DIAGNOSI DI ELEMENTI STRUTTURALI LIGNEI E
MURARI MEDIANTE TOMOGRAFIA SONICA:
ESEMPI APPLICATIVI PER LA VALUTAZIONE
DELLO STATO DI CONSERVAZIONE
DI BENI STORICO-CULTURALI
DIAGNOSE OF TIMBER AND MASONRY STRUCTURAL ELEMENTS
VIA SONIC TOMOGRAPHY: APPLICATION EXAMPLES
FOR THE PRESERVATION ASSESSMENT OF CULTURAL HERITAGE
C. Colla
Dip. DISTART, Fac. Ingegneria, Università di Bologna, v.le Risorgimento 2,
40136 Bologna, Italy
Tel: +39 051-2093375; Fax: +39 051 2093495, [email protected]
PAROLE CHIAVE: PnD, diagnosi, elemento strutturale, legno, muratura, prove soniche,
tomografia, conservazione, bene culturale.
KEYWORDS: NDT, diagnosis, structural element, wood, masonry, sonic, tomography,
preservation, cultural heritage.
SOMMARIO Il patrimonio storico architettonico è costituito in gran parte da elementi
strutturali lignei e murari. La diagnostica strutturale non distruttiva da condursi in sito
va assumendo un ruolo crescente, all’interno di un percorso di conoscenza multiscala e
interdisciplinare. Le informazioni ottenibili sono fondamentali per impostare un
progetto di manutenzione o di intervento minimamente invasivo, non
sovradimensionato, rispettoso delle valenze materiche, strutturali e funzionali
dell’oggetto.
A fronte della disponibilità di un numero ristretto di tali tecniche diagnostiche applicabili
al legno e alle murature, e delle importanti limitazioni di cui soffrono, si evidenzia la
necessità di metodiche avanzate che, acquisendo dati su porzioni estese dell’elemento
strutturale, consentano di produrre informazione più facilmente interpretabile, conoscenza
più estesa e possibilmente quantitativa dello stato di conservazione dell’elemento.
Dopo aver presentato i principi della tecnica tomografica sonica, le fasi di progettazione
delle acquisizioni e le procedure operative, si riportano esempi di ricerca sperimentale
condotta allo scopo di studiare la conformazione interna della sezione e di individuare
disomogeneità e danno, quantificandone estensione e gravità. Mappe tomografiche del
segnale, corrispondenti a sezioni dell’elemento indagato convenientemente orientate,
delimitano aree con diversa densità e proprietà meccanica, ossia in differenti stati di
degrado. La bontà dei risultati conseguiti è stata verificata con soddisfazione attraverso
l’ispezione visuale interna delle sezioni indagate, compiuta ex-post.
ABSTRACT: Masonry and wooden structural elements make up a relevant percentage in
historical buildings. Their non destructive structural diagnose, to be carried out on site,
assumes a greater role in a multiscale and multidisciplinary knowledge path aimed at
obtaining fundamental input for a correct planning of preservation or intervention design.
Sonic tomography allows collecting data on large portions of the element, and offers easier
data interpretation and quantitative knowledge of the element preservation.
Results of velocity maps corresponding to element cross-sections with different density
and decay state are verified ex-post.
Introduzione
Gli elementi strutturali lignei e murari costituiscono una parte importante del nostro
costruito storico per quanto riguarda ad esempio solai e coperture, pareti, pilastri, volte
della costruzione. Già nelle loro forme costruttive più semplici, questi materiali e le
tecniche impiegate di lavorazione e assemblaggio o messa in opera sono testimonianza di
sapere progettuale, esperienza artigianale, valenze storiche, sociali, culturali, economiche
delle epoche che ci hanno preceduto e che debbono essere tutelati e tramandati insieme al
bene di cui fanno parte, attraverso un’attenta conservazione strutturale e materica.
