Studio e Monitoraggio del quadro fessurativoe del ... · Studio e Monitoraggio del quadro...

Studio e Monitoraggio del quadro fessurativo e del i i d l D di O icomportamento sismico del Duomo di Orvieto

Controlli Non DistruttiviControlli Non DistruttiviApplicazioni ENEA di diagnostica avanzata per la Applicazioni ENEA di diagnostica avanzata per la 

salvaguardia dei Beni Culturalisalvaguardia dei Beni Culturali

Angelo TatìLaboratorio di Qualificazione Materiali e Componenti

ENEA C R C i UTT MAT QUALENEA C.R. Casaccia UTT MAT‐QUALKick 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.itangelo.tati@enea.it

Applicazioni dei CND

Civile

Industriale

Patrimonio ArtisticoPatrimonio Artistico

CND nel campo dei BCRilievo Geometrico ( Forme Volume )

Esami visivi  ( Quadro Fessurativo)

Endoscopia ( Paramento Murario  o basamenti di statue)

f ( d d à )Termografia ( Distacco di intonaco, Umidità, ponti termici)

Esami Sonori ( Integrità di elementi strutturali e continuità materica , materiali lapidei)materiali lapidei)

Esami Ultrasonori ( Statue in Bronzo , oggetti in metallo )

Correnti Parassite ( cricche su metalli e ricerca di zone saldate )Correnti Parassite ( cricche su metalli e ricerca di zone saldate )

ObiettiviProgettazione campagna diagnostica

Individuazione degli elementi strutturali critici o danneggiati

Acquisizione della documentazione storica ed architettonica11.2.3 Dati necessari per la valutazione 

Definizione della modalità di intervento e dei punti di misura

Acquisizione dati

....................................................................................

........................................10411.2.3.1 Generalità 

Acquisizione dati

Acquisizione dei segnali  sonori stimolo e risposta

Redazione report di prova con le velocità del suono

....................................................................................

....................................................................10411.2.3.2 Dati richiesti 

Redazione report di prova con le velocità  del suono 

Acquisizione dati

....................................................................................

................................................................10411.2.3.3 Livelli di conoscenza

Elaborazione dei dati sonori

Ricostruzione dell’elemento strutturale con software di  tomografia 

conoscenza.......................................................................................................................................104

sonica

Statistica  sui dati per la determinazione  delle caratteristiche meccaniche e la resistenza degli elementi strutturalimeccaniche e la resistenza degli elementi strutturali 

Testo integrato dell’Allegato 2 – Edifici – all’Ordinanza 3274 come modificato dall’OPCM 3431 del 3/5/05come modificato dall OPCM 3431 del 3/5/05

11.2.3 Dati necessari per la valutazione ............................................................................................................................104li à11.2.3.1 Generalità ........................................................................................................................................................104

11.2.3.2 Dati richiesti ....................................................................................................................................................10411.2.3.3 Livelli di conoscenza.......................................................................................................................................104

Metodi di prova non distruttivi: Sono ammessi metodi di indagine non distruttiva dip gdocumentata affidabilità, che non possono essere impiegati in completa sostituzione di quelli sopradescritti, ma sono consigliati a loro integrazione, purché i risultati siano tarati su quelli ottenuti conprove distruttive. Nel caso del calcestruzzo, si adotteranno metodi di prova che limitino l’influenzap pdella carbonatazione degli strati superficiali sui valori di resistenza.

Laboratorio di “Qualificazione Materiali e Componenti” UTT MAT‐QUAL (C.R. ENEA Casaccia)

Livello di conoscenza della struttura

Per la scelta del tipo di analisi si definiscono tre livelli di conoscenza:Dall’Ordinanza del Presidente del

‐ LC1  Conoscenza  Limitata

‐ LC2  Conoscenza  Adeguata

Consiglio dei Ministri del 20marzo 2003 pubblicata l’8maggio 2003

‐ LC3  Conoscenza  Accurata

D.P.C.M. 09.02.11, “Linee Guida 

Livello 3 di conoscenza accurata della struttura architettonica e delle proprietà dei materiali

per la valutazione e riduzione  del rischio sismico del P.C. tutelato con riferimento alle NTC 2008”,  delle proprietà dei materialiSupplemento ordinario G.U. n.54, 

26‐02‐2011

Laboratorio di “Qualificazione Materiali e Componenti” UTT MAT‐QUAL (C.R. ENEA Casaccia)

