellire l'impalcato che trasporta il treno, riducendo così i costi, le emissioni di carbonio e i tempi di costruzione. La tecnologia prende in considerazione i requisiti operativi di un viadotto, tra cui la velocità, la frequenza e il carico di frenata dei treni ad alta velocità che trasporterà durante la sua vita operativa. Quindi esegue milioni di iterazioni di progettazione basate sulle proprietà fisiche di tutti i materiali con cui sarà costruito, compresi cemento e acciaio, per produrre un progetto ottimizzato. Utilizzando i materiali da costruzione nel modo più efficiente, senza compromettere la resistenza o la longevità, le due aziende stimano che OptiStruct potrebbe ridurre la quantità di carbonio incorporata nelle strutture fino al 10%.
HS2 Ltd intende affidare alla tecnologia Altair la progettazione di viadotti e ponti per le fasi 2a e 2b del programma ferroviario ad alta velocità.