La diagnostica strutturale non distruttiva o minimamente distruttiva da condursi in sito su
elementi componenti il nostro costruito va assumendo un ruolo crescente, anche grazie alla
recente normativa tecnica delle costruzioni e alle Linee Guida dedicate al patrimonio
architettonico [1-2]. All’interno di un percorso di conoscenza multiscala e
interdisciplinare, le informazioni così ottenibili sono un input fondamentale per una
diagnosi dell’oggetto che consenta al progettista conservatore di impostare un progetto di
manutenzione o di intervento minimamente invasivo, non sovradimensionato, rispettoso
delle valenze materiche, strutturali e funzionali.
A fronte della disponibilità di un numero limitato di tecniche diagnostiche applicabili in
sito al legno e alle murature, tecniche che per lo più soffrono di limitazioni importanti,
quali il carattere puntuale e localizzato dell’informazione registrata e dunque controversie
sull’estensibilità e affidabilità delle interpretazioni ricavate dai dati acquisiti, si evidenzia
la necessità disporre o di sviluppare metodiche avanzate che, acquisendo dati su porzioni
estese dell’elemento strutturale, consentano di produrre una visualizzazione dei dati più
facilmente interpretabile, una conoscenza più estesa e possibilmente in termini quantitativi
dello stato di conservazione dell’elemento, grazie ai vantaggi della diagnostica per
immagini.
Obiettivi del lavoro
Negli ultimi 20 anni, nel campo strutturale, la tomografia sonica ha avuto un utilizzo
incoraggiante ma ancora limitato per la valutazione di strutture ed elementi murari storici
[3-6] mentre la sua applicazione su elementi lignei è del tutto nuova [7].
La ricerca sperimentale condotta dal DISTART dell’Università di Bologna in cantieri
studio di edifici storici e in laboratorio su elementi lignei e murari prelevati da costruzioni
esistenti ha teso a convalidare ulteriormente il potenziale applicativo di questa tecnica, per
il caso della muratura, e ad affrontare uno studio di fattibilità al fine di testarne
l’applicabilità, l’utilità e l’economia per il caso di elementi strutturali lignei.
Si presentano nel seguito, alcuni esempi applicativi condotti allo scopo di studiare la
conformazione interna della sezione indagata e di quantificare l’estensione del danno e la
sua gravità.
Grazie ad un’opportuna progettazione dell’orientamento e numerosità dei percorsi di prova
tomografica, compiuto preliminarmente alle acquisizioni dei dati, si è teso ad affinare e
migliorare la procedura operativa di acquisizione dati e a poter visualizzare l’informazione
ottenuta ad un dettaglio di risoluzione adeguato, in forma di immagini bidimensionali. Ciò
allo scopo di facilitare la veicolazione dei risultati anche ad utenti non specialisti di
indagini diagnostiche e ad ampliare l’utilizzo della tecnica.
Principi della tecnica sonica
La tecnica sonica appartiene alla famiglia dei metodi d’indagine acustica, e sfrutta la
propagazione nel materiale di segnali con frequenze limitate a 20 kHz. A differenza della
tecnica ultrasonica, questo significa maggiori lunghezze d’onda e minor risoluzione, ma la
possibilità di raggiungere maggiori profondità di penetrazione nel materiale. E’ adatta a
materiali anisotropi (quali muratura e legno), gravemente danneggiati (con presenza di
discontinuità) o di forte spessore, quali quelli storici, perché utilizza segnali molto
energetici poiché generati da un breve impatto elasto-neccanico sulla superficie tramite un
martello strumentato, dunque meno proni a rapida attenuazione. La funzione d’impulso del
martello può essere approssimata ad una sinusoide la cui larghezza corrisponde al tempo
di contatto tra la punta del martello e la superficie, e dipende da diversi parametri, quali la
rigidezza e il diametro della massa d’impatto usata e la rigidezza della superficie della
struttura. In conseguenza di un’ampia area di contatto massa/superficie (ad esempio in
caso di massa grande o bassa rigidezza), il tempo di contatto aumenta, dando luogo ad
un’onda di minor contenuto in frequenza o d’intervallo di frequenze più limitato.
