Degrado e dissesto di edifici pubblici, in particolar modo di quelli scolastici, sono un argomento noto a tutti professionisti del settore dell’ingegneria civile. Un vero e proprio pericolo per la sicurezza dei cittadini, che sta allarmando gli organi pubblici di controllo, è il fenomeno noto come “sfondellamento” dei solai, difficile da prevedere e che interessa un numero elevato di strutture.
Tale fatto riguarda specialmente i solai realizzati nel periodo compreso tra gli anni ‘50 e ’70.
Le cause del dissesto possono essere molteplici: fenomeni di carbonatazione, spessore dello strato di intonaco connesso a ritiri e dilatazioni termiche, difetti delle pignatte (forma e dimensione), sollecitazioni statiche dovute sia alle funzioni di esercizio, che ad una errata posa in opera, sollecitazioni dinamiche, corrosione dei ferri dei travetti, ecc.
I solai di copertura risultano maggiormente soggetti a tale tipo di dissesto, in quanto sottoposti ad escursioni termiche importanti.
Il fenomeno, ormai diffuso, rientra tra gli argomenti trattati nel DDL “La Buona Scuola”, che comprende fondi per le verifiche e la messa in sicurezza degli istituti scolastici.
La strumentazione
Il sistema denominato MAST–Test, è stato realizzato per verificare la presenza o meno di dissesti su solai in latero–cemento (c.d. “sfondellamento”). L’evento, spesso, è causa di danni e di inagibilità di locali, oltre a costituire un pericolo fondato per la sicurezza delle persone. Tale fenomeno consiste nel distacco parziale dell’intonaco e della cartella di intradosso delle pignatte di alleggerimento.
Il MAST–Test realizzato da DRC, consiste in un attuatore elettro–meccanico, che genera un impatto costante sulla superficie da testare. All’attuatore viene collegato un microfono piezoelettrico di classe 1, che invia il segnale ad un sistema di acquisizione che analizza e visualizza in tempo reale l’onda sonora generata dall’impatto. Lo strumento si pone l’obiettivo di sostituire, o meglio ammodernare, il metodo di verifica maggiormente utilizzato sino ad oggi, ossia quello di colpire la superficie del solaio con una asta di legno (solitamente con il manico di una scopa) ed ascoltare il suono generato dall’urto. Un suono “sordo” (si intende solitamente un suono smorzato, con poche vibrazioni) di una zona rispetto ad un’altra con suono “squillante”, indica la possibilità di presenza di un vuoto e quindi il probabile distacco dell’intonaco e/o della cartella.
Il MAST–Test sostituisce l’orecchio con un microfono di precisione in classe 1 e l’asta di legno con un attuatore che genera colpi di intensità costante. A differenza dei sistemi attualmente in commercio, la strumentazione MAST–Test visualizza il risultato in termini di frequenza.
Sostanzialmente, la prova consiste nel misurare la risposta sonora di una porzione di solaio integra registrando il valore come riferimento ed estendere poi l’indagine su tutta la superficie da verificare, registrando tutti i valori di impatto in termini di frequenza. Eventuali variazioni della risposta, rispetto a quella di riferimento, indicano la presenza di un possibile dissesto, ed allertano l’operatore che andrà ad eseguire una misura diretta nella zona sospetta.
Il segnale viene analizzato e visualizzato sotto forma di:
- Analisi in frequenza FFT (A)
- Analisi in banda di ottave (B)
- Valore massimo di pressione acustica (C)
- Contestualmente viene registrato un tracciato di valori
al fine di confrontare i valori acquisiti (D)
Il risultato viene espresso in termini comparativi: si esegue la taratura del sistema in termini di valori assoluti in aree prive di difetti, si procede all’analisi delle zone da indagare evidenziando le aree che mostrano risultati differenti da quelli ottenuti nelle zone sane.
Valori di risposta di picco differenti tra il punto di riferimento (m) e quello acquisto (n) in un’area con differenti caratteristiche
Lo strumento Son–Up
Il sistema Son-Up nella versione completa comprende:
- Attuatore elettro–meccanico nella versione 25 N e 40 N, completo di supporto ed aste di contrasto regolabili;
- Pulsante di attivazione dell’attuatore, completo di cavi e batteria 12 V;
- Supporto snodato regolabile per microfono;
- Asta telescopica regolabile con innesto per attuatore H 1,6 m – 4,50 m;
- Carrello completo di innesto per asta telescopica e molla di contrasto;
- Supporto per PC / Tablet regolabile ed orientabile;
- Sistema di acquisizione dati DaTa 500 completo di software di analisi e configurazione;
- Microfono PCB modello 130E20;
- PC–Tablet F110.
Lo strumento MAST-Test comprende un attuatore elettro–meccanico completo di supporto sensori (01) al quale viene fissato uno snodo meccanico (03) che sorregge il microfono piezoelettrico (02); attuatore e microfono sono sorretti da una asta estensibile in alluminio (04); nella sezione maggiore è presente un supporto regolabile che sorregge il pulsante di attivazione dell’attuatore (05) ed il supporto PC / Tablet (06); alla base è presente un carrello completo di ruote e molla di spinta regolabile per posizionare l’attuatore a contrasto con la superficie da indagare.
L’attuatore elettro–meccanico termina con un perno di battuta intercambiabile (01), è realizzato con differenti materiali e dimensioni e posizionato alla estremità del percussore (01); il supporto attuatore (04) consente il collegamento di aste di contrasto nella parte superiore e di supporti per sensori di misura nella parte inferiore; il microfono (02) è inserito in un supporto mobile (03) che permette la regolazione del sensore a seconda delle esigenze di cantiere.
Il supporto attuatore è inserito in una asta regolabile con estensione sino a 4,5 m. Realizzata in allumino, comprende un supporto snodato dove poter posizionare PC o Tablet per la visualizzazione dei dati acquisiti con il sensore.
L’asta estensibile viene fissata nel carrello completo di 4 ruote completo di un sistema di contrasto a molla, che permette di posizionare con rapidità l’attuatore ed il microfono nel punto desiderato della zona da indagare.
L’acquisizione e l’elaborazione dei segnali avviene grazie alla centralina multifunzione DaTa500. I segnali vengono visualizzati in tempo reale nel PC o Tablet collegato alla centralina.
La centralina multifunzione DaTa500 consente di collegare ulteriori sensori di misura, quali:
- Accelerometri
- Microfoni con differenti prestazioni
- Encoder per la misura e la registrazione della posizione
Analisi in frequenza del segnala (A); Analisi in banda di ottave (B); Tracciato di misura (C)
Il software di elaborazione permette di eseguire una analisi completa del segnale, personalizzabile a seconda delle esigenze del cliente.
