Le principali metodologie d'indagine

In ambito civile ed architettonico si presenta sempre più sovente la necessità di monitorare strutture di varia tipologia che, per loro natura, non devono variare nel tempo la loro posizione nello spazio, le dimensioni e la forma, oppure in condizioni normali, debbono presentare variazioni entro limiti prefissati in base alla caratteristiche di progetto e alla tecnologia di costruttiva. La DIMMS Control ha sviluppato nel corso degli anni notevoli conoscenze nel settore dei monitoraggi strutturali, in particolare:

 • misure di spostamenti (monitoraggio quadro fessurativo)

 • misure dello stato di deformazione

 • misure dello stato tensionale nelle murature

 • monitoraggio in campo statico (collaudo)

 • monitoraggio in campo dinamico (collaudo)

 • monitoraggio strutturale attraverso sensori a fibra ottica

Si precisa però che ogni metodologia, necessita sempre di una adeguata pianificazione in funzione dello scopo.

Monitoraggio quadro fessurativo: in un complesso lesionato è di primaria importanza esaminare le lesioni nelle loro caratteristiche e nei loro sviluppi, con l’intento di definire l’origine delle cause e quindi predisporre un adeguato piano di intervento di risanamento o di ristrutturazione. Il controllo, ad intervalli temporali, del singolo elemento lesionato è condotto per mezzo di trasduttori lineari di spostamento, ad alta sensibilità, a lettura manuale (deformometro), da apporre periodicamente su apposite basette. Applicando in corrispondenza delle lesioni, o comunque nei punti critici, opportuni trasduttori di spostamento, è possibile registrare l’andamento nel tempo di aperture/chiusure e quindi variazioni di ampiezza delle lesioni. 

Misure delle deformazioni (Strain Gages): attraverso sensori che consentono la misura delle deformazioni: estensimetri. Gli estensimetri elettrici a resistenza utilizzati dalla DIMMS Control risultano particolarmente adatti (oltre a misure in campo statico) a misure dinamiche di deformazione. In questi casi si ricorre agli stessi sistemi di acquisizione usati nella dinamica ed in grado di effettuare campionamenti simultanei su più canali, a frequenze elevate.

Misure dello stato tensionale nelle murature: le prove con martinetto piatto singolo consentono di valutare lo stato tensionale esistente nelle murature attraverso la lettura della pressione necessaria a ripristinare la convercenza dei lembi di un taglio piano praticato perpendicolarmente alla superficie di prova. Le prove con martinetti piatti doppi determinano il comportamento della muratura soggetta ad uno sforzo di compressone monoassiale indotto in sito attraverso l’inserimento di martinetti piatti all’interno di due tagli eseguiti perpendicolarmente alla superficie di prova e la lettura delle deformazioni del concio di muratura al crescere della pressione all’interno dei martinetti stessi. 

Monitoraggio in campo statico (collaudo viadotto): le prove di carico su un ponte o viadotto presentano in genere problemi di grande complessità. L’obbiettivo è quello di riprodurre le condizioni di carico che generano le massime sollecitazioni o deformazioni all’interno della struttra. Il carico di prova viene generalmente ottenuto con autocarri pieni di inerti, mentre la misura degli spostamenti verticali viene eseguite utilizzando metodologie diversificate a seconda della tipologia strutturale e delle condizioni geografiche (la misura degli spostamenti verticali viene eseguita attraverso comparatori centesimali opportunamente installati, o attraverso la tecnica della livellazione ottica)

Monitoraggio in campo dinamico (collaudo viadotto): la modalità di eccitazione dell’opera, in genere prodotta dal traffico di autocarri e/o dal loro repentino arresto, ha lo scopo di riprodurre le sollecitazioni generate dal traffico stradale. La strumentazione utilizzata per la caratterizzazione dinamica dell’opera si compone di accelerometri piezoelettrici triassiali e relativo sistema di acquisizione dati.

Monitoraggio strutturale attraverso sensori distribuiti in fibra ottica: il monitoraggio strutturale non riguarda solo l’identificazione di danni improvvisi o progressivi ma anche l’osservazione continua  delle prestazioni delle stesse nelle fasi di realizzazione, di esercizio o durante particolari condizioni ambientali. 

La DIMMS Control negli ultimi anni, sta sperimentando con successo, una metodologia innovativa

basata sull’utilizzo di un sensore distribuito, sull’intera opera, in fibra ottica. 

