Il ruolo delle indagini non distruttive per il miglioramento sismico degli edifici

Il concetto di “miglioramento sismico”, nell’ambito del quale è inquadrato il problema della sicurezza strutturale degli edifici storici – in modo “vincolante” (NTC2008 e Linee Guida Beni Culturali) per quelli soggetti a vincoli di tutela - trova significativa applicazione nel contesto generale dell’approccio ingegneristico alla sicurezza strutturale grazie anche alla sistematica e sempre più avanzata applicazione di tecniche e metodi di indagine che consentono di identificare in modo sempre più approfondito ed affidabile le caratteristiche costruttive proprie della “costruzione esistente” consentendo di valorizzare in termini di possibili prestazioni strutturali sotto le azioni sismiche.

In tale ambito le prove non distruttive rivestono evidentemente un ruolo particolarmente significativo, rispondendo per loro natura al criterio “conservativo” – che definisce la sostanza dell’idea stessa di “miglioramento sismico” – di “minimo intervento” (e/o di minimo impatto dell’intervento) sul costruito storico.

Come è noto, le prove non distruttive non danno misure dirette dei parametri fisici e meccanici dei materiali, dei componenti strutturali e delle loro connessioni dai quali dipende la risposta strutturale della particolare costruzione in esame. La loro efficacia dipende quindi da adeguate calibrazioni, da affinamenti metodologici e dalla progressiva costruzione di adeguate “expertise” derivanti anche dalla loro applicazione sistematica in diversi contesti, quali sono quelli determinati dalle diverse tradizioni costruttive locali.

Il percorso della conoscenza

La conoscenza della costruzione storica in muratura è un presupposto fondamentale sia ai fini di un’attendibile valutazione della sicurezza sismica attuale sia per la scelta di un efficace intervento di miglioramento.

Le problematiche sono comuni a tutti gli edifici esistenti, anche se nel caso del patrimonio culturale tutelato, è ancora più importante conoscere le caratteristiche originarie della fabbrica, le modifiche intercorse nel tempo dovute ai fenomeni di danneggiamento derivanti dalle trasformazioni antropiche, dall’invecchiamento dei materiali e dagli eventi calamitosi; tuttavia, riguardo alla necessità di impedire perdite irrimediabili, l’esecuzione di una completa campagna di indagini può risultare troppo invasiva sulla fabbrica stessa.

Si ha pertanto la necessità di affinare tecniche di analisi e interpretazione dei manufatti storici mediante fasi conoscitive dal diverso grado di attendibilità, anche in relazione al loro impatto. La conoscenza può essere conseguita con diversi livelli di approfondimento, in funzione dell’accuratezza delle operazioni di rilievo, delle ricerche storiche, e delle indagini sperimentali. Tali operazioni saranno funzione degli obiettivi preposti e andranno ad interessare tutto o in parte l’edificio, a seconda della tipologia dell’intervento previsto.
Lo studio delle caratteristiche della fabbrica è teso alla definizione di un modello interpretativo che consenta, nelle diverse fasi della sua calibrazione, sia un’interpretazione qualitativa del funzionamento strutturale, sia l’analisi strutturale per una valutazione quantitativa.

Il grado di attendibilità del modello sarà strettamente legato al livello di approfondimento e ai dati disponibili. Da questo punto di vista sono stati introdotti diversi livelli di conoscenza, ad approfondimento crescente, al quale saranno legati fattori di confidenza da utilizzare nell’analisi finalizzata sia alla valutazione dello stato attuale sia a seguito degli eventuali interventi.
In considerazione delle specifiche modalità di analisi strutturale dei meccanismi di collasso dei manufatti storici in muratura, le indagini conoscitive dovranno concentrarsi prevalentemente sull’individuazione della storia del manufatto (specie in relazione agli eventi sismici pregressi), sulla geometria degli elementi strutturali, sulle tecniche costruttive (con riferimento a quelle abitualmente adottate in ciascun contesto territoriale) e sui fenomeni di dissesto e di degrado.

D’altra parte, le difficoltà connesse con la conoscenza, anche in riferimento alle risorse disponibili e all’invasività delle indagini da eseguire, rendono spesso necessario un confronto con modelli interpretativi a posteriori, basati sull’osservazione e sull’accertamento del funzionamento manifestato dalla costruzione.

Indagini per la caratterizzazione meccanica dei materiali e delle strutture storiche
Il rilievo visivo e alcune indagini preliminari di tipo speditivo possono consentire di giungere a una buona conoscenza e a un giudizio sulla qualità dei materiali e del loro degrado. Tuttavia, in alcuni casi la modellazione del comportamento strutturale, specie nei riguardi dell’azione sismica, richiede la conoscenza di parametri meccanici di deformabilità e resistenza dei materiali.
Tecniche diagnostiche non distruttive di tipo indiretto, quali prove soniche e ultrasoniche, consentono di valutare l’omogeneità dei parametri meccanici nelle diverse parti della costruzione, ma non forniscono stime quantitative attendibili dei loro valori, in quanto essi vengono desunti dalla misura di altre grandezze (ad esempio, la velocità di propagazione di onde di volume).

All’interno dell’articolo:

  • Indagini endoscopiche
  • Rilievi termografici
  • Tomografia sonica
  • Analisi in situ delle caratteristiche meccaniche dei materiali
  • Monitoraggio

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Articolo tratto dagli Atti del XVIII Salone dell'Arte del Restauro e della Conservazione dei Beni Culturali e Ambientali.


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