Cosa sono le indagini

Le indagini e controlli non distruttivi nel settore civile hanno assunto negli ultimi anni una sempre maggiore rilevanza soprattutto nel controllo delle strutture di cemento armato. Le tecniche di indagine si stanno affinando e sono ora supportate da normative sia in ambito nazionale che in ambito internazionale.

Se per il settore industriale il livello di indagine, inteso come metodi, strumenti procedure e valutazione dei dati ha raggiunto un livello invidiabile agli occhi internazionali, supportati da norme e leggi ben definite, l’organizzazione, i metodi e interpretazione dei risultati ottenuti da campagne di indagine finalizzate alla diagnosi strutturale è un settore in cui la normativa in Italia è ad oggi carente, e si attende che questa mancanza venga al più presto colmata dalle linee Guida attualmente in fase di elaborazione da parte del consiglio superiore dei lavori pubblici.

Cenni sui Controlli non Distruttivi

Le prove eseguibili su strutture in calcestruzzo, calcestruzzo armato e precompresso o muratura al fine di controllarne la qualità e stimare le caratteristiche meccaniche si dividono in:
1. Prove distruttive – metodologie altamente invasive – comportano il deterioramento del campione o dell’elemento in esame
2. Prove semi distruttive – metodologie lievemente invasive – comportano lievi deterioramenti del campione o elemento in esame, facilmente ripristinabile.  
3. Prove non distruttive – metodologie non invasive  - non comportano nessun deterioramento degli elementi in esame.
a. Monitoraggi
b. Indagini sulle murature

Per quanto riguarda il carattere di questi ultimi metodi di indagine, non invasivi, si evidenzia l’applicabilità a opere realizzate, in sito, rispettando l’integrità delle strutture e consentendo l’individuazione della disposizione geometrica, delle condizioni effettive della struttura e l’accertamento delle caratteristiche fisiche e meccaniche del conglomerato cementizio.
L’esigenza di conoscere le proprietà meccaniche del calcestruzzo in un determinato momento della stagionatura o della vita dell’opera nasce quando:

· Insorgono dubbi sulla non conformità della resistenza a compressione valutata sui cubi o cilindri regolamentati o sulla reale resistenza del conglomerato a seguito delle modalità di posa in opera.
· Siamo in presenza di cambio di destinazione di uso di una struttura esistente
· A seguito di particolari eventi esterni, la struttura ha subito un danno serio ( incendio, sisma, ecc..)
· Si rende necessario stimare la resistenza reale di un calcestruzzo in diverse condizioni o a diversi stadi della costruzione

I controlli non distruttivi, con opportune operazioni di taratura, presentano sufficienti livelli di affidabilità; da non dimenticare che per quanto accurati siano i risultati ottenuti per mezzo di indagini non invasive, queste non sono da considerarsi come metodi alternativi o sostituire quelli di tipo distruttivo e quelli richiamati per legge.

Attualmente attraverso l’utilizzo di questi sistemi di verifica, possiamo STIMARE  la resistenza a compressione del calcestruzzo.

Sebbene la normativa nazionale non regolamenta con procedure giuste le prove non distruttive – settore civile – il loro largo e indispensabile impiego ha suggerito al Servizio Tecnico Centrale della Presidenza del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici, la preparazione di un documento “linee guida”, con finalità informativa ed illustrativa in ordine ai contenuti tecnico scientifici degli stessi controlli non distruttivi e delle ricadute rispetto al contesto normativo.
La possibilità di poter eseguire controlli non distruttivi e il verificarsi di particolari eventi calamitosi, che purtroppo hanno avuto gravi perdite in vite umane, ha fatto sì che l’Istituzione richieda il censimento dei manufatti esistenti nel territorio nazionale con priorità con quelli aventi carattere strategico (ospedali, scuole, asili, caserme, centrali elettriche, nucleari) in modo da verificare le loro condizioni di adeguatezza a svolgere le funzioni per cui sono state progettate, analizzare i livelli prestazionali e i margini di sicurezza strutturali attraverso un programma di diagnosi dei degradi e/o delle insufficienze tecnologiche. ( indagini prove, monitoraggi ).

