Studio e Monitoraggio del quadro fessurativo e del comportamento sismico i del lduomo di Orvieto Controlli Non Distruttivi Applicazioni ENEA di diagnostica avanzata per la salvaguardia dei Beni Culturali Angelo Tatì Laboratorio di Qualificazione Materiali e Componenti ENEA C.R. CR Casaccia UTT MAT QUAL Kick off Meeting Orvieto, 9 Aprile 2013 DIREZIONE REGIONALE PER I BENI CULTURALI E PAESAGGISTICI DELL UMBRIA Soprintendenza per i Beni Architettonici e Paesaggistici dell'umbria angelo.tati@enea.it
Applicazioni dei CND Civile Industriale Patrimonio Artistico
CND nel campo dei BC Rilievo Geometrico ( Forme Volume ) Esami visivi ( Quadro Fessurativo) Endoscopia ( Paramento Murario o basamenti di statue) Termografia ( Distacco di intonaco, Umidità, ponti termici) Esami Sonori ( Integrità di elementi strutturali e continuità materica, materiali lapidei) Esami Ultrasonori ( Statue in Bronzo, oggetti in metallo ) Correnti Parassite ( cricche su metalli e ricerca di zone saldate )
Obiettivi Progettazione campagna diagnostica Individuazione degli elementi strutturali critici o danneggiati Acquisizione 11.2.3 della Dati necessari documentazione per la valutazione storica ed architettonica... Definizione...104 della modalità di intervento e dei punti di misura 11.2.3.1 Generalità......104 Acquisizione 11.2.3.2 dei Dati segnali richiesti sonori stimolo e risposta Redazione... report di prova con le velocità del suono...104 11.2.3.3 Livelli di conoscenza... Elaborazione...104 dei dati sonori Acquisizione dati Acquisizione dati Ricostruzione dell elemento strutturale con software di tomografia sonica Statistica sui dati per la determinazione delle caratteristiche meccaniche e la resistenza degli elementi strutturali
Testo integrato dell Allegato 2 Edifici all Ordinanza 3274 come modificato dall OPCM 3431 del 3/5/05 11.2.3 Dati necessari per la valutazione...104 11.2.3.1 Generalità...104 11.2.3.2 Dati richiesti...104 11.2.3.3 Livelli di conoscenza...104 Metodi di prova non distruttivi: Sono ammessi metodi di indagine non distruttiva di documentata affidabilità, che non possono essere impiegati in completa sostituzione di quelli sopra descritti, ma sono consigliati a loro integrazione, purché i risultati siano tarati su quelli ottenuti con prove distruttive. Nel caso del calcestruzzo, si adotteranno metodi di prova che limitino l influenza della carbonatazione degli strati superficiali sui valori di resistenza.
Livello di conoscenza della struttura Dall Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri del 20 marzo 2003 pubblicata l 8 maggio 2003 Per la scelta del tipo di analisi si definiscono tre livelli di conoscenza: LC1 Conoscenza Limitata LC2 Conoscenza Adeguata LC3 Conoscenza Accurata D.P.C.M. 09.02.11, Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del P.C. tutelato con riferimento alle NTC 2008, Supplemento ordinario G.U. n.54, 26 02 2011 Livello 3 di conoscenza accurata della struttura architettonica e delle proprietà dei materiali
Prove Soniche Per la salvaguardia dei beni culturali in particolare dove è richiesta la conoscenza della struttura interna e il suo stato di degrado, le prove soniche rivestono un ruolo fondamentale. Esempi di applicazione: Obelisco del Laterano Statua di Urbano VIII (Musei capitolini) Monumento a Filippo Corridoni (Parma) Colonna del Duomo di Orvieto Caratterizzazione della muratura a Vittorio Veneto Misura della velocità sonora e stima del modulo elastico dei modelli di edificio in scala ridotta per le prove sismiche
Strumento Delta T Distanza
Tecnica della trasmissione
Procedure Le misure soniche possono essere eseguite in due modalità dlà Dirette Indirette o tomografiche 27 26 25 24 23 22 21 27 26 25 24 23 22 21 1 2 3 4 5 6 7 20 19 18 17 16 15 14 1 2 3 4 5 6 7 20 19 18 17 16 15 14 8 9 10 11 12 13 8 9 10 11 12 13
Sistema Prove Soniche Strumentazione Software di acquisizione Software di elaborazione Software sviluppato da ENEA
Software di Acquisizione
Metodo di ricostruzione Σvalue Media Massimo
Metodo di ricostruzione Con il metodo Diretto non è possibile determinare l orientazione dellezone con diversa velocità 4000 2500 2500 4000
Metodo di ricostruzione 4000 Infatti la zona con più bassa velocità da il medesimo 2500 risultato dll della precedente Anche se la sua disposizione i i 2500 geometrica è diversa 4000
Metodo di ricostruzione Con il metodo Indiretto è possibile studiare la topografia delle zone con diversa velocità
Caratteristiche dei Materiali Con il metodo Sonoro è possibile investigare i più svariati materiali utilizzati nelle strutture architettoniche
Monumento: Obelisco del Laterano Problematiche: Conoscenza dello stato di degrado e stima del modulo elastico e della dll resistenza it a compressione Ricostruzione tomografica dei giunti di collegamento dei 3 blocchi (circa più di 100ton ciascuno)
Tomografia Sonica BASE 1 GIUNTO 2 GIUNTO
Tomografia Sonica
NDT Sonic Tomography 0.39 0.55 Mechanical properties at the images sections and at the damagedzones of the obelisk normalized with respect the undamaged granite. 0.44 Structural Resources Damage state 1
NDT Sonic Tomography 1 0.27 Mechanical properties at different zones of the base normalized with respect the undamaged granite. 0.36 020 0.20 0.25
NDT Sonic Tomography South-East 3D Sequential Graph (Spreadsheet1 7v*7c) South-West
NDT Sonic Tomography 0.39 0.55 1 0.44 0.36 0.27
Ricostruzione Architettonica
Colonne del Duomo di Orvieto Indagini Geofisiche sulle colonne del Duomo di Orvieto Autori : G. Ranieri. G.P. Giani, A.M. Ferrero
Colonna del Duomo di Orvieto Problematiche: Quadro fessurativo Misura delle velocità sonore, stima del modulo elastico e della resistenza a compressione Ricostruzione tomografica Verifica della stabilità della 5 colonna della navata centrale
Tomografia Sonica ENEA
Conclusioni Sviluppo del Software di acquisizione e di ricostruzione Esperienza su diversi tipi di materiali di costruzione Sviluppi successivi Realizzazione di sistema multicanale Ricostruzione Tomografica dell attenuazione sonora Analisi nel dominio della frequenza stimolo/risposta ENEA è socio di organismi nazionali che operano nell ambito dei CND: CICPND Ente certificatore per le prove non distruttive AIPND Associazione per le prove non distruttive
Domande e Grazie a tutti per la partecipazione!!! marialuisa.mongelli@enea.it