Rispetto alle tecniche di misura tradizionali che, per quanto complesse, riescono a fornire solamente misure puntuali  di una grandezza (usualmente spostamento) lungo lo sviluppo dell’opera, l’utilizzo di un sistema in fibra ottica presenta il vantaggio di:

• effettuare una misura continua dello stato deformativo mediante la lettura degli strain;

• avere costi di realizzazione contenuti;

• poter effettuare misure in intervalli di tempo molto ridotti;

• avere tempi di restituzione della misura rapidi (controllo in real-time della struttura).

La sperimentazione, grazie agli eccellenti risultati ottenuti (monitoraggio del quadro fessurativo nella galleria Renazza - Autostrada SA-RC), ci ha permesso di ottenere nuove commesse. L’obiettivo è quello di riuscire a monitorare un’opera (qualsiasi essa sia: ponte, viadotto, galleria, edificio) in tutte le sue fasi, dalla costruzione, al collaudo, all’entrata in esercizio  e fornire in qualsiasi momento una misura spazialmente continua dello strain lungo l’intera opera.

La scelta del tipo di fibra dipende dalle necessità del progetto che si intende realizzare (ad esempio, a seconda se la fibra debba essere annegata o meno nel calcestruzzo, sarà necessario impiegare una fibra più o meno corazzata). Anche la frequenza delle letture deve essere stabilita sulla base di un piano di monitoraggio. La lettura può essere eseguita sia su comando dell’operatore, sia automaticamente con frequenza prestabilita e archiviazione dei dati mediante datalogger. 

In un complesso lesionato è di primaria importanza esaminare le lesioni nelle loro caratteristiche e nei loro sviluppi, con l’intento di definire l’origine delle cause e quindi predisporre un adeguato piano di intervento di risanamento o di ristrutturazione. Il controllo, ad intervalli temporali, del singolo elemento lesionato è condotto per mezzo di trasduttori lineari di spostamento, ad alta sensibilità, a lettura manuale (deformometro), da apporre periodicamente su apposite basette. Applicando in corrispondenza delle lesioni, o comunque nei punti critici, opportuni trasduttori di spostamento, è possibile registrare l’andamento nel tempo di aperture/chiusure e quindi variazioni di ampiezza delle lesioni. 

 

Le prove con martinetto piatto singolo consentono di valutare lo stato tensionale esistente nelle murature attraverso la lettura della pressione necessaria a ripristinare la convergenza dei lembi di un taglio piano praticato perpendicolarmente alla superficie di prova. Le prove con martinetti piatti doppi determinano il comportamento della muratura soggetta ad uno sforzo di compressone monoassiale indotto in sito attraverso l’inserimento di martinetti piatti all’interno di due tagli eseguiti perpendicolarmente alla superficie di prova e la lettura delle deformazioni del concio di muratura al crescere della pressione all’interno dei martinetti stessi. 

 

Le prove di carico su un ponte o viadotto presentano in genere problemi di grande complessità. L’obbiettivo è quello di riprodurre le condizioni di carico che generano le massime sollecitazioni o deformazioni all’interno della struttra. Il carico di prova viene generalmente ottenuto con autocarri pieni di inerti, mentre la misura degli spostamenti verticali viene eseguite utilizzando metodologie diversificate a seconda della tipologia strutturale e delle condizioni geografiche (la misura degli spostamenti verticali viene eseguita attraverso comparatori centesimali opportunamente installati, o attraverso la tecnica della livellazione ottica)

 

Rispetto alle tecniche di misura tradizionali che, per quanto complesse, riescono a fornire solamente misure puntuali  di una grandezza (usualmente spostamento) lungo lo sviluppo dell’opera, l’utilizzo di un sistema in fibra ottica presenta il vantaggio di:

• effettuare una misura continua dello stato deformativo mediante la lettura degli strain;

• avere costi di realizzazione contenuti;

• poter effettuare misure in intervalli di tempo molto ridotti;

• avere tempi di restituzione della misura rapidi (controllo in real-time della struttura).

 

L’obiettivo è quello di riuscire a monitorare un’opera (qualsiasi essa sia: ponte, viadotto, galleria, edificio) in tutte le sue fasi, dalla costruzione, al collaudo, all’entrata in esercizio  e fornire in qualsiasi momento una misura spazialmente continua dello strain lungo l’intera opera.

La scelta del tipo di fibra dipende dalle necessità del progetto che si intende realizzare (ad esempio, a seconda se la fibra debba essere annegata o meno nel calcestruzzo, sarà necessario impiegare una fibra più o meno corazzata). Anche la frequenza delle letture deve essere stabilita sulla base di un piano di monitoraggio. La lettura può essere eseguita sia su comando dell’operatore, sia automaticamente con frequenza prestabilita e archiviazione dei dati mediante datalogger.