La propagazione di segnali generati da un impatto in un solido di dimensioni finite ed
eterogeneo è piuttosto complessa ma, brevemente e semplificando, sono prodotte onde
superficiali che danno luogo a fronti d’onda circolari che si allargano radialmente sulla
superficie, mentre le onde di compressione e di taglio si propagano secondo fronti d’onda
semisferici fino ad incontrare lungo il loro percorso disomogeneità che ne modificano
l’intensità in termini di velocità e di ampiezza. Per la loro maggiore velocità ed energia,
sono generalmente le onde di compressione ad essere prese in considerazione nelle prove
soniche [8]. Per quanto riguarda le modalità di prova sonica, che si differenziano per la
posizione relativa di martello e ricevitore sull’elemento, in tomografia generalmente si
sfruttano combinazioni di trasmissione diretta del segnale (trasmettitore e ricevitore sono
posti uno di fronte all’altro su superfici opposte dell’elemento) (Fig. 1a) e di trasmissione
semidiretta (trasmettitore e ricevitore non sono posti uno di fronte all’altro su due superfici
opposte dell’elemento, oppure su superfici ortogonali) (Fig. 1b e c).
Figura 1 – Modalità di prova sfruttate in tomografia: a) diretta; b-c) semidiretta.
Ad ogni percorso di misura è registrata una coppia di forme d’onda: il segnale generato dal
martello (in nero in Fig. 2), e il segnale ricevuto dopo la propagazione nel materiale (in
grigio in Fig. 2). Ogni valore ottenuto dall’analisi dei segnali rispecchia le caratteristiche
medie del materiale lungo il percorso di misura. L’analisi può consistere nel calcolo del
tempo di propagazione del segnale (Fig. 2 dx) e/o dell’attenuazione subita dalle forme
d’onda registrate. L’accuratezza delle determinazioni di velocità dipende dall’esattezza
della misura della lunghezza del percorso (precisione richiesta ± 1%) e del tempo di volo
∆ t. Parametri quali la scabrosità della superficie, il contenuto di umidità e la temperatura
del materiale, la lunghezza del percorso, la geometria dell’elemento, lo stato di stress, la
presenza di inclusioni metalliche e, naturalmente, crepe, vuoti e difetti, influenzano le
misure.
Figura 2 – Coppia di forme d’onda complete e dettaglio per il calcolo di ∆ t.
Principi della tecnica tomografica sonica e progettazione delle acquisizioni
La tomografia sonica è una tecnica acustica non distruttiva di derivazione geofisica e
medica e può avvalersi, per l’acquisizione dei dati, di una normale strumentazione sonica,
dai costi certamente contenuti. Acquisito un elevato numero di dati in punti di stazione
posti lungo il perimetro della sezione di interesse, lungo percorsi di prova che attraversano
la sezione stessa, grazie ad un processo iterativo di calcolo la tomografia opera
l’inversione del set di dati e la ricostruzione della sezione, producendo immagini
bidimensionali della sezione dell’elemento che mappano il parametro misurato, in guisa di
isolinee o di mappe di colore rappresentative delle condizioni del materiale investigato.
In tomografia sonica si considerano, per ogni stazione sorgente del segnale, un numero
discreto di stazioni riceventi a formare un ventaglio di percorsi ideali del segnale
trasmesso, diversamente orientati rispetto alla direzione del fronte d’onda iniziale del
segnale; per ogni posizione della sonda ricevente, il parametro misurato riflette le
caratteristiche fisico-meccaniche del materiale attraversato durante il percorso di
propagazione dell’onda. Ad esempio, il tempo di volo del segnale registrato tra due
stazioni rispecchia la velocità media del segnale lungo il tragitto che unisce un particolare
punto trasmittente con il ricevente considerato o, per meglio dire, ogni tempo di volo
rappresenta l’integrale dell’inverso della velocità lungo il percorso. I segnali acustici
hanno la tendenza a viaggiare meglio e più velocemente in materiali maggiormente densi
dunque la velocità del segnale tenderà ad essere maggiore in regioni di materiale integro,
e, in presenza di vuoti, il fronte d’onda aggira la cavità allungando il proprio percorso e
dando luogo a velocità misurate apparentemente inferiori. Per ricostruire la distribuzione
delle velocità sulla sezione, utilizzando i valori misurati di dei tempi di volo è possibile
utilizzare la “tecnica di espansione in serie” che considera la funzione continua degli
inversi delle velocità come una serie di elementi discreti, detti pixel, aree su cui si può
considerare costante la velocità. Pertanto l’integrale, passando al caso discreto, diventa una
sommatoria. Questa può essere riscritta anche in forma matriciale compatta da cui è
possibile ottenere l’espressione del vettore P, soluzione del problema tomografico, noto il
vettore dei tempi di volo (T) e la geometria della sezione (matrice D): P = D-1T.