Prove Soniche 

Per la salvaguardia dei beni culturali in particolare dove è richiesta laPer 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)Monumento a Filippo Corridoni (Parma)Colonna del Duomo di OrvietoCaratterizzazione della muratura a Vittorio VenetoMisura della velocità sonora e stima del modulo elastico dei modelli diMisura della velocità sonora e stima del modulo elastico dei modelli di edificio in scala ridotta per le prove sismiche

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Strumento

Delta T

i

Delta T

Distanza

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Tecnica della trasmissione

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Procedure

Le misure soniche possono essere d d l àeseguite in due modalità

Dirette

Indirette o tomografiche

27 26 25 24 23 22 21 27 26 25 24 23 22 21

1

220

19

1

220

19

27 26 25 24 23 22 21

3

4

5

18

17

16

3

4

5

18

17

166

715

14

6

7

16

15

14

8 9 10 11 12 13 8 9 10 11 12 13

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Sistema Prove Soniche

Strumentazione

Software di acquisizioneSo twa e d acqu s o e

Software di elaborazione

Software sviluppato da ENEA

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Software di Acquisizione

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Metodo di ricostruzione

ΣΣvalue 

Media

Massimo

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Metodo di ricostruzione

40004000Con il metodo Diretto non è possibile

2500

possibile determinare l’orientazione  delle zone con

2500

delle zone con diversa velocità

2500

4000

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Metodo di ricostruzione

4000

Infatti  la zona ù

2500

con più bassa velocità da il medesimo i l d llrisultato della precedenteAnche se la sua di i i 2500disposizione geometrica è diversa

4000

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Metodo di ricostruzione

Con il metodo Indiretto è possibilepossibile studiare la topografia delle zone conzone con diversa velocità

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Caratteristiche dei Materiali

Con il metodo Sonoro è possibile investigare  i più svariati  materiali utilizzati nelle strutture architettonichearchitettoniche

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Monumento: Obelisco del Laterano

bl hProblematiche:

Conoscenza dello stato di degrado e stima del d l l ti d ll i t imodulo elastico e della resistenza a compressione

Ricostruzione tomografica dei giunti di collegamento dei 3 blocchi (circa più di 100 toncollegamento dei 3 blocchi (circa più di 100 ton ciascuno)

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Tomografia Sonica

BASE 1° GIUNTO 2° GIUNTO

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Tomografia Sonica

Laboratorio di “Qualificazione Materiali e Componenti” UTT MAT‐QUAL (C.R. ENEA Casaccia)

NDT Sonic Tomography

0.39Mechanical properties at the images sections and at the damaged zones of the obelisk

0.55

damaged zones of the obelisk normalized with respect the undamaged granite.g g

0.44 “Structural Resources” 

“Damage state”

1

NDT Sonic Tomography

Mechanical properties at different zones of the base1 different zones of the base normalized with respect the undamaged granite.

0.27undamaged granite.

0.36

0 200.20

0.25

NDT Sonic Tomography

South EastSouth-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

Laboratorio di “Qualificazione Materiali e Componenti” UTT MAT‐QUAL (C.R. ENEA Casaccia)

Colonne del Duomo di Orvieto

Indagini Geofisiche sulle colonne del Duomo di Orvieto 

Autori : G. Ranieri. G.P. Giani, A.M. Ferrero

Laboratorio di “Qualificazione Materiali e Componenti” UTT MAT‐QUAL (C.R. ENEA Casaccia)

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 centralenavata centrale

Laboratorio di “Qualificazione Materiali e Componenti” UTT MAT‐QUAL (C.R. ENEA Casaccia)

Tomografia Sonica ENEA

Laboratorio di “Qualificazione Materiali e Componenti” UTT MAT‐QUAL (C.R. ENEA Casaccia)

Conclusioni

Sviluppo del Software di acquisizione e di ricostruzione

Esperienza su diversi tipi di materiali di costruzione

Sviluppi successivippRealizzazione di sistema multicanale

Ricostruzione Tomografica dell’attenuazione sonorag

Analisi nel dominio della frequenza stimolo/risposta

ENEA è socio di organismi nazionali  che operano g pnell’ambito dei CND:

CICPND  Ente certificatore per le prove non distruttive 

AIPND    Associazione per le prove non distruttive 

Laboratorio di “Qualificazione Materiali e Componenti” UTT MAT‐QUAL (C.R. ENEA Casaccia)

Domandeee

Grazie a tutti per la partecipazione!!!

marialuisa.mongelli@enea.itmarialuisa.mongelli@enea.it