ANALISI NON DISTRUTTIVE

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1 Materiali e Nuove Tecnologie ANALISI NON DISTRUTTIVE Le analisi non distruttive (AnD) consentono di conoscere le caratteristiche strutturali dei materiali sottoposti a indagine senza alterarne l integrità, mantenendo cioè intatta la loro funzionalità. Costituiscono lo strumento per poter diagnosticare in anticipo le cause di guasti e malfunzionamenti delle opere realizzate dall uomo. L ENEA ha sviluppato nel corso degli anni notevoli conoscenze nel settore delle analisi non distruttive di materiali e componenti di cui bisognava assicurare l integrità e l affidabilità, dato il valore (costo materiale, costo lavorazione) o i rischi ad essi connessi. L Ente dispone oggi di un gran numero di infrastrutture tecnologiche avanzate che utilizza, oltre che a scopo di ricerca, anche a supporto di industrie, società di servizio, operatori pubblici e privati impegnati in attività di innovazione tecnologica finalizzate al miglioramento dell efficienza di produzione e della qualità dei prodotti, alla sicurezza di esercizio di macchine e impianti, alla conservazione del patrimonio artistico, di quello edilizio e più in generale alla sicurezza nei confronti dell uomo e dell ambiente. La strumentazione e le competenze disponibili, in termini sia di metodologie utilizzate sia di capacità professionali, consentono di affrontare e sviluppare efficacemente attività di analisi di particolare complessità e innovazione. Disponendo di pressoché tutte le tecnologie oggi disponibili, l ENEA è in grado di affrontare, ad ampio spettro, le problematiche di controllo non distruttivo attraverso la ricerca e lo sviluppo di nuove soluzioni ricorrendo, ove necessario, anche all impiego di tecniche di analisi incrociate. I principali settori in cui l Ente impiega le analisi non distruttive sono: industriale civile salvaguardia del patrimonio artistico. Laboratorio analisi non distruttive del Centro Ricerche ENEA Casaccia (RM) 1

2 Settore industriale L ENEA fornisce servizi scientifico-tecnologici per la diffusione dei metodi di analisi non distruttive in settori industriali in cui siano coinvolti aspetti di sicurezza, per l'uomo e per l'ambiente, e di garanzia della qualità del prodotto. L Ente sviluppa sistemi per la diagnosi difettologica basati su metodi sia tradizionali sia innovativi, aventi caratteristiche di elevata affidabilità, che vengono utilizzati nella messa a punto dei processi di produzione, nei controlli di qualità del prodotto e per l'ispezione in servizio di componenti di impianto. Offre anche servizi di qualificazione del personale, di sistemi e di prodotti impiegati nelle AnD; allo scopo dispone di un archivio difettologico e di una corrispondente banca dati. L Ente partecipa a diversi progetti europei per lo sviluppo e l applicazione di metodologie e tecnologie diagnostiche avanzate. Le principali attività sono legate alle seguenti metodologie: esami visivi interferometria olografica liquidi penetranti correnti indotte radiografia termografia ultrasuoni ricerca fughe. Settore civile La conoscenza dello stato di degrado delle strutture edilizie e dei materiali che le costituiscono è di fondamentale importanza ai fini della corretta elaborazione di un progetto di recupero o mantenimento. L ENEA dispone di un centro di diagnostica strutturale dotato di strumentazione all avanguardia e di personale altamente qualificato per svolgere attività di controllo e diagnosi dello stato di conservazione di strutture edilizie, nonché di strumenti informatici di supporto alla progettazione di interventi di recupero e manutenzione. L Ente è in grado di eseguire: rilievi e mappature del degrado controlli non distruttivi o semidistruttivi su manufatti caratterizzazione statica e dinamica delle strutture monitoraggio ambientale e strutturale prospezioni geofisiche analisi e prove di laboratorio su materiali e componenti. Bunker radiografico del Centro Ricerche ENEA Trisaia (MT) dotato di: apparecchio radiografico kv/15 ma; potere penetrazione 120 mm Fe; sistema movimentazione: tubo x-y-z; sistema movimentazione oggetti: fino a 1000 kg Laboratorio mobile utilizzato per indagini ed acquisizioni in campo in ambito civile 2

