Indice - Premessa - Indagine termografica - Documentazione Fotografica e IR
Premessa La caratterizzazione fisico-meccanica dei materiali costituenti un manufatto è indispensabile per stabilire un appropriato livello di conoscenza delle strutture e delle finiture, propedeutico ad interventi di miglioramento, adeguamento dell esistente o interventi specifici su elementi secondari dell edifico come facciate, parete, coperture ecc. Un buon rilievo dell esistente non può, infatti, prescindere dalla determinazione dei principali parametri meccanici caratterizzanti i materiali. Inoltre in taluni casi, in fase di progettazione o di interventi puntuali, può risultare necessario ricavare informazioni dirette sui materiali in opera onde verificarne le proprie caratteristiche meccaniche. L'esigenza di caratterizzare i materiali da costruzione prima di avviare la progettazione di un intervento di miglioramento strutturale o anche semplicemente di recupero edilizio è ormai avvertita da gran parte dei progettisti. L'esigenza di operare su strutture finite e spesso in uso ha prodotto una forte crescita dell'offerta di tecniche e strumenti avanzati di indagine, a basso impatto invasivo. Tali mezzi di indagine consentono di affiancare alle tradizionali prove di laboratorio su campioni direttamente prelevati, un ampia scelta di esami non distruttivi. Nel caso in esame è stata effettuata una prova termografica sull intera area costituita da un plesso scolastico destinato a scuola media, sito nel Comune di Villa di Briano, in via Tasso, per rilevare attraverso le riprese termografiche le anomali e i difetti presenti sulle diverse facciate e sulle coperture dei diversi blocchi che compongono l edificio. In particolare, si è cercato di capire il comportamento degli infissi, delle pareti, delle coperture e della temperatura presenta nei diversi ambienti durante le varie ore del giorno, per poter valutare tutte le anomalie e i difetti presenti.
INDAGINE TERMOGRAFICA La termografia è una tecnica di indagine non invasiva, assolutamente non distruttiva che viene effettuata attraverso l'uso di macchine termografiche che misurano le radiazioni infrarosse emesse da un corpo e sono in grado di determinare la temperatura superficiale. La radiazione infrarossa, appartenente allo spettro delle onde elettromagnetiche, ha una lunghezza d'onda compresa tra i 700nm e 1mm ed è normalmente associata al concetto di radiazione termica o calore. Tutti i corpi che si trovano ad una temperatura superiore allo zero assoluto (-273,16 C ), emettono spontaneamente radiazioni elettromagnetiche nel campo dell'infrarosso che sono rilevabili tramite le termocamere a raggi infrarossi. Questa relazione è numericamente quantificabile grazie alla legge di Plank 1. La quantità di radiazioni emesse aumenta proporzionalmente alla quarta potenza della temperatura assoluta di un oggetto così come definito dalla Legge di Stefan- Boltzmann 2 che fornisce la relazione che sussiste tra irraggiamento e temperatura dei corpi 3 : E = e s a T 4 precisamente E = e 1 s a T 4 1 + (1 - e 1 ) e 2 s a T 4 2 dove: E = quantità di radiazione emessa da un corpo e = emissività della superficie che ha un valore variabile compreso tra i limiti teorici 0 e 1 (rappresenta il rapporto tra l'energia emessa dal corpo e quella di un corpo nero alla medesima temperatura assoluta) s = costante di Stefan-Boltzmann (pari a 5.6703 x 10-8 W m -2 K -4 ) a = superficie dell'oggetto T = temperatura assoluta della superficie emittente (in gradi Kelvin) T 1 = temperatura della superficie 1 G. Giuliani, La Teoria della radiazione di corpo nero: il percorso di Plank. 2 G. Brunetti, Tecniche non distruttive per la diagnosi, in A. Bellini (a cura di) Tecniche della conservazione, 1990, pp. 241-243. 3 O. Niglio, Tecnologie Diagnostiche per la Conservazione dei Beni Architettonici, il Prato 2004, pp. 51-56.
T 2 = temperatura del contorno Il termine termografia intende proprio la visualizzazione bidimensionale della misura di irraggiamento, ossia della radiazione elettromagnetica superficiale emessa dal corpo esaminato, e quindi trasformata in un immagine visibile. La tecnologia consente di visualizzare valori assoluti e variazioni di temperatura degli oggetti, indipendentemente dalla loro illuminazione nel campo del visibile. Analizzando la temperatura, divisa per punti, dell intera area analizzata, si ottiene una fotografia termica rappresentativa dell intera superficie inquadrata, una mappa in falsi colori, associando ad un temperatura rilevata un colore corrispondente. La mappatura della temperatura superficiale è fondamentale per poter valutare la stato di conservazione dei materiali stessi e per poter individuare irregolarità nell emissione dell energia e quindi, a parità di emissività, di anomalie termiche. Difformità sulla distribuzione delle temperature denunciano singolarità, malfunzionamenti, degrado o rottura nel corpo in esame. È una tecnica di indagine ottima in quelle situazioni dove la temperatura di un superficie dipenda da una discontinuità delle caratteristiche del materiale; infatti, effettuando questo tipo di indagine, attraverso la misurazione della temperatura di un corpo, è possibile analizzare un materiale senza che questo sia alterato. Questo strumento è costituito da una particolare videocamera sensibile alla radiazione elettromagnetica dell infrarosso. Questo dispositivo, rilevando tali emissioni e misurandone l intensità, è in grado di individuare le temperature dei corpi analizzati e di restituire delle mappe termiche. Tali rappresentazioni grafiche sono costruite su una matrice di un certo numero di pixel per un certo numero di righe. L elettronica dello strumento rileva velocemente il valore di energia immagazzinata da ogni singolo pixel e genera una mappa detta termogramma in bianco e nero o in falso colori, dell oggetto osservato; ad ogni valore o ad ogni colore corrisponde una temperatura secondo una scala predefinita, facendo riferimento alla norma UNI 9252 per la metodologia e alla norma UNI 9124 per la
definizione delle anomalie e del degrado è possibile determinare una diagnosi di intervento. DESCRIZIONE DELLE INDAGINI EFFETTUATE Le indagini sono state programmate in modo da eseguire una campagna di scansioni termografiche all esterno ed all interno dell edifico destinato a scuola media localizzata in via Tasso. Le prove sono state eseguite in diverse ore del giorno e in vari punti in modo da poter valutare tutti i difetti e le anomalie presenti nel plesso scolastico. Le scansioni sono state acquisite utilizzando una termocamera FLIR P65, avente un rilevatore al alta risoluzione da 640x480 pixel per una maggiore precisione e un maggior numero di dettagli, ed un elevata sensibilità termica < 30 mk, in grado di catturare i minimi dettagli e le informazioni sulle piccole differenze di temperatura. Le scansioni sono state eseguite in due fasi di intervallo di tempo, in modo da ottenere una temperatura differente in corrispondenza delle diverse facciate degli edifici tale da poter valutare le differenti variazioni di temperatura in corrispondenza degli elementi che compongono le facciate dell intera area oggetto di intervento. Inoltre, si è cercato anche di valutare la temperatura degli ambienti che compongono i diversi plessi scolastici nelle diverse ore e di controllare il funzionamento dell involucro dal punto di vista termico. Di seguito sono riportate le piante e le diverse riprese termografiche effettuate.
Dalle diverse riprese termografiche, effettuate facendo riferimento alla tavolozza dei colori, sia all esterno che all esterno dell edifico che ospita la scuola media statale, si evince la presenza di numerosi ponti termici in aderenza dei solai e delle travi; si denota la distribuzione dell umidità nelle diverse pareti, la dispersione termiche dovute a insufficiente coibentazione delle pareti e delle coperture, le infiltrazione dell acqua in corrispondenza delle vetrate e degli infissi esterni, e, infine un elevata temperatura degli ambienti con una scarsa ventilazione, soprattutto nella parte centrale dell atrio dovuta alla copertura senza isolante e agli infissi non idonei. Da analisi risulta, quindi, necessario provvedere ad un progetto tale da ridurre notevolmente tali problematiche e riportare l edificio a prestazioni elevate dal punto di vista termico. Villa di Briano, lì 08/01/2014 I Tecnici F.to Ing. Giuseppe Campaniello F.to Arch. Luigi Maisto