Prove semi-distruttive e non distruttive
 
Questa metodologia di prova, così come descritto nella propria terminologia tecnica, non comportano la distruzione del provino in esame o dell’elemento indagato, inoltre, vengono eseguite prevalentemente in sito, senza pregiudicare la sicurezza alle strutture o agli elementi indagati.
Queste prove se condotte secondo determinate procedure, con buona conoscenza dei materiali, delle metodologie, e delle strumentazioni, danno informazioni precise e rapide che opportunamente elaborate forniscono buoni risultati.
Attraverso queste prove, possiamo raggiungere i seguenti obbiettivi:
· Verifica delle strutture/edifici che non dispongono delle informazioni sulle modalità di esecuzione e sulle caratteristiche dei materiali impiegati.
· Controllo delle conformità qualora la documentazione di collaudo in corso viene a mancare
· Controllo a seguito di opere di adeguamento e/o consolidamento delle strutture
· Verifica delle strutture in corso d’opera
· Controlli dello stato di quelle strutture che sono state vittime di eventi quali incendi, esplosioni, eccessi di carichi ecc..
· Verifiche periodiche attraverso il monitoraggio delle deformazioni, come previsto dal capitolato di appalto speciale.
 
Classifichiamo le prove distruttive e semidistruttive che possono essere eseguite sul calcestruzzo armato, normale e precompresso e muratura:

Metodi meccanici
a. Metodi di durezza superficiale
b. Metodi di estrazione di elementi pre-inglobati o post-inseriti (Pull-Out)
c. Metodi di flessione superficiale (break-off)
d. Metodi di penetrazione (Sonda Windsor)
e. Microcarotaggio

Metodi acustici
a. Metodi microsismici
b. Tomografia sonica
c. Metodi di caratterizzazione dinamica                            
d. Metodo della frequenza di risonanza

Metodi combianti
a. Ultrasuoni + sclerometro (SonReb)

Metodi chimici
a. Metodi per la misura della pofrondità degli strati carbonatati
b. Analisi quantitativa degli ione-cloro

Metodi elettrochimici
a. Metodi di misura del potenziale elettrochimico delle barre di armatura

Metodi magnetici
a. Indagine magnetometrica per la localizzazione delle barre di armatura (Parcometro)

Metodi elettromagnetici
a. Radiografia
b. Radiometria
c. Metodo radar (Georadar)

A queste metodologie di indagine, andiamo ad aggiungere una ulteriore serie di prove e indagini che possono essere eseguite in sito, quali:

1. Monitoraggio dei quadri fessurativi

Attraverso l’utilizzo di fessurimetri, deformometri elettronici o meccanici, ecc..

2. Indagini sulle murature

Negli edifici in muratura, durante gli interventi di consolidamento e monitoraggio, finalizzati alla verifica della consistenza del tessuto murario vengono utilizzati metodi di controllo che non devono alterare lo stato di equilibrio strutturale, considerate anche le particolari caratteristiche meccaniche della muratura.
Questi metodi di controllo oltre a fornire informazioni sulla consistenza della struttura, quindi sulla idoneità statica della stessa, forniscono informazioni sulle condizioni e le cause di degrado (alterazioni chimico-fisiche dei suoi componenti principali, quali malta e mattoni) soprattutto per le effetto delle condizioni atmosferiche in particolare dell’acqua piovana.
Tra i metodi più usati per indagare su questi tipi di struttura troviamo i metodo sonico ed ultrasonico, ma anche sistemi di tomografia sonica, indagini radar e analisi termografiche. Di non minore importanza sono i carotaggi e le prove con martinetti piatti che, anche se classificato come metodo semi-distruttivo, permette di valutare le caratteristiche meccaniche della muratura in sito.
Da non sottovalutare il ruolo importante che gioca l’interazione tra terreno e struttura per la valutazione degli effetti dei cedimenti del terreno di fondazione. Attraverso indagini geotecniche in sito si possono reperire queste informazioni.

Le prove più importanti che possiamo eseguire sulle strutture in muratura sono:
a. indagini soniche,
b. georadar
c. endoscopia
d. carotaggi
e. martinetti piatti
1. singolo
2. doppio

Commenti

E’ da tenere in considerazione che non tutte le metodologie utilizzate per l’esecuzione di prove non distruttive sono da considerarsi del tutto affidabili in quanto in alcuni casi le curve di correlazione non sono state ottenute sperimentalmente da materiale simile a quello utilizzato per la struttura in opera, ma sulla base di provini già confezionati in laboratorio, quindi con calcestruzzi con caratteristiche compositive molto diverse.
Tali limitazioni possono essere superate, in parte, grazie alla realizzazione di curve di correlazione che scaturiscono da prove ed indagini dirette sul materiale indagato attraverso l’utilizzo dei metodi combinati.
L’esecuzione di queste prove, e la successiva interpretazione dei dati, presuppone una grande conoscenza, da parte dell’operatore, dei materiali e delle metodologie impiegate.