3 Le tipologie di analisi che vengono effettuate sono: - rilievi fotogrammetrici - indagini termografiche - prospezioni radar - indagini ultrasoniche - monitoraggio strutturale - prove con martinetti piatti - prove ambientali. L Ente dispone anche di una unità mobile per svolgere indagini ed acquisizione di dati in campo e di strumenti informatici avanzati per il supporto alla diagnosi dello stato di fatto di patrimoni edilizi esistenti e per la gestione del processo manutentivo e di recupero. Salvaguardia del patrimonio artistico L'Italia possiede circa il 40% delle opere di valore artistico e storico di tutto il mondo. Ciò conferisce al nostro Paese una posizione di privilegio, ma nel contempo lo investe della grave responsabilità di tutelare adeguatamente tale inestimabile patrimonio. La salvaguardia delle opere d'arte, oltre a costituire un debito intellettuale nei confronti del resto del mondo, riveste fondamentale importanza per preservare e valorizzare una notevole risorsa economica derivante dal flusso turistico culturale. Da un ventennio l ENEA è impegnato in attività volte alla conoscenza, tutela e conservazione del patrimonio artistico e culturale del Paese. Partendo dal grande bagaglio tecnologico sviluppato in campi collegati all energia, l Ente ha iniziato, a fianco degli esperti del settore dei beni culturali, un processo di adattamento e orientamento delle proprie conoscenze tecnologiche alla nuova tipologia di domanda che da quel settore proveniva, sperimentando nel contempo nuove tecnologie analitiche. Laboratorio mobile per indagini in campo su opere d arte Oggi l ENEA mette a disposizione del Paese competenze avanzate, tecnologie analitiche altamente sofisticate, strutture di prova complesse, capacità di elaborazione e interpretazione dei risultati. Con esse l Ente effettua indagini e interventi per conto di organismi del Ministero per i Beni e le Attività Culturali, di Enti locali, di istituzioni pubbliche e di privati o a scopo di ricerca nell ambito di programmi nazionali e internazionali con partner italiani e stranieri. L ENEA, oltre che nello sviluppo, si adopera anche nel trasferimento di tali tecnologie e conoscenze a tutti coloro che operano nel settore. Molti degli interventi che l ENEA opera nel settore dei beni culturali consistono o si basano su indagini diagnostiche finalizzate allo studio e alla salvaguardia di tali beni. 3

4 L Ente effettua: indagini sulla struttura delle opere caratterizzazione dei materiali utilizzati comprensione della tecnica costruttiva studi sulla genesi delle opere determinazione dello stato di conservazione individuazione dei fattori di danno e comprensione delle correlazioni causa-effetto. Le diagnosi condotte dall ENEA consentono, pertanto, non solo di suggerire interventi mirati per il restauro delle opere ma anche di dare un contributo alla conoscenza delle tecniche utilizzate dall artista e alla ricostruzione dei processi creativi del passato. Le tecniche necessarie per un intervento diagnostico sono molteplici e richiedono diverse competenze specialistiche. Raramente l applicazione di una singola tecnica diagnostica è in grado di fornire dati completi; quasi sempre bisogna ricorrere all utilizzo di più tecniche analitiche. Inoltre, per una corretta e completa interpretazione dei risultati è necessaria l elaborazione di modelli matematici e l'utilizzo di software sofisticati di trattamento ed elaborazione dei dati. L ENEA possiede queste risorse e le mette a disposizione del Paese. Gli interventi diagnostici che l Ente effettua riguardano: bronzi lapidei dipinti su tavola e tela affreschi e pitture murali ceramiche mosaici edifici e paramenti lapidei. Sino ad oggi sono stati effettuati circa 1000 interventi commissionati da Soprintendenze, Musei, Enti Locali, Fondazioni e privati. Per quanto riguarda i dipinti, sono state studiate alcune centinaia di opere su tela, tavola, affreschi ecc.; l'elevato numero di punti di misura (oltre 12 milioni) ha permesso di realizzare la più vasta banca dati a livello europeo sulle misure di fluorescenza ai raggi x per l'individuazione dei pigmenti utilizzati. Indagini mediante fluorescenza ai raggi x del Pontormo Certosa del Galluzzo 4

