Nonostante la relativamente giovane età del sistema proposto, nato solamente nel 2002, Co.S.Mo.Net è stato gia applicato con successo a numerose strutture in calcestruzzo armato sia di nuova costruzione, sia esistenti.

Il sistema, ad esempio, è stato proposto ed attuato a Portonovo, località nel comune di Ancona in prossimità del mare (Fig. 1). È un ambiente particolarmente prezioso sul piano naturalistico e l’Amministrazione comunale di Ancona ha recentemente provveduto a regolamentarne gli scarichi, convogliandoli in un impianto adeguato per allontanarli dalla località. A tale scopo sono state realizzate due vasche di sollevamento in calcestruzzo armato (S1 e S2 in Fig. 1), a cui è stato applicato il sistema di monitoraggio Co.S.Mo.Net, poiché, essendo completamente interrate, risultavano immerse in un ambiente particolarmente aggressivo a causa della superficialità della falda di acqua marina (Fig. 2).

La Fig. 3 riporta il particolare di un punto di monitoraggio posto tra due ferri d’armatura prima del getto. Sia sull’elettrodo di riferimento, sia sulle armature vengono saldati cavetti elettrici per permettere le successive misure elettrochimiche. Le saldature vengono poi protette con uno strato di resina epossidica per evitare fenomeni di corrosione per contatto galvanico. Gli elettrodi rimangono pertanto inglobati nel getto di calcestruzzo mentre tutti i cavi di collegamento elettrico vengono convogliati verso la centralina di telerilevamento (Fig. 4). La Fig. 5 riporta, infine, come appare sul programma di gestione dati Co.S.Mo.Net la stazione di sollevamento S1, con l’indicazione della collocazione di un elettrodo di riferimento.

Il sistema di monitoraggio è stato anche applicato, sempre ad Ancona, al parcheggio multipiano di recente costruzione (Fig. 6), localizzato su un’area recuperata da una precedente attività di produzione di gas di città.

In questo caso, prevedere un monitoraggio continuo della struttura già in fase di progetto risultava essere particolarmente importante e funzionale al progetto stesso per la necessità di controllare l’eventuale diffusione nel calcestruzzo della platea di fondazione (prescritto con opportuno grado di impermeabilità) di agenti inquinanti dal terreno di fondazione, risanato per attenuazione naturale mediante cinturazione e contenimento del terreno inquinato.

Quando l’armatura del solettone di fondazione è stata posta in opera (Fig. 7) sono stati inseriti gli elettrodi in prossimità della parte di terreno maggiormente inquinata; inoltre, si sono anche posizionati elettrodi, in corrispondenza di pilastri e travi, nei punti di massima sollecitazione individuati da un’analisi preliminare di simulazione degli sforzi (Fig. 8).

Dopo il getto di calcestruzzo nel quale sono rimasti inglobati gli elettrodi, le uscite dei vari punti di monitoraggio (la Fig. 9 rappresenta il punto di monitoraggio di una trave particolarmente sollecitata) sono stati inserite in scatole stagne, per facilitare così un’eventuale verifica delle misure effettuate.

Tutti i segnali sono stati poi convogliati verso una centralina generale, posta in prossimità dell’ingresso principale del parcheggio per consentirