31 Gennaio 2024
Una delle problematiche che caratterizza il comparto delle costruzioni è il degrado del cemento, materiale, soggetto a una serie di fattori che possono provocarne il deterioramento, come l’umidità, la corrosione e le sollecitazioni meccaniche. Le tecniche di Valutazione Non Distruttiva (NDT) rappresentano un metodo non invasivo e preciso per rilevarne il degrado e comprendono un’ampia gamma di metodologie, tra cui l’analisi ultrasonica, la radiografia e la termografia. Queste tecniche permettono di valutare l’integrità strutturale degli edifici e di rilevare precocemente segni di degrado nei materiali, in maniera non distruttiva. La non invasività e l’autodiagnosi sono caratteristiche fondamentali delle NDT, che permettono di monitorare l’integrità delle costruzioni con minimi interventi fisici.
Nel delicato campo del restauro, tali metodologie consentono di analizzare la struttura degli edifici storici senza comprometterne l’integrità, mantenendo inalterato il valore storico e culturale degli edifici.
Un esempio emblematico dell’uso delle tecniche NDT è il restauro di edifici antichi colpiti da terremoti. In Italia, ad esempio, dopo eventi sismici come quelli che hanno colpito l’Abruzzo o il Friuli, le tecniche NDT sono state impiegate per valutare l’integrità strutturale dei monumenti storici. La termografia infrarossa1, in particolare, è stata utilizzata per rilevare anomalie termiche che possono indicare presenza di umidità, cavità nascoste o difetti strutturali nelle mura.
Un altro esempio è l’utilizzo dell’ecotomografia ultrasonica2 nel restauro di strutture in muratura. Questa tecnica, che impiega onde sonore ad alta frequenza, è stata usata per mappare la consistenza interna dei muri, rilevando la presenza di vuoti, crepe interne o zone di debolezza che non sono visibili esternamente. Nel restauro di palazzi storici in diversi centri storici italiani, l’ecotomografia ha permesso di individuare aree di degrado nascosto, guidando gli interventi di consolidamento in modo mirato e conservativo.
Inoltre, le tecniche di rilievo laser 3D3, come la scansione laser a scansione terrestre (TLS), sono state ampiamente utilizzate per il rilevamento preciso delle geometrie di edifici storici: attraverso la creazione di modelli 3D dettagliati, gli esperti possono analizzare deformazioni, inclinazioni e altri cambiamenti strutturali nel tempo. Uno degli esempi più noti è quello del Duomo di Milano, dove la scansione laser 3D ha fornito dati preziosi per il monitoraggio delle deformazioni strutturali nel corso del tempo.
L’impiego delle tecniche di Valutazione Non Distruttiva (NDT) nel settore delle costruzioni sta diventando sempre più rilevante, anche ai fini della sostenibilità. Queste tecniche sono utilizzate per valutare la qualità e l’integrità di materiali innovativi e sostenibili, inclusi quelli con materiali riciclati, contribuendo così a ridurre l’impatto ambientale nel settore. Un esempio concreto dell’impiego di queste tecniche è stato l’uso dell’analisi ultrasonica nella Torre Allianz a Milano, una struttura che ha integrato l’uso di calcestruzzo riciclato nelle sue fondamenta, tecnica che ha permesso di valutare la qualità e la resistenza del cemento, assicurando che le proprietà del materiale riciclato fossero conformi alle normative di sicurezza e durabilità. Indagini soniche sono state utilizzate per testare l’integrità di strutture realizzate con materiali sostenibili, inclusi pannelli di riciclo e materiali compositi nella ristrutturazione del Museo Egizio di Torino; ciò ha permesso di verificare che queste soluzioni innovative non compromettessero la stabilità e la sicurezza del museo.
I sensori per il monitoraggio continuo del cemento rappresentano una frontiera tecnologica emergente nel campo dell’ingegneria civile e strutturale. Questi dispositivi possono essere integrati nelle strutture per fornire dati in tempo reale su resistenza, durabilità e presenza di difetti, contribuendo notevolmente alla sicurezza, alla manutenzione preventiva e alla longevità delle costruzioni. Grazie ai dati forniti dalle tecniche NDT, è possibile pianificare interventi di restauro e manutenzione più mirati. Per esempio, la rilevazione tempestiva di fessure nel cemento consente di intervenire prima che il problema si aggravi, prolungando la vita della struttura e riducendo i costi con interventi di recupero mirati. Esempi importanti del loro utilizzo includono la Sydney Opera House, dove i sensori monitorano continuamente eventuali variazioni strutturali, ed altri fattori meteo-ambientali che potrebbero influenzare l’integrità dell’opera o i sensori installati lungo il Tunnel della Manica che forniscono dati continui sulla stabilità strutturale, sulle condizioni ambientali e sulle pressioni esercitate dal terreno e dall’acqua. Questi dati sono essenziali per mantenere la sicurezza di una delle arterie di trasporto più trafficate al mondo. Un altro esempio illustre è costituito dai sensori Integrati nel Viadotto di Millau, in Francia, dotato di sensori che monitorano l’umidità, la temperatura e la resistenza del calcestruzzo.
1 La termografia infrarossa è una tecnica NDT che utilizza la radiazione infrarossa per rilevare differenze di temperatura. Questa tecnica può essere utilizzata per identificare distacchi di materiali e di intonaci, o vuoti di materiale interni negli edifici storici, nonché problemi di umidità nascosti nelle mura.