5 Metodologie di indagine Esami visivi Principio - Il metodo utilizza le onde elettromagnetiche nella banda del visibile e apparati di ripresa delle immagini al fine di rilevare anomalie superficiali o eseguire controlli dimensionali. Applicazioni - Rilevamento difetti di ossidazione, corrosione, erosione, impatto e criccatura su superfici esterne e interne (endoscopia). Laboratorio esami visivi. Profilometro laser Controlli dimensionali con telemetria optoelettronica, profilometria e rugosimetria laser. Interferometria olografica Principio - Controllo basato sul fenomeno di interferenza ottica che si verifica sovrapponendo due immagini di un oggetto illuminato da una sorgente monocromatica e coerente (luce laser), la cui superficie si deforma impercettibilmente, nella direzione di osservazione, quando gli viene imposta una sollecitazione. Consente di rilevare anomalie strutturali e funzionali di materiali e componenti. Può essere utilizzato su qualunque tipo di materiale. Applicazioni - Controlli strutturali di recipienti in pressione. Controllo della planarità delle superfici. Controllo dei difetti di scollamento in strutture sandwich e a nido d'ape. Analisi degli sforzi nei materiali. Liquidi penetranti Principio - Il metodo si fonda sulla capacità dei liquidi di penetrare per capillarità in piccole fessure, grazie alla bassa tensione superficiale. Esso consente di rivelare sottili discontinuità e difetti superficiali. Possono essere esaminati tutti i tipi di materiale ad eccezione di quelli porosi. Applicazioni Rilevamento di difetti di fabbricazione (giunti freddi, cricche da ritiro, criccature da tempra e di lavorazione meccanica) e di servizio (cricche da fatica, tensocorrosione ecc.). Controlli delle saldature e dei trattamenti termici dei metalli. Radiografia Principio - Quando i raggi x o γ (onde elettromagnetiche ad alta Dispositivo per analisi con liquidi penetranti energia) attraversano un oggetto, vengono assorbiti in funzione dello spessore e della densità della materia attraversata. La presenza di un anomalia di densità all interno dell oggetto è evidenziata dalla variazione di attenuazione di tali radiazioni. Il metodo è in grado di rilevare difetti di tipo volumetrico (vuoti, inclusioni) o planare (cricche). Scegliendo opportunamente l energia, è possibile ispezionare quasi tutti i materiali: i campi di applicazione risultano, pertanto, molto ampi. 5

6 Impianto Rx microfuoco con rilevatore tomografico Applicazioni Controllo di saldature, getti, prodotti stampati, fucinati, materiali plastici, compositi, componenti di costruzioni civili ecc. Per particolari applicazioni vengono utilizzati sistemi in grado di fornire un'alta definizione dell'immagine (sistemi radiografici microfuoco che consentono di rilevare difetti di pochi micron) o che consentono la ricostruzione di sezioni radiografiche dell'oggetto (tomografia assiale computerizzata). Termografia Principio - Il metodo si basa sul rilevamento delle onde elettromagnetiche nella banda dell'infrarosso emesse dai corpi in funzione della loro temperatura. Il test consiste nella misura della distribuzione superficiale di temperatura di un materiale a seguito di una sollecitazione di origine termica. Eventuali anomalie presenti in tale distribuzione sono indice di un possibile difetto. È in grado di rilevare anomalie strutturali e funzionali di materiali, componenti e strutture complesse. Può essere utilizzato su qualunque tipo di materiale con qualche difficoltà per i buoni conduttori. Applicazioni - In campo automobilistico per lo studio e la messa a punto di motori, lunotti termici, freni ecc. Nel settore siderurgico per la determinazione di profili termici di getti e dei rivestimenti refrattari dei forni. Nell edilizia, col vantaggio di tempi di indagine ridotti, consente di identificare la presenza di differenti materiali e di eventuali disomogeneità (tamponature, distacco di intonaci, presenza di impianti, presenza e diffusione umidità) negli immobili oggetto di analisi. Nel settore elettrico per la rilevazione di malfunzionamenti di componenti elettrici ed elettronici. Nel campo artistico per il rilevamento degli scollamenti negli affreschi e dei ripensamenti nei dipinti. In campo aeronautico per il controllo dei materiali compositi. Correnti indotte (eddy current) Principio - Il metodo si basa sull'analisi della perturbazione che un campo elettromagnetico, generato da correnti alternate, subisce quando interagisce con una anomalia, strutturale o geometrica, presente all'interno di materiali conduttori. Consente di rilevare difetti superficiali e sub-superficiali quali: cricche da ritiro, da fatica, da tensocorrosione ecc. Possono essere esaminati tutti i materiali conduttori, tipicamente i metalli. È possibile effettuare l analisi anche di parti in movimento (per es. di pezzi in uscita da macchinari quali laminatoi o trafile), garantendo sempre elevate sensibilità e affidabilità. Indagine termografica 6 Laboratorio correnti indotte. Sistema di controllo ZETEC

