Patologie strutturali: classificazione per la determinazione dei tempi di intervento

Le patologie edilizie si manifestano con largo anticipo rispetto all'anomalia funzionale vera e propria

Garantire la sicurezza delle costruzioni - e con esse della stessa vita umana - e saper apportare i giusti rimedi ai danni ed alle anomalie delle strutture richiede adeguata conoscenza dei fattori che determinano il decadimento delle loro prestazioni e di come controllarli. Questi temi rientrano nella branca della Patologia Edilizia, una scienza che tratta dell’ampia serie di problematiche che possono interessare le diverse parti della costruzione, dal suo involucro, allo scheletro e fino al sistema fondale, e che necessita di approcci specialistici multidisciplinari.

Il coordinamento degli studi sulle patologie edilizie in equipe di lavoro rappresenta una modalità fondamentale per poter garantire approcci adeguati in un ambito nel quale gran parte delle cause che mettono a rischio la tenuta delle opere manifestano segnali rilevabili con molto anticipo rispetto alla anomalia funzionale vera e propria.

L’esigenza di garantire la durabilità dei manufatti nel tempo richiama perciò sia alla capacità di saper individuare i fattori critici del sistema strutturale sia all’uso di tecniche che siano in grado di cogliere i parametri maggiormente significativi di particolari stati critici.

Quando, poi, le analisi delle strutture ed infrastrutture sono il presupposto per la programmazione dei piani di finanziamento finalizzati alla manutenzione ed al recupero del patrimonio esistente occorre introdurre criteri di valutazione che siano quanto più oggettivi e comparabili tra loro in modo da intervenire secondo un ordine di priorità che definisca quali tipologie costruttive interessare per prime, anche sulla base dell’importanza delle opere in relazione al loro carattere economico e sociale.

È evidente quanto il criterio stabilito sul piano tecnico sia preponderante rispetto a valutazioni svolte su altri differenti piani, in quanto è l’analisi tecnica che consente la valutazione dei fattori di rischio: essa permette di discernere tra vari scenari e saper individuare quali di questi hanno carattere di urgenza.

È necessario, infatti, riuscire ad individuare parametri di priorità legati, ad esempio, alla ridondanza degli schemi strutturali, alle conseguenze derivanti da un eventuale fallimento del sistema, alle peculiarità delle tecnologie costruttive, alle modalità di recupero dei materiali utilizzati...
Le normative in vigore “pesano” quanto noi conosciamo di una determinata struttura sulla base dei livelli di conoscenza raggiunti (C 8.5.4 circolare NTC 2018).

Questi sono orientativamente definiti in funzione dell’incremento di dati di misurazioni significative, utili a comporre il quadro statistico di riferimento della struttura in esame. Non vi sono, tuttavia, indicazioni su come impostare un piano di approfondimento della conoscenza di una struttura, attività- quest’ultima - che si inserisce nel processo diagnostico vero e proprio il quale, per la sua natura, presuppone un inquadramento unitario e completo dell’intero sistema che compone la costruzione. La conoscenza di una struttura, infatti, è una attività molto complessa la cui accuratezza non corrisponde con la distribuzione o con il numero delle indagini svolte, ma è connessa alla complessità del sistema strutturale.

Il punto di partenza per tracciare un corretto percorso di conoscenza di un’opera è sicuramente l’esame visivo. Sulla base dell’esame a vista è possibile - oltre a classificare la tipologia strutturale e valutare la congruenza di quanto rilevato in sito e quanto deducibile dalla eventuale ricostruzione documentale - individuare le varie fenomenologie in essere, distinguendole in funzione della loro causa scatenante e della loro natura che potrà farle annoverare per il carattere fisiologico o patologico.

Questa prima generale classificazione del fenomeno potrà anche fornire una preliminare interpretazione dell‘anomalia osservata, fornendo indicazioni sui tempi e sulle modalità di intervento. Seguendo tale approccio potrà costruirsi il percorso conoscitivo organizzandolo secondo una precisa gerarchia di diagnosi, a garanzia di analisi che valutino in modo prioritario fattori ritenuti maggiormente critici per la costruzione.

Dopo aver sottoposto la struttura ad un preliminare esame visivo, il tecnico è in grado di cogliere le caratteristiche peculiari dell’organismo strutturale, al fine di redigere una prima catalogazione di tutti i fenomeni osservati: questi possono emergere da disposizioni statiche impegnative, quadri fessurativi su zone critiche, deformazioni o perdite di planarità, degradi materici... Anche segni apparentemente poco significativi sugli elementi non strutturali hanno notevole importanza, come l’alterazione dei colori delle finiture, macchie, presenza di muffe, efflorescenze.

Se da un alto è evidente come la raccolta e catalogazione dei dati raccolti costituisca una attività rilevante ai fini della conoscenza del bene, dall’altro si fatica molto a gestire i dati raccolti attraverso strumenti avanzati. Al pari di quanto avviene per lo studio e la progettazione delle nuove opere, non disponiamo (salvo pochissimi casi: vedi Figura 4) di strumenti ugualmente implementabili per l’analisi delle principali caratteristiche di invecchiamento delle strutture esistenti.

Inoltre, prima di giungere ad un referto, l’inquadramento del sistema che compone l’intera costruzione può aversi solo a seguito di successive iterazioni che alternano le diverse fasi conoscitive: man mano che si procede con il processo conoscitivo potrebbero emergere aspetti trascurati in prima battuta che obbligano a ricalibrare l’intero processo diagnostico.

La sfida dei prossimi anni sarà sicuramente quella di ottimizzare l’uso dei dati rilevati mediante l’impiego di strumenti di analisi capaci di gestire, in modo dinamico, tutte le interrelazioni tra i vari dati raccolti e catalogati.

Le principali difficoltà che abbiamo nel definire idonee procedure di controllo dell’opera durante il suo ciclo in esercizio sono legate alla modalità di raccolta e catalogazione dei parametri della struttura, il cui peso non mai è univocamente determinabile. Esso, infatti, oltre a dipendere da come lo specifico parametro proprio dello stato della struttura si correla con ulteriori parametri che definiscono le condizioni al contorno, è anche fortemente influenzato dal fattore tempo: si opera con valori il cui effetto nell’intero sistema della costruzione è relativo, è da interpretarsi in funzione delle specificità del contesto.
Facciamo un esempio per meglio chiarire il problema: consideriamo le due diverse situazioni riportate nella figure 5 e 6.

Abbiamo in entrambi i casi due lesioni verticali in corrispondenza di un nodo trave-pilastro.
In fase di esame visivo, la morfologia e la disposizione della fessura, isolata, con orientamento verticale, lascia supporre che essa possa dipendere da una problematica di natura fisiologica, probabilmente dettata dall’invecchiamento dell’elemento e da conseguente corrosione dell’armatura sottostante.
La fase di indagine preliminare prevede, perciò, l’esecuzione di un saggio diretto per la messa a nudo delle armature e la deduzione dello stato di conservazione. Si ottengono i seguenti risultati:

1. Nella figura 6, lo stato fessurativo è dovuto all’aumento di volume dettato dall’armatura corrosa. Siamo di fronte ad un fenomeno di natura secondaria: la fessura non è dettata da un meccanismo d’azione agente sull’elemento. Ad esso perciò non è associato un fenomeno con carattere d’urgenza, pertanto il gestore può porvi rimedio con tempi d’intervento programmabili.
2. Nella figura 5, invece, sono state rinvenute armature in perfetto stato conservativo. Il quadro fessurativo infatti era dovuto ad un cedimento differenziale del portale, così come schematizzato in basso. In questo caso ci troviamo davanti ad un fenomeno che potremmo definire di tipo primario: l’elemento è compromesso nella sua funzione statica, pertanto tale situazione rappresenta una problematica da affrontare nell’immediato.

Dato di rilievo della figura 5 è come nel tempo si evolve il quadro fessurativo. La ricostruzione dell’andamento della fessura nel tempo fornisce anch’essa indicazioni sulle modalità di intervento. Se si è in presenza di un fenomeno stabilizzato potrebbe essere sufficiente un intervento di riparazione, al contrario un fenomeno in evoluzione richiederebbe ulteriori analisi e valutazioni.

Due fenomeni apparentemente identici non hanno, dunque, lo stesso “peso”. Inoltre al dato raccolto e catalogato come “presenza di fessura” non può essere attribuita alcuna interpretazione senza valutare anche altri fattori di contesto. In dipendenza di questi la gravità associata potrebbe modificarsi. E’ evidente come una analisi di simili problematiche svolta con metodo scientifico necessiti dell’ausilio di mezzi di calcolo e di piattaforme di gestione dei dati di tipo avanzato.