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
[email protected]@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
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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
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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
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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
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Tomografia Sonica ENEA
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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
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