7 Applicazioni Controllo di anomalie nei materiali metallici (disomogeneità delle leghe e dei trattamenti termici). Rilevamento di difetti superficiali e subsuperficiali del tipo cricche, inclusioni ecc. Controllo di spessori di riporti sottili di materiali aventi caratteristiche di conduttività differenti. Controllo della riduzione di spessore causata da corrosione. Ultrasuoni Principio - Il metodo è basato sui fenomeni della riflessione e diffrazione che un'onda acustica ultrasonora subisce quando, viaggiando all'interno di un materiale, incontra un ostacolo alla sua propagazione. Consente di rilevare difetti anche profondi sia di tipo volumetrico (inclusioni e bolle) che planare (cricche e delaminazioni). Possono essere esaminati tutti i tipi di materiali purché compatti e a grana fine quali: metalli, plastiche, legno, compositi ecc. Applicazioni - Controllo difettologico di saldature, fusioni, laminati, fucinati, stampati, materiali compositi, plastici, ceramici. Caratterizzazione dei materiali. Misura delle caratteristiche elastiche dei materiali. Controllo di spessori. Ispezione subacquea di strutture off-shore. Controllo dell integrità strutturale di manufatti lapidei, in calcestruzzo, in legno. Ispezione di murature fino a 3 m di spessore. Definizione della resistenza meccanica del calcestruzzo e del suo tempo di maturazione tramite misure comparative. Verifica delle caratteristiche dell inerte. Sistema C-SCAN (microscopio acustico a scansione) ad ultrasuoni del Centro Ricerche ENEA di Brindisi Ricerca fughe Principio - La necessità di garantire la massima tenuta di un recipiente in pressione o sotto vuoto ha portato allo sviluppo di molte tecniche di controllo in grado di individuare la posizione e quantizzare l entità della fuga. Tali tecniche si basano sul principio che, in presenza di una discontinuità passante all interno di una parete che separa due ambienti a pressione differente, il fluido a pressione maggiore passa in quello a pressione minore. La rilevazione della perdita viene eseguita con varie metodologie: misura della caduta di pressione; liquidi a bassa tensione superficiale (bolle di sapone); rilevatori di alogeni; spettrometria di massa con elio (metodo con maggiore sensibilità). Applicazioni Impiego prevalente nell industria chimica, nucleare ed elettronica. Controlli di tenuta di serbatoi in impianti ad alto rischio; controllo delle reti di distribuzione di fluidi critici quali gas, petrolio; ricerca fughe nelle reti di distribuzione dell'acqua potabile e in impianti sotto vuoto. 7

