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Aziende Coinvolte nel progetto SMPPC-PRA

Monitoraggio Strutturale monumenti

Le drammatiche conseguenze dei recenti eventi sismici, che hanno colpito in Emilia a maggio 2012 e prima ancora in Abruzzo nel 2009, hanno tragicamente riportato l'attenzione, dell'opinione pubblica, della politica e della comunità scientifica, sull'importanza della prevenzione e della riduzione del rischio sismico quale presupposto essenziale per la corretta pianificazione e gestione di tali emergenze, al pari se non in misura maggiore della disponibilità di adeguati sistemi di monitoraggio geofisico e di early warning. E' apparso oltretutto evidente che il rischio si estende non solo alla salvaguardia delle persone, ma anche del nostro immenso patrimonio culturale, la cui corretta crescita e valorizzazione passa anche attraverso un'accurata programmazione degli interventi di manutenzione. Si definisce Monitoraggio Strutturale (Structural Health Monitoring, SHM) un processo diagnostico che ha come obiettivo la determinazione dello stato di una struttura, in termini di:

  • Rilevazione e localizzazione dei danni strutturali in essa presenti;
  • Valutazione della gravità dei danni strutturali;
  • Valutazione delle conseguenze che i danni strutturali comportano sulla vivibilità, affidabilità e durabilità della struttura.
L'approccio tradizionale utilizzato nello SHM prevede l'esecuzione di prove e misure statiche e dinamiche, da eseguire occasionalmente o periodicamente, ma con periodi tipicamente molto lunghi. Le tecniche di monitoraggio statico intendono rilevare le caratteristiche strutturali (deformazioni e spostamenti lenti) di una struttura e sottoporre a carichi di prova di intensità tale da indurre, simulando le azioni variabili di esercizio, le massime sollecitazioni previste in fase di progetto. A questa tecnica si associa quindi una strumentazione di misura composta da strain gauge (estensimetri), trasduttori di spostamento e termometri per tenere in conto l'eventuale dilatazione termina dei materiali cui gli altri sensori sono attaccati. Le tecniche di monitoraggio dinamico, invece, mirano a determinare la risposta dinamica della struttura attraverso accelerometri (o, in alternativa, misuratori di velocità o spostamento, dai quali, con un processo di derivazione singola o doppia, è possibile ricavare l'accelerazione). Nonostante tali tecniche garantiscano la possibilità di effettuare indagini molto approfondite sullo stato di una infrastruttura, hanno un grosso limite proprio nella discontinuità temporale, che consente di ottimizzare solo gli interventi a breve termine, sulla base di criteri di deperimento strutturale del tutto statistici, che non tengono in conto eventi che perturbino in qualche modo la stabilità della struttura, come ad esempio fenomeni sismici o bradisismici. Oltre a provocare crolli e altri danni visibili, infatti, un sisma può causare traumi che velocizzano l'invecchiamento della struttura, rendendola più esposta ad eventuali crolli, e quindi aumentano la necessità di manutenzione. Appare evidente come tali traumi debbano essere rilevati nel più breve tempo possibile, e come ciò sia difficilmente ottenibile attraverso l'approccio tradizionale. Rispetto alle strutture comuni, inoltre, l'applicazione delle tecniche di SHM sul Patrimonio Culturale, come ad esempio palazzi storici o vaste aree archeologiche, è fortemente limitata dalla possibilità di usare tecniche non invasive, che spinge la scelta verso sensori e sistemi innovativi, i quali consentono, come ulteriore vantaggio, l'acquisizione continua di dati statici e dinamici durante l'intera vita della struttura.