L’inversione della matrice D è realizzata impiegando ad esempio tecniche di ricostruzione
algebrica (ART, algebric reconstruction technique) o algoritmi più sofisticati. Nella
ricostruzione iterativa della matrice, un modello di velocità iniziale è progressivamente
modificato sino alla convergenza alla soluzione: definito il modello iniziale, questo è poi
impiegato per calcolare un corrispondente modello dei tempi di volo; il modello dei tempi
di volo è sottratto dai tempi misurati, ad ottenere i residui; i residui sono retro-proiettati al
fine di ottenere fattori di correzione. Il modello è quindi aggiornato con i calcolati fattori
di correzione in maniera iterativa sino alla convergenza alla soluzione [9].
La teoria matematica dimostra che le caratteristiche interne di un oggetto possono essere
ricostruite esattamente da un set completo di proiezioni dell’oggetto. Tuttavia, a causa dei
costi connessi all’acquisizione e analisi dei dati, il numero di proiezioni registrate non può
essere infinito. Dunque, per ogni specifico caso, prima di iniziare le acquisizioni, è di
fondamentale importanza progettare orientamento e numerosità dei percorsi di prova
tomografici sulla sezione. Rilevata con precisione la geometria della sezione, in funzione
della lunghezza d’onda degli impulsi impiegati e della dimensione delle discontinuità o
anomalie ricercate, è necessario considerare varie ipotesi di interspazio tra le stazioni sul
perimetro, di angolo di apertura dei ventagli dei percorsi ideali di misura e di numero di
raggi nel ventaglio. Ciò al fine di ottenere una copertura della sezione possibilmente densa
e omogenea e di evitare effetti spuri nelle mappe tomografiche prodotte (3-4). Questo
requisito è particolarmente importante quando l’area di sezione sia irregolare o quando
l’accesso non sia possibile da tutti i lati del perimetro; spesso la distribuzione dei punti di
misura deve essere limitata a 3 o 2 lati (Fig. 3). In ogni caso è bene che il numero di
misure acquisite sia il più elevato possibile perché i risultati tomografici siano più accurati.
Al fine della progettazione, i percorsi di misura possono essere immaginati raggi rettilinei
di ventagli che hanno origine in ogni stazione trasmittente. I raggi sono incidenti con
diversa angolazione sulle discontinuità eventualmente incontrate nel piano di sezione e
dunque le diverse proiezioni serviranno a definirne la posizione e la forma [9]. La somma
dei ventagli di misura forma il tipo di copertura ottenuta dai percorsi nella sezione (Fig. 4).
Figura 3 – Esempi di ipotesi di distribuzione di raggi ideali, con stazioni su 2 lati [7].
Figura 4.- Esempio di copertura tomografica ottenuta con stazioni poste su 4 lati [9].
Ad esempio, a sinistra in Fig. 5 si può osservare come, usando lo stesso numero di stazioni
trasmittenti (12 stazioni) ma diversamente disposte lungo il perimetro, si ottenga una
migliore copertura nel caso “b” rispetto al caso “a”, sia in termini di omogeneità di
densità, sia di copertura degli angoli. In Fig. 5 a destra, in entrambi i disegni i ventagli
prevedono 5 raggi ma l’apertura più ristretta del caso “b” assicura, in combinazione con un
più alto numero di stazioni, una copertura più omogenea.
Figura 5 – Esempi di distribuzione delle stazioni e di coperture ottenute [4].