8 Archivio difettologico L'archivio difettologico ENEA è formato da un parco di componenti e simulacri di impianti contenenti difetti artificiali e naturali, precedentemente caratterizzati, e da una banca dati che custodisce le caratteristiche dei materiali, le procedure di ispezione ed i risultati degli esami. L'archivio costituisce, insieme alla strumentazione di controllo, un'ideale palestra di addestramento per la formazione di operatori di analisi non distruttive. Esame ultrasonoro su un simulacro Rilievi fotogrammetrici dell archivio difettologico Principio - La fotogrammetria, eseguita mediante il rilievo topografico, la digitalizzazione, il raddrizzamento (secondo un modello matematico) e la restituzione delle immagini, permette l'acquisizione delle dimensioni geometriche e di tutte le informazioni (per es. particolari costruttivi quali mattoni, infissi, pietre, malta ecc.) relative alla struttura esaminata. Applicazioni - Identificazione dettagliata e completa di strutture edilizie e, in particolare: planimetria, sezioni, prospetti, ricostruzione 3D, tematizzazione dei materiali e analisi del degrado dell'edificio. Prospezione radar Principio - Metodologia di indagine geofisica applicabile a qualsiasi mezzo denso a bassa conducibilità (in particolare a sottosuolo, manufatti, strutture murarie ecc.), che consente l acquisizione di informazioni della struttura interna del mezzo indagato. Il radar è un apparecchiatura ricetrasmittente in grado di inviare impulsi elettromagnetici e di ricevere l eco riflesso dalle superfici di discontinuità di materiali a differente caratteristica dielettrica presenti all interno del mezzo indagato (stratificazioni di materiali, fratturazioni, cavità ecc.). Particolari caratteristiche distintive della metodologia: velocità di esecuzione, elevata probabilità di rilevazione degli oggetti nascosti, elevata risoluzione e precisione di localizzazione. Applicazioni - Prospezioni nel sottosuolo per: la ricerca di preesistenze archeologiche; l individuazione e mappatura delle reti dei sottoservizi; la ricerca di cavità superficiali. Studio della consistenza di murature di grosso spessore. Rilievo dello stato di usura delle pavimentazioni stradali. Rilievo dell omogeneità e della presenza dei ferri di armatura nelle strutture in calcestruzzo. Prospezione georadar Monitoraggio strutturale Il monitoraggio delle strutture viene eseguito per verificarne il comportamento nel tempo. Mediante periodi brevi di monitoraggio si caratterizza la struttura in tempo reale (generalmente con sollecitazioni imposte) oppure si analizza la risposta della struttura durante il suo normale ciclo di vita (generalmente basandosi sui microsismi locali). Spesso, in mancanza di sufficienti sollecitazioni esterne, vengono utilizzati sistemi diversi per imprimere sollecitazioni alle strutture sottoposte ad indagine. L ENEA effettua: Misure accelerometriche Principio - L analisi può essere eseguita sia registrando direttamente la risposta alle sollecitazioni di esercizio (microsismi dovuti al traffico), sia sottoponendo la struttura a vibrazioni forzate, utilizzando un martello strumentato o una vibrodina e registrandone la risposta. I dati sperimentali acquisiti dagli accelerometri, collocati in determinati punti della struttura, vengono elaborati mettendo in relazione i valori di sollecitazione impressi con i valori di risposta della struttura, correlati con codici di calcolo a elementi finiti. 8

9 Misure con trasduttori di spostamento Principio - L analisi viene eseguita registrando con trasduttori di spostamento la risposta alle sollecitazioni di esercizio (microsismi) e le variazioni di essa nel tempo, in determinati punti della struttura dove sono previste le massime deformazioni. I dati acquisiti vengono elaborati mettendo in relazione i valori di sollecitazione impressi alla struttura con i valori di risposta delle deformazioni e/o fratture, correlati con codici di calcolo a elementi finiti. Misure estensimetriche Principio - Dopo aver effettuato un adeguato rilievo del manufatto da esaminare e definito lo schema statico della struttura, si provvede alla definizione del quadro fessurativo e delle eventuali anomalie geometriche presenti. Nella rappresentazione del quadro fessurativo si riportano le indicazioni relative alla distanza fra i lembi interni delle lesioni e le direzioni principali degli spostamenti relativi (traslazioni nelle tre direzioni principali e le tre rotazioni). Tali dati vengono rilevati attraverso l utilizzo di trasduttori elettrici che trasformano variazioni di lunghezza in variazioni di resistenza e quindi di differenza di potenziale (Volt), facilmente misurabili. Tali dispositivi, opportunamente posizionati e protetti, consentono la registrazione analogica in continuo del movimento della lesione. Al termine della definizione del quadro fessurativo, si interpretano i risultati ottenuti al fine di valutare la presenza di un eventuale stato di dissesto strutturale con le relative cause. Misure di forza Principio - I dati sperimentali acquisiti dai trasduttori di forza, collocati in determinati punti della struttura, vengono elaborati mettendo in relazione i valori di sollecitazione impressi con i valori di risposta della struttura, correlati con codici di calcolo a elementi finiti. I trasduttori di forza misurano compressione, trazione e forze di impatto in applicazioni da laboratorio o industriali. Applicazioni - Caratterizzazione dinamica e rilievo di fratture e/o deformazioni su edifici e monumenti sottoposti a vibrazioni dovute a traffico urbano, ferroviario di superficie e in galleria. Risposta reale degli edifici e dei monumenti a un eventuale evento sismico. Degrado strutturale dei manufatti nel tempo. Validazione di calcoli strutturali. Prove con martinetti piatti Principio - Le prove con martinetti piatti vengono eseguite in situ in due fasi distinte. Nella prima fase viene utilizzato un solo martinetto per valutare lo stato di sollecitazione. Individuati due punti di riferimento posti sulla superficie della muratura, si esegue un taglio che provoca un rilascio delle tensioni nella muratura e un conseguente ravvicinamento dei lembi del taglio. Misurata la nuova distanza tra i due punti (inferiore a quella precedente), si inserisce all interno del taglio un martinetto piatto. La pressione esercitata dal martinetto per riportare al valore iniziale la distanza tra i due punti di riferimento rappresenta la Prova con martinetti piatti sollecitazione preesistente nella muratura. Nella seconda fase si inserisce parallelamente al primo un secondo martinetto in modo da delimitare un campione di muratura di dimensioni apprezzabili da sottoporre a sollecitazione monoassiale. Il campione consente, attraverso la contemporanea misura delle deformazioni e delle pressioni esercitate dai martinetti, di determinare i valori del modulo di deformabilità per diversi livelli di sollecitazione. Il carico applicato alla muratura dai due martinetti può essere progressivamente incrementato sino all insorgere delle prime lesioni in modo da determinarne la resistenza a compressione. Applicazioni - Determinazione dei parametri di deformabilità e resistenza della muratura nel suo complesso: compressione verticale esistente; modulo elastico in direzione verticale e orizzontale; resistenza a compressione. 9

10 Prove ambientali Le prove ambientali consentono di stabilire l affidabilità e le prestazioni nel tempo di materiali e componenti esposti a particolari condizioni ambientali. L ENEA dispone, a tale scopo, delle seguenti camere climatiche, tutte conformi alle normative CE e gestite da PC in ambiente Windows con l utilizzo di un software di acquisizione, visualizzazione e gestione dei dati di prova: camera climatica per prove di gelività camera climatica per prove ambientali camera umidostatica camera per prove di dry corrosion. Camera climatica per prove di gelività Camera umidostatica 10