2 L’ecotomografia ultrasonica è una tecnica NDT che utilizza onde sonore ad alta frequenza per mappare la consistenza interna di un materiale. Questa tecnica può essere utilizzata per rilevare la presenza di vuoti, crepe interne o zone di debolezza nel cemento.
3 La scansione laser 3D è una tecnica di rilievo che utilizza un laser per creare un modello digitale di una superficie. Questa tecnica può essere utilizzata per rilevare deformazioni, inclinazioni e altri cambiamenti strutturali in edifici storici.
Questi sensori aiutano a garantire che il ponte rimanga sicuro e stabile nonostante le variazioni climatiche e l’usura nel tempo. L’implementazione di sistemi di sensori per il monitoraggio continuo nelle strutture fornisce dunque un metodo affidabile e proattivo per la gestione della manutenzione e della sicurezza e permette di passare da un approccio reattivo, basato su ispezioni e manutenzioni periodiche, a uno proattivo, con interventi tempestivi basati su dati reali. In definitiva, questa tecnologia migliora la sicurezza delle strutture, preserva il patrimonio culturale e storico e assicura la sicurezza dei cittadini, rendendo le città e le infrastrutture più resilienti e sostenibili.
Queste tecniche, sebbene altamente efficaci, presentano delle problematiche: l’interpretazione dei dati raccolti richiede una notevole esperienza e competenza tecnica, e in alcuni casi, come nella termografia, sono necessarie condizioni ambientali specifiche per ottenere risultati accurati. Nonostante queste sfide, l’uso delle tecniche NDT nel restauro e consolidamento rappresenta un punto di incontro tra la la necessità di garantire la sicurezza e la stabilità delle strutture nel lungo termine e la conservazione del patrimonio storico e moderno.
Guardando al futuro, l’adozione sempre più ampia di queste tecnologie potrebbe portare a un’evoluzione nel modo in cui manteniamo e conserviamo le nostre costruzioni, spingendo il settore verso un orizzonte più sostenibile e sicuro.
L’impiego delle tecniche di Valutazione Non Distruttiva (NDT) nel settore delle costruzioni acquista un’importanza cruciale non solo alla luce di tragedie come il crollo del Ponte Morandi a Genova, ma anche considerando crolli di viadotti e strutture in calcestruzzo armato che, pur non avendo avuto esiti tragici, hanno comportato ingenti costi e prolungati tempi di esecuzione per la ricostruzione. Questi eventi sottolineano la necessità di un monitoraggio efficace e di una manutenzione preventiva delle infrastrutture, aspetti nei quali le NDT possono giocare un ruolo fondamentale. Queste tecniche avanzate offrono infatti la possibilità di rilevare precocemente problemi strutturali, consentendo di intervenire prima che si verifichino crolli o danni gravi. Questo non solo ha il potenziale di salvare vite, ma anche di ridurre significativamente i costi economici associati ai lavori di riparazione e ricostruzione, minimizzando i disagi per la comunità. Nonostante i chiari benefici, persiste una certa riluttanza nel quadro politico e normativo attuale nell’accogliere queste innovazioni tecnologiche, limitando di fatto l’utilizzo su larga scala di metodi che potrebbero migliorare notevolmente la sicurezza e l’efficienza nelle infrastrutture e ridurre i costi di manutenzione.
È quindi fondamentale ed auspicabile avviare un dialogo costruttivo ed interdisciplinare tra professionisti, esperti di restauro e policy maker per promuovere una più ampia comprensione ed adozione delle tecniche NDT la cui integrazione nel settore delle costruzioni rappresenta non solo un avanzamento tecnologico, ma un passo cruciale verso un approccio più proattivo e responsabile nella costruzione e manutenzione delle strutture urbane.
In definitiva, un cambiamento di prospettiva nelle politiche, orientato verso la sicurezza e la prevenzione, è indispensabile per prevenire non solo futuri disastri come il crollo del Ponte Morandi, ma anche per gestire in modo più efficace e sostenibile le infrastrutture, riducendo i costi e i tempi associati a lavori di riparazione e ricostruzione, e garantendo così la sicurezza e il benessere dei cittadini e la possibilità di intervenire in maniera più diffusa sul territorio grazie alla riduzione dei costi ed alla possibilità di prioritarizzare gli interventi sulla base di dati ed analisi oggettive e continue e garantendo, in definitiva un futuro più sicuro e sostenibile per le infrastrutture urbane e le comunità che in esse vivono e si muovono.
Bibliografia
- Bertolini, L., & Pignatelli, G. (2010). Prove non distruttive: principi e applicazioni. Hoepli.
- Betti, C., & De Marco, A. (2019). Valutazione non distruttiva delle strutture. Franco Angeli.
- Casula, G., & Fais, S. (2012). Application of non-destructive testing methods to the assessment of masonry structures. Construction and Building Materials, 37, 326-334.
- De Marco, A. (2014). Una metodologia di indagine basata su tecniche NDT per la mitigazione del rischio sismico di beni storici soggetti a tutela. Giornale delle Prove non Distruttive – Monitoraggio Diagnostica (PnD-MD), Settembre 2014, in press.
- Mazzotti, A., & Mazzotti, C. (2018). Prove non distruttive e prove distruttive per il controllo delle strutture. Maggioli.
- McCann, D.M., & Forde, M.C. (2001). Review of NDT methods in the assessment of concrete and masonry structures. NDT and E International, 34(2), 71-84.
Autore Alberto Forte