Strumentazione di acquisizione dei dati tomografici e calibrazioni del segnale
La strumentazione sonica per tomografia è di facile utilizzo sia in laboratorio sia in
cantiere, e usa un martello strumentato quale emettitore del segnale e uno o più riceventi
simultaneamente collegati allo strumento. La strumentazione utilizzata in questa
sperimentazione è composta inoltre da un PC con scheda multicanale di acquisizione dei
segnali ad alta frequenza di campionamento e appropriato SW di visualizzazione e
salvataggio dei dati in ambiente Labview e da una centralina multicanale di amplificazione
e condizionamento dei segnali.
Preliminarmente alla progettazione delle acquisizioni dei dati, per ciascun caso si è
proceduto a verificare le caratteristiche di propagazione dei segnali sonici su un’area
campione, lungo le sezioni tomografiche individuate. Ad esempio, nella sezione
longitudinale della trave lignea riportata nel seguito, in una zona di legno apparentemente
integro sono state registrate velocità medie dei segnali acustici di 1300 m/s e contenuto
medio in frequenza del segnale sonico di circa 1000 Hz.
Descrizione della trave lignea e progettazione delle acquisizioni
La trave lignea studiata, in abete, è probabilmente databile al 19° secolo e proviene dalla
copertura di un edificio, configurandosi come catena di una capriata zoppa. Ha lunghezza
di 5,6 m, presenta sezione rettangolare irregolare, di dimensioni circa 0,25 x 0,28 m2.
All’ispezione visiva, la trave presenta nodosità, fessure da ritiro ed una estesa area
degradata all’intradosso con carie a cubetti e perdita di materiale (Figura 6).
Figura 6 – Sezione longitudinale (sopra), dettaglio con carie della trave (sotto).
Il piano tomografico considerato è stato individuato lungo la sezione longitudinale, ha
interessato quasi l’intera estensione della trave, sviluppandosi per 5,4 m, e le stazioni di
misura, con interspazio di 4 cm, sono state poste sull’intradosso ed estradosso. Questa
scelta è stata effettuata dopo aver rilevato le dimensioni della trave, e in seguito a
considerazioni sulla lunghezza d’onda del segnale e su fattori di tipo geometrico nella
campitura dell’area di sezione investigata. La progettazione dei percorsi di misura è stata
svolta disegnando in ambiente CAD una serie di ipotesi di campitura dell’area.
Acquisiti i dati, la prima fase di analisi è consistita nel misurare i tempi di volo per ogni
coppia di forme d’onda registrate. Tutti i valori così calcolati sono stati quindi immessi in
forma tabulare nel software di inversione tomografica, insieme alle coordinate
geometriche delle stazioni di prova.
Le operazioni di acquisizione dati hanno previsto l’impiego di due operatori: uno addetto
ad operare il martello, l’altro il ricevitore e la strumentazione di acquisizione. Le
acquisizioni sono state completate in circa 10 ore di lavoro, mentre l’analisi, la
preparazione e l’inversione dei dati hanno richiesto altrettanto lavoro.
Risultati tomografici sperimentali su trave lignea
Dai risultati tomografici ottenuti dall’inversione dei tempi di volo (Figura 7), è possibile
rilevare che le velocità ottenute variano da circa 1900 m/s fino a circa 350-400 m/s.
Quest’ultimo valore, molto prossimo alla velocità di propagazione del suono in aria,
evidenzia che sono presenti nella trave porzioni di materiale di bassa densità in cui i
segnali acustici si propagano molto lentamente, ossia aree molto degradate e dalle
caratteristiche meccaniche notevolmente ridotte.
Figura 7 – Mappa delle velocità soniche (dimensioni in mm, sopra) e legenda dei valori.
I toni di grigio rappresentano i valori di velocità sonica misurata: nero e grigio scuro
indicano bassi velocità mentre il bianco e il grigio chiaro rappresentano alte velocità. Nella
mappa tomografica delle velocità sono riconoscibili 2 regioni di minima velocità: una
all’estremo destro della sezione, l’altra si estende per circa 0,6 m tra 3,8 m e 4,4 m dalla
testata sinistra. Tutta la porzione tra 3,4 m e 4,6 m presenta in ogni caso basse velocità,
inferiori a circa 900 m/s (area entro riquadro nero). Una porzione di trave di circa 1,2 m di
lunghezza presenta dunque caratteristiche meccaniche probabilmente gravemente alterate.
