Marianne Clayton, Head of R&D at IsoTruss, Inc.
L’IsoTruss® brevettato è un’innovativa geometria reticolare composita che prende il nome dal suo schema ripetuto di triangoli isosceli. L’IsoTruss® è stato originariamente inventato dal Dr. David W. Jensen, professore della Brigham Young University (Provo, UT) nel 1994. La geometria IsoTruss® riduce la quantità di materiale necessaria per ottenere prestazioni meccaniche eccellenti. L’innovazione deriva dall’allineamento delle fibre nel materiale composito con la convergenza delle forze in direzione assiale e circonferenziale. La struttura può essere ottimizzata con l’aggiunta o la rimozione di materiale dove necessario per ridurre il peso del prodotto per una determinata applicazione. IsoTruss Inc. fondata nel 2015 da Nathan D. Rich, ha sviluppato la torre IsoTruss® utilizzando la tecnologia brevettata per il mercato globale delle telecomunicazioni, comprese le torri delle reti cellulari, i siti delle celle mobili e le infrastrutture dei fornitori di servizi Internet wireless. La torre IsoTruss® ha vinto il premio 2023 Global Innovation Award di JEC Composites nella categoria Equipment, Machinery & Heavy Industries.
Il prodotto
L’attrattiva dei compositi nelle infrastrutture e nelle costruzioni pesanti in cemento e acciaio deriva dalla riduzione del peso, dalla resistenza alla corrosione e dalla resilienza. Anche nel settore delle telecomunicazioni la trasparenza delle radiofrequenze è un’attrattiva specifica. L’IsoTruss® amplifica ulteriormente i vantaggi dei materiali compositi grazie alla sua geometria reticolare. Lo schema a reticolo della geometria IsoTruss® posiziona le fibre nella direzione delle forze per resistere alle forze assiali, di flessione e torsionali riducendo al minimo l’impiego di materiale e garantendo, al contempo, un’elevata resistenza e rigidità. Il peso ridotto, insieme alla resistenza alla corrosione e alla resilienza, si traduce in vantaggi evidenti nell’installazione e nelle prestazioni.
Vantaggi nell’installazione
Il peso ridotto delle torri IsoTruss® comporta notevoli vantaggi nell’installazione, dalla consegna al montaggio. Le torri IsoTruss® pesano fino a 1/12 rispetto a una torre in acciaio progettata per lo stesso carico. Per quanto riguarda la consegna, ciò significa meno carichi e veicoli più leggeri per raggiungere il sito di installazione. A differenza delle torri in acciaio, le torri IsoTruss® possono essere trasportate con camion leggeri. Per l’installazione vera e propria, richiedono meno attrezzature e meno tempo. Per l’assemblaggio si possono usare gru più piccole e, se necessario, le sezioni della torre possono essere manovrate a mano. Le torri IsoTruss® trasformano l’installazione da un processo di più settimane a uno di tre giorni.
Le torri IsoTruss® si adattano inoltre ad un maggior numero di luoghi di installazione. Sui tetti sono importanti per la copertura del segnale nelle aree urbane, ma può essere costoso e complicato rinforzare gli edifici esistenti per sostenere quelle in acciaio. Invece le torri IsoTruss® sono talmente leggere che non richiedono alcun rinforzo. Anche le aree rurali o di difficile accesso sono luoghi ideali per le torri IsoTruss®, perché il loro peso ridotto offre più opzioni per i metodi di consegna e installazione.
Vantaggi in termini di prestazioni
Le torri IsoTruss® presentano anche importanti caratteristiche prestazionali. La corrosione può causare guasti prematuri nelle torri in acciaio, in particolare nelle zone umide e costiere. Alcuni clienti hanno riferito di una durata di vita inferiore a cinque anni per le torri in ambienti corrosivi. Le torri IsoTruss® in composito sono resistenti alla corrosione, quindi possono durare cinquant’anni o anche più, indipendentemente dalle condizioni ambientali. Anche i costi di manutenzione sono ridotti con i compositi resistenti alla corrosione, poiché non c’è possibilità di marciume o ruggine.
I tralicci compositi IsoTruss® sono più resistenti di quelli in acciaio. La geometria aperta del traliccio riduce la forza di resistenza, come il carico del vento. La riduzione della resistenza aerodinamica, unita alla resistenza alla corrosione, rende le torri IsoTruss® più durevoli anche in ambienti estremi. Ad esempio, le torri IsoTruss® sono rimaste in piedi durante gli uragani nel sud-est degli Stati Uniti e i tifoni nelle Filippine. Lo schema a traliccio fornisce anche una ridondanza strutturale alle torri IsoTruss®, dove il danneggiamento di una parte non causa il cedimento dell’intera struttura.
Applicazioni
Filippine
Nelle Filippine le torri sono esposte a umidità, acqua salata e venti forti. È inoltre necessario disporre di soluzioni in grado di funzionare sui tetti per avere accesso alla rete nelle aree urbane. Le torri IsoTruss® si adattano perfettamente a questi vincoli. I materiali compositi resistenti alla corrosione riducono i problemi di manutenzione e di durata legati all’esposizione dell’acqua e della salsedine. La struttura a traliccio IsoTruss® riduce al minimo l’effetto dei venti forti.
Elk Mountain
Elk Mountain, negli Stati Uniti occidentali, ospita una torre di comunicazione per coordinare gli sforzi dei vigili del fuoco forestali e per rimanere in contatto con i biologi sul campo in località remote. A un’altitudine di oltre 3.300 metri, senza strade di accesso asfaltate, con notevoli nevicate e venti forti, Elk Mountain è accessibile solo nei mesi estivi con veicoli fuoristrada. Il sito di comunicazione ha subito il cedimento di diverse torri in acciaio e si è rivolto a IsoTruss per una nuova soluzione. La torre IsoTruss® installata presso il sito di Elk Mountain è stata consegnata su un rimorchio con un autocarro leggero. La torre è stata installata solo con la manodopera. La torre è stata installata nell’agosto del 2022 e sta ancora funzionando dopo una nevicata particolarmente abbondante durante l’inverno.
Conclusione
Le soluzioni composite offrono numerosi benefici al settore delle telecomunicazioni, perché sono leggere, resistenti alla corrosione, resilienti e possono essere trasparenti alle radiofrequenze. La geometria IsoTruss® aumenta ulteriormente i vantaggi intrinseci dei materiali compositi, allineando le fibre nella direzione delle forze di flessione e assiali, per ottenere strutture ancora più leggere. Questi attributi si traducono in vantaggi per il cliente in termini di installazione e prestazioni.