11 Controllo automatico con correnti indotte delle saldature laser dei coperchi dei superconduttori delle bobine della macchina per fusione ITER effettuate presso RTM (TO): 1) sezione della bobina ITER; 2) strumento e.c.; 3) braccio antropomorfo; 4) testa di misura Prototipo del sistema di controllo di produzione (con correnti indotte) di tubi di alluminio durante il funzionamento in linea sull'impianto di Porto Vesme (CA) Esempi di interventi Settore industriale Controllo con correnti indotte delle saldature laser dei coperchi dei superconduttori delle bobine della macchina per fusione ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) - Le prove, condotte all'rtm di Vico Canavese (TO) ed all'ansaldo di Genova, hanno mostrato un'elevata affidabilità del controllo. Sono stati collaudati 1500 metri di saldatura laser. Controllo con correnti indotte in linea di produzione di tubi di alluminio di piccolo diametro e piccolo spessore, destinati all'impiego nell'industria frigorifera, ai quali viene richiesta l'assenza di difetti sull intera lunghezza. Il sistema di controllo è stato progettato, realizzato e montato in linea di produzione alla ALURES di Porto Vesme (CA). Controllo in linea di saldature laser su lamiere di acciaio con un sistema automatico ultrasonoro - Nell'ambito di una commessa del Progetto FASP (Flexible Automation in Ship Prefabrication) riguardante lo studio di fattibilità per un sistema di controllo di saldature laser su lamiere navali di acciaio eseguite dalla Fincantieri di Trieste è stato progettato, realizzato e qualificato un sistema automatico di controllo ultrasonoro basato sulla tecnica TOFD (Time Of Flight Diffraction). Controllo automatico della usura dei cavi di trazione elettrica ferroviaria con tecniche di telerilevamento - In collaborazione con MER-MEC di Bari e l'ente Ferrovie è stato progettato e provato in laboratorio un sistema di controllo automatico in grado di lavorare a distanza di sicurezza dai cavi di alimentazione senza, pertanto, richiedere l'interruzione del servizio. Prototipo del sistema automatico ultrasonoro messo a punto per il controllo in linea di saldature laser su lamiere di acciaio durante prove in laboratorio 11

12 Determinazione di difetti in protesi in materiale ceramico e dell integrazione nei tessuti biologici - La radiografia microfuoco, accoppiata con l elaborazione delle immagini e la tomografia, ha permesso di stabilire: la presenza di difetti in protesi in materiali bio-compatibili (zirconia, titanio ecc.); l aderenza tra protesi e interfaccia; l assorbimento della protesi nella struttura ossea. Ispezione di palette di turbina per uso aeronautico - L analisi, effettuata (per conto di un industria nazionale) in tempo reale mediante radiografia microfuoco, digitalizzazione delle immagini, verifica dei difetti in banca dati, analisi dimensionale dei fori di lubrificazione o raffreddamento, si è dimostrata un valido supporto per la qualifica di componenti vitali per la sicurezza dell aereo. Messa a punto di metodi di controllo di scambiatori di calore di nuova generazione Il progetto Bayhex prevede l utilizzo di controlli incrociati (radiografici, topografici e con ultrasuoni) per rilevare difetti molto piccoli (50-70 mm) su tali scambiatori che utilizzano tubi in materiali ceramici (es.: carburo di silicio, SiC). Visualizzazione di cricche artificiali su tubo in carburo di silicio (SiC) Visualizzazione della sezione trasversale di una cricca artificiale su tubo in carburo di silicio (SiC) 12

13 Settore civile Indagini non invasive del sottosuolo con prospezione radar per l individuazione di una antica fontana in pietra di forma circolare - Cattedrale di S. Sabino e Mausoleo di Boemondo d Altavilla - Canosa di Puglia (BA) - L indagine era diretta alla ricerca di una fontana in pietra, presumibilmente di forma circolare, risalente al periodo romano imperiale. Le informazioni storiche in possesso dell ufficio tecnico comunale davano solo una vaga indicazione circa la dislocazione e la profondità nel sottosuolo del reperto, per cui è stato necessario scansionare un area di terreno assai più estesa rispetto alle dimensioni del reperto stesso. Al disotto del piano strada, a una profondità compresa tra 40 e 400 cm, nessuna fra tutte le scansioni radar effettuate ha rilevato la presenza di un oggetto identificabile con la fontana, oggetto di ricerca. Indagini non invasive con prospezione radar per l individuazione di strutture e cunicoli ubicati nelle mura del Castello Svevo - Bari - Le indagini conoscitive erano dirette all individuazione e caratterizzazione di strutture, cavità e cunicoli presenti all interno delle mura del Castello Svevo di Bari, in particolare alla base del fossato che circonda il castello. Le attività di prospezioni geofisiche condotte sono state volte al ritrovamento dei corridoi di contramina ubicati nelle mura del castello (cortine Ovest, Sud, Est), e di eventuali strutture di epoca sveva. Indagini conoscitive per il recupero urbano: due esempi nel Comune di Rotondella (MT) - Palazzo D Alessandro e Mercato Coperto - La campagna sperimentale è stata effettuata nell ambito di un accordo di collaborazione stipulato con il comune di Rotondella. Si è deciso di intervenire su due edifici: il Palazzo D Alessandro e l ex Mercato Coperto, entrambi parzialmente utilizzati con conseguente degrado. I due manufatti sono ubicati nel centro storico; il primo, Palazzo D Alessandro, è un edificio del XVIII sec. realizzato in muratura irregolare con copertura a volta al piano terra e solai lignei ai piani superiori. Il secondo, l ex Mercato Coperto, è stato realizzato nei primi anni 70 del secolo scorso ed è costituito da una struttura in cemento armato con tamponatura in laterizio faccia a vista. Le analisi, finalizzate alla conoscenza del sito e all individuazione e mappatura del degrado, sono state condotte tramite rilievo topografico, rilievo fotogrammetrico, analisi termografica e dei materiali. 13

14 a b c d Intervento sul Palazzo d Alessandro di Rotondella (MT): a - Immagine del prospetto del palazzo realizzata con macchina metrica b - Immagine raddrizzata con metodo analitico tramite punti di controllo c - Prospetto elaborato al CAD mediante il rilievo topografico diretto e la restituzione vettoriale fotogrammetrica con l analisi dello stato attuale del degrado d - Prospetto con individuazione dei materiali 14

15 Salvaguardia del patrimonio artistico Il gigante dell'appennino, statua del Giambologna realizzata con struttura mista in pietra, laterizi e ferro - Intervento effettuato per la Sopraintendenza per i beni Ambientali ed Architettonici delle province di Firenze e Pistoia, con tecniche endoscopiche, eddy current e termografiche. Esso ha consentito di rilevare danneggiamenti a superfici e intonaci, di definire l'impianto idrico originario e di studiare il sistema di ancoraggi e tiranti in ferro che sostengono la testa aggettante. La Chimera d'arezzo, bronzo etrusco del IV Gigante dell Appennino del Giambologna secolo a.c. - Intervento effettuato sotto il patrocinio della Sopraintendenza Archeologica della Toscana, con tecniche endoscopiche, eddy current, termografiche, olointerferometriche e di fluorescenza Rx. Esso ha contribuito alla valutazione più accurata della datazione dell'opera, ha messo in luce la tessitura delle armature in ferro interne alla fusione, le disomogeneità della lega costituente la statua, gli assottigliamenti locali di spessore e l'estensione delle cricche propagantesi dal vistoso rattoppo sul fianco sinistro Vista del lato destro della Chimera d Arezzo riportante le indicazioni delle anomalie rilevate 15

16 Chiostro di S. Chiara Chiostro di S. Chiara di Primario Gagliardo ( ) - Napoli - Indagine eseguita mediante l infrarosso termico nel tentativo di evidenziare precocemente il deterioramento delle maioliche costituenti il rivestimento del chiostro dovuto allo sviluppo di licheni al di sotto dell invetriatura. Le immagini registrate sono state elaborate con opportuno software allo scopo di esaltarne il contrasto. L indagine ha permesso di evidenziare alcuni distacchi dell invetriatura non altrimenti visibili. Amore sacro e amore profano, dipinto di Tiziano Vecellio del Roma, Galleria Borghese - In occasione del restauro del dipinto la Soprintendenza ai Beni Artistici e Storici di Roma ha proceduto alla raccolta del maggior numero di informazioni possibili relative alle caratteristiche tecniche ed esecutive dell opera. L intervento ENEA si collocava in tale prospettiva ed era finalizzato soprattutto allo studio mediante fluorescenza x di alcune patine brune di dubbia interpretazione soprastanti le campiture verdi. Il dipinto Amore sacro e amore profano di Tiziano durante le analisi mediante fluorescenza ai raggi x UNITÀ TECNICO-SCIENTIFICA MATERIALI E NUOVE TECNOLOGIE ENEA - Centro Ricerche Casaccia - Via Anguillarese, S. Maria di Galeria (Roma) Tel Fax

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