Nel resto della trave, la velocità di propagazione del segnale si attesta in media sui 1400
m/s, un buon valore, non particolarmente alto ma adeguato alla propagazione in direzione
ortogonale alle fibre del legno. La dimensione complessiva dell’area degradata (basse
velocità), ottenuta dall’osservazione della mappa, è un risultato molto importante ai fini
della valutazione dello stato di salute della trave e delle modalità di intervento. Inoltre, il
fatto che la mappa di velocità evidenzi valori bassi, in coerenza con l’area degradata di
trave osservabile tramite ispezione visuale della superficie, rappresenta un importante
risultato ai fini dell’affidabilità dell’applicazione della tomografia sonica ad elementi
strutturali lignei. Si à tuttavia provveduto alla verifica dei risultati tomografici esposti,
attraverso il confronto visuale con due punti appositamente selezionati nello sviluppo
longitudinale della trave, in corrispondenza di velocità alte ed estremamente basse, ossia
presumibilmente di legno sano e gravemente degradato. Le posizioni delle fette di trave
segate trasversalmente alla trave (Fig. 8) sono segnalati in figura 7 da 2 segmenti
tratteggiati rossi. Le immagini confermano le ipotesi formulate in precedenza sia al
momento della scelta delle posizioni di sezione, sia al momento dell’interpretazione dei
dati tomografici. Nella sezione degradata (Fig. 8 a destra), l’area di degrado appare
limitata alle regioni di intradosso e di faccia destra, mentre la faccia sinistra appare
attraversata fino al midollo da una grossa fessura. Queste osservazioni soddisfano i
risultati tomografici.
Figura 8 – Fette di trave in zona di legno sano (a sinistra) e degradato (a destra).
Descrizione del paramento murario e progettazione delle acquisizioni
Il pannello studiato di muratura a 2 teste, di spessore 28 cm, da un edificio della prima
metà del 20° sec., è costituito da corsi di mattoni pieni bolognesi disposti di lista e di testa,
legati da giunti irregolari di malta di calce. La malta si presenta, all’ispezione visuale
esterna, in parte disgregata e i giunti, di spessore variabile, presentano alcuni vuoti;
nell’interno della sezione, si presuppongono giunti non continui.
Le prove soniche tomografiche sono state effettuate su un corso murario, dopo averne
rilevato la tessitura e averne misurato con precisione lo spessore. Ventiquattro stazioni
sono state segnate sul lato frontale (Fig. 9) e altrettante su quello retrostante del pannello,
con interspazio di 4 cm. Ciascuna ha servito come stazione trasmittente e ricevente da cui
diparte un ventaglio di misure con angolo di apertura 80° e composto da 7 raggi. Le
calibrazioni iniziali del segnale (Fig. 10) hanno fatto misurare lunghezze d’onda tra 0,6 e
1,1 m.
Figura 9 –Fronte e vista laterale del pannello, stazioni tomografiche sul fronte.
Figura 10 – Fase delle acquisizioni tomografiche sul pannello murario.
Risultati tomografici sperimentali su paramento murario
L’output tomografico ottenuto dall’inversione del set completo di dati ha mostrato velocità
di trasmissione tra 500 m/s e quasi 3000 m/s (Fig. 11). Questa ampia distribuzione di
valori è attribuibile alla disposizione dei mattoni, alla presenza di vuoti e crepe, e
all’orientamento dei percorsi di misura. Infatti, in corrispondenza di misure su mattoni
posti di testa (2 diatoni, ossia 2 mattoni con funzione di ammorsamento tra i 2 paramenti
del pannello erano presenti nell’area di sezione studiata) sono state registrate le velocità
maggiori; in corrispondenza di stazioni poste su mattoni disposti di lista, dove i percorsi
hanno attraversato almeno un giunto di malata, le velocità registrate sono state inferiori.
