Il design attivo è un insieme di principi di costruzione e pianificazione che promuovono l’attività fisica. La progettazione attiva in un edificio, un paesaggio o una città integra l’attività fisica nella routine quotidiana degli occupanti, come camminare verso il negozio o fare una fotocopia. La progettazione attiva coinvolge urbanisti, architetti, ingegneri dei trasporti, professionisti della salute pubblica, leader della comunità e altri professionisti nella costruzione di luoghi che incoraggiano l’attività fisica come parte integrante della vita. Pur non essendo parte integrante del design attivo, la maggior parte dei progettisti che utilizzano il “design attivo” si preoccupano anche della vita produttiva dei loro edifici e dell’impronta ecologica del loro edificio. Sebbene ambiti come la vita e l’impronta ecologica degli edifici non facciano parte della “progettazione attiva”,la maggior parte dei designer ne tiene conto nel proprio lavoro.

In Nord America, il design attivo è anche noto come design della comunità sano, questo tipo di design è la pianificazione e la progettazione di comunità che rendano più facile per le persone vivere una vita sana. La progettazione di una comunità sana offre importanti vantaggi: riduce la dipendenza dall’automobile costruendo case, aziende, scuole, chiese e parchi più vicini l’uno all’altro in modo che le persone possano camminare o andare in bicicletta più facilmente tra di loro. Fornisce opportunità alle persone di essere fisicamente attive e socialmente impegnate come parte della loro routine quotidiana, migliorando la salute fisica e mentale dei suoi cittadini. Consente alle persone, se lo desiderano, di invecchiare sul posto e rimanere per tutta la vita in una comunità che riflette i loro mutevoli stili di vita e le mutevoli capacità fisiche.

I luoghi sani sono quelli progettati e costruiti per migliorare la qualità della vita di tutte le persone che vivono, lavorano, imparano e giocano all’interno dei loro confini: la persona è libera di fare scelte tra una varietà di opzioni salutari, disponibili, accessibili e convenienti. Incoraggiare l’uso misto del suolo e una maggiore densità del suolo per accorciare le distanze tra case, luoghi di lavoro, scuole e attività ricreative in modo che le persone possano raggiungere a piedi o in bicicletta più facilmente. Fornire un buon trasporto di massa per ridurre la dipendenza dalle automobili. Costruisci una buona infrastruttura per pedoni e biciclette, inclusi marciapiedi e piste ciclabili che siano rimossi in sicurezza dal traffico automobilistico, nonché buone leggi sul diritto di precedenza e segnaletica chiara e facile da seguire. Garantire la disponibilità di alloggi a prezzi accessibili per le persone di tutti i livelli di reddito.*Creare centri comunitari in cui le persone possono riunirsi e socializzare come parte delle loro attività quotidiane. E offrono accesso a spazi verdi e parchi.

In Inghilterra
Sport England ritiene che l’ambiente costruito abbia un ruolo fondamentale da svolgere per incoraggiare le persone a essere fisicamente attive come parte della loro vita quotidiana, consentendo alle comunità di condurre stili di vita più attivi e sani. Nel 2007 Sport England e David Lock Associates hanno pubblicato Active Design, che ha fornito una serie di linee guida di progettazione per aiutare a promuovere le opportunità per lo sport e l’attività fisica nella progettazione e nel layout del nuovo sviluppo. La guida è stata sviluppata in due fasi. La prima fase (2005) ha sviluppato i tre oggetti chiave di design attivi per migliorare l’accessibilità, migliorare i servizi e aumentare la consapevolezza (“le 3 A”). La seconda fase ha incluso due sessioni degli stakeholder (maggio e ottobre 2006) che hanno ampliato “le 3 A” in un approccio basato su criteri.Questi criteri hanno formato la guida che è stata pubblicata nel 2007. La guida è stata supportata dal CABE, dal Dipartimento della salute e dal Dipartimento per la cultura, i media e lo sport.

Nel 2014, Sport England ha tenuto una sessione delle parti interessate composta da una serie di organismi e individui tra cui professionisti della pianificazione urbana e della salute pubblica per discutere se la progettazione attiva fosse ancora rilevante nell’attuale contesto di pianificazione e salute, e hanno concluso che lo era. La guida è stata rivista, mantenendo “le 3 A” e affinando l’approccio basato su criteri ai dieci principi della progettazione attiva. Il design attivo rivisto è stato pubblicato nel 2015 ed è stato supportato da Public Health England.

Nel 2016 Active Design: Planning for Health and Wellbeing through Sport and Physical Activity è stato selezionato per un premio al Royal Town Planning Institute (RTPI) Awards for Planning Excellence. Active Design è stato selezionato nella categoria “Eccellenza nella progettazione per la comunità e il benessere”.

Nel 2017 Sport England ha preparato due film d’animazione, Active Design di Sport England e The Ten Principles of Active Design, oltre a tre ulteriori casi di studio.

I principi di progettazione attiva stanno diventando sempre più integrati nella pratica dell’ambiente costruito e nella progettazione del luogo, con un elenco crescente di autorità locali in Inghilterra che fanno riferimento alla guida alla progettazione attiva di Sport England nella politica di pianificazione. Nel 2018 il design attivo è stato incorporato nei principi della rivista “Essex Design Guide” (preparata dall’Essex County Council e supportata da Sport England).

In New York
Riconoscendo che l’inattività fisica era un fattore significativo nella riduzione della durata della vita, in particolare perché promuoveva l’obesità, l’ipertensione e la glicemia alta, tutti precursori della morte prematura, i responsabili della pianificazione a New York City hanno sviluppato una serie di linee guida che, tra l’altro , speravano di promuovere la salute promuovendo l’attività fisica. Hanno pubblicato queste linee guida nel gennaio 2010. Le linee guida si basavano anche sulle preoccupazioni relative alla longevità della costruzione e ai costi ecologici, che è generalmente noto come “progettazione sostenibile”. L’impulso per le linee guida è iniziato nel 2006 con il Dipartimento di salute e igiene mentale di New York (DOHMH) che ha poi collaborato con l’American Institute of Architects di New York Chapter per tenere una serie di conferenze note come conferenze “Fit City”.

Da questo processo sono emersi quattro concetti chiave: Gli edifici dovrebbero incoraggiare un maggiore movimento fisico al loro interno per utenti e visitatori Le città dovrebbero fornire spazi ricreativi che siano accessibili e incoraggiare l’attività fisica per una varietà di età, interessi e abilità I sistemi di trasporto nelle città dovrebbero incoraggiare l’attività fisica attività e dovrebbero proteggere l’uso dei veicoli non a motore Le città, le aree di mercato e gli edifici dovrebbero fornire un facile accesso al cibo e ad ambienti per un’alimentazione sana Da New York City il movimento attivo del design si è diffuso negli Stati Uniti e nel mondo.

Obiettivi
La malattia può portare a non lavorare in modo efficiente ed efficace. I lavoratori inefficienti nella forza lavoro causano danni all’azienda e alle persone nella comunità. Il design attivo si sforza di avere un impatto sulla salute pubblica non solo fisicamente ma anche mentalmente e socialmente. Ad esempio, la progettazione attiva nei trasporti supporta un ambiente sicuro e vivace per pedoni, ciclisti e passeggeri in transito. Crea edifici che incoraggiano un maggiore movimento fisico all’interno di un edificio sia da parte degli utenti che dei visitatori. La progettazione attiva dei siti ricreativi modella spazi di gioco e attività per persone di età, interessi e abilità diverse. Inoltre, una migliore accessibilità al cibo può migliorare la nutrizione nelle comunità che ne hanno più bisogno.

Effetti
Ci sono pochi studi sugli effetti dell’implementazione di concetti di progettazione attiva, ma sono generalmente d’accordo sul fatto che l’attività fisica degli occupanti sia aumentata. Trasferirsi in un edificio di design attivo sembrava avere benefici per la salute fisica dei lavoratori, ma le percezioni dei lavoratori sulla produttività riguardo al nuovo ambiente di lavoro sono cambiate. Uno studio ha riportato che il personale trasferito in un edificio di progettazione attivo ha ridotto il tempo trascorso seduto di 1,2 ore al giorno. Non c’è stato un aumento significativo della qualità del lavoro autovalutata o della motivazione legata al lavoro, ma non ci sono stati feedback negativi in ​​queste aree.

Implementazione
I concetti di design attivi possono essere applicati nel rimodellamento o nel riutilizzo di edifici e paesaggi esistenti. Alcuni elementi includono l’allargamento dei marciapiedi e delle strisce pedonali; installazione di elementi di moderazione del traffico che rallentano la velocità di guida; realizzare scale accessibili, visibili, attraenti e ben illuminate; rendere le aree ricreative, come parchi, piazze e campi da gioco, più accessibili da pedoni e ciclisti. Le persone sarebbero più attive se i luoghi di svago fossero raggiungibili a piedi.

Ci sono una serie di preoccupazioni con l’adozione di programmi di progettazione attiva. Le comunità in via di sviluppo non sempre accettano nuove forme di architettura e di vita. L’integrazione del design attivo può entrare in conflitto con l’assicurare che la cultura storica sopravviva. L’architettura vernacolare può essere abbandonata perché considerata insufficiente o scomoda.

Struttura attiva
Una struttura attiva (nota anche come struttura intelligente o adattiva) è una struttura meccanica con la capacità di alterare la sua configurazione, forma o proprietà in risposta ai cambiamenti nell’ambiente. La struttura attiva si riferisce anche a strutture che, a differenza delle strutture ingegneristiche tradizionali (ad esempio, ponti, edifici), richiedono un movimento costante e quindi un assorbimento di potenza per rimanere stabili. Il vantaggio delle strutture attive è che possono essere molto più massicce di una struttura statica tradizionale: un esempio potrebbe essere una fontana spaziale, un edificio che si estende nello spazio.

Il risultato dell’attività è una struttura più adatta al tipo e all’entità del carico che sta portando. Ad esempio, un cambiamento di orientamento di una trave potrebbe ridurre il livello massimo di sollecitazione o deformazione, mentre un cambiamento di forma potrebbe rendere una struttura meno suscettibile alle vibrazioni dinamiche. Un buon esempio di struttura adattiva è il corpo umano in cui lo scheletro trasporta un’ampia gamma di carichi e i muscoli cambiano la sua configurazione per farlo. Considera di portare uno zaino. Se la parte superiore del corpo non regolasse leggermente il centro di massa dell’intero sistema piegandosi in avanti, la persona cadrebbe sulla schiena.

Una struttura attiva è costituita da tre componenti integrali oltre alla parte portante. Sono i sensori, il processore e gli attuatori. Nel caso di un corpo umano, i nervi sensoriali sono i sensori che raccolgono le informazioni dell’ambiente. Il cervello funge da processore per valutare le informazioni e decidere di agire di conseguenza e quindi istruisce i muscoli, che fungono da attuatori per rispondere. Nell’ingegneria pesante, esiste già una tendenza emergente a incorporare l’attivazione in ponti e cupole per ridurre al minimo le vibrazioni sotto i carichi del vento e dei terremoti.

L’ingegneria aeronautica e l’ingegneria aerospaziale sono state la principale forza trainante nello sviluppo di moderne strutture attive. Gli aerei (e i veicoli spaziali) richiedono adattamento perché sono esposti a molti ambienti diversi, e quindi a carichi, durante la loro vita. Prima del lancio sono soggetti a gravità o carichi morti, durante il decollo sono soggetti a carichi dinamici e inerziali estremi e in volo devono essere in una configurazione che riduce al minimo la resistenza ma favorisce la portanza. Un grande sforzo è stato dedicato alle ali adattive degli aerei per produrne una in grado di controllare la separazione degli strati limite e la turbolenza.

Molte strutture spaziali utilizzano l’adattività per sopravvivere a sfide ambientali estreme nello spazio o per ottenere precisioni precise. Ad esempio, antenne spaziali e specchi possono essere attivati ​​per un orientamento preciso. Con l’avanzare della tecnologia spaziale, alcune apparecchiature sensibili (vale a dire strumenti ottici interferometrici e astronomici a infrarossi) devono essere precise in posizione delicate come pochi nanometri, mentre la struttura attiva di supporto ha dimensioni di decine di metri.

Design
Gli attuatori di fabbricazione umana esistenti sul mercato, anche i più sofisticati, sono quasi tutti unidimensionali. Ciò significa che sono solo in grado di estendersi e contrarsi lungo o ruotare attorno a 1 asse. Gli attuatori in grado di muoversi in entrambe le direzioni avanti e indietro sono noti come attuatori a due vie, al contrario di attuatori unidirezionali che possono muoversi solo in una direzione. La capacità di limitazione degli attuatori ha limitato le strutture attive a due tipi principali: strutture a traliccio attive, basate su attuatori lineari, e bracci manipolatori, basati su attuatori rotanti.

Una buona struttura attiva ha una serie di requisiti. Innanzitutto, deve essere facilmente attivato. L’attuazione dovrebbe essere a risparmio energetico. Una struttura che è molto rigida e resiste fortemente al morphing non è quindi desiderabile. In secondo luogo, la struttura risultante deve avere integrità strutturale per sostenere i carichi di progetto. Pertanto, il processo di attuazione non dovrebbe compromettere la resistenza della struttura. Più precisamente, possiamo dire: Cerchiamo una struttura attiva dove l’azionamento di alcuni membri porterà ad un cambiamento di geometria senza alterare sostanzialmente il suo stato di sollecitazione. In altre parole, una struttura che abbia sia determinatezza statica che cinematica è ottimale per l’attuazione.

Applicazioni
La tecnologia a controllo attivo viene applicata nell’ingegneria civile, nell’ingegneria meccanica e nell’ingegneria aerospaziale. Sebbene la maggior parte delle strutture di ingegneria civile siano statiche, in alcune strutture civili viene utilizzato il controllo attivo per l’impiego contro il carico sismico, il carico del vento e le vibrazioni ambientali. Inoltre, si propone di utilizzare il controllo attivo per scopi di tolleranza ai danni in cui l’intervento umano è limitato. Korkmaz et al. ha dimostrato la configurazione del sistema di controllo attivo per la tolleranza ai danni e il dispiegamento di un ponte.