Le minori velocità sono state però misurate in corrispondenza di percorsi in prossimità di
vuoti di malta o di mattoni fratturati, come verificato al termine dell’analisi dalla
documentazione fotografica in fase di smontaggio del pannello, avvenuto corso per corso.
Figura 11 – Mappa tomografica con percorsi calcolati e tessitura muraria verificata.
Conclusioni
La limitata disponibilità di appropriate tecniche di indagine applicabili in sito, rende
necessaria anche per la diagnostica non distruttiva di muratura e legno strutturale in opera
in beni culturali, l’adozione di tecniche e procedure avanzate che consentano l’ispezione e
visualizzazione di interi elementi. La tomografia consente di visualizzare mappe di
velocità del segnale corrispondenti a sezioni dell’elemento convenientemente scelte.
Dopo aver esposto i principi della tecnica tomografica sonica e le fasi di progettazione
delle acquisizioni dati, gli esempi applicativi presentati hanno studiato la conformazione
interna delle sezioni indagate, e quantificato l’estensione del danno oltre che valutato
l’applicabilità della tecnica al caso di travi lignee. Le variazioni di velocità registrate e
presentate secondo una legenda colori, delimitano aree della sezione con diversa densità e
proprietà meccanica, ossia in differenti stati di degrado. I risultati conseguiti sono stati
verificati attraverso l’ispezione visuale delle sezioni, compiuta ex-post, e sono stati ritenuti
di soddisfacente risoluzione.
La tomografia sonica è risultata una tecnica dispendiosa in termini di corretta
progettazione della procedura e di acquisizione ed analisi dei dati, tuttavia l’inversione dei
dati e la visualizzazione dei risultati è relativamente immediata, e produce mappe del
parametro misurato di facile lettura. Inoltre l’applicazione è totalmente non distruttiva.
Bibliografia
1. D.M. 14 gennaio 2008 –“Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni”, G.U. n. 29 del 4
febbraio 2008, Suppl. Ord. N. 30, 2008
2 . Direttiva PCM 12/10/2007, “Direttiva del PCM per la valutazione e la riduzione del
rischio sismico del patrimonio culturale con riferimento alle norme tecniche delle
costruzioni del 12/10/2007”, G.U. 29 gennaio 2008, n. 24, Supp. Ord. N. 25, 2007.
3. C. Colla, P.C. Das, D. McCann, M.C. Forde -"Investigation of stone masonry bridges
using sonics, electromagnetics & impulse radar", Atti III Int. Symp. Non-Destructive
testing in Civil Engineering (NDT-CE), Berlino, Settembre 1995, DGZfP, vol. 1, 629-636.
4. C. Colla “Non-Destructive Testing of masonry arch bridges”, Ph.D. Dissertation, The
University of Edinburgh, UK, 1997.
5. L. Binda, A. Saisi, C. Tiraboschi, S. Valle, C. Colla, M. Forde –“Application of sonic
and radar tests on the piers and walls of the Cathedral of Noto”, J. Construction &
Building Materials:91–106, 2002.
6. C. Colla, D.M. McCann, M.C. Forde, P.C. Das, A.J. Batchelor –“Radar tomography of
masonry arch bridges”, Atti VII Int. Conf. Structural Faults and Repair -'97, Edinburgh,
UK, 8-10 luglio 1997, Engineering Technic Press, vol. 1, 143–153, 1997.
7. C.Colla, A. Benedetti, G. Pascale –“Diagnosi di elementi strutturali lignei mediante
tomografia sonica per la valutazione dello stato di conservazione”, Atti XXV Conv. Int.
Scienza e Beni Culturali, Conservare e Restaurare il Legno, Conoscenze, esperienze,
prospettive. Bressanone, 23-26 giugno, 2009, Marghera-Venezia: Edizioni Arcadia
Ricerche. 677–688 e Tav. a colori n. 26, 2009.
8. UNI EN 14579:2005 Metodi di prova per pietre naturali - Determinazione della velocità
di propagazione del suono.
9. M.J. Jackson, D.R. Tweeton –“Geophysical tomography using wavefront migration and
fuzzy constraints”, R.I. 9497, Bureau of Mines, United States Department of Interior, 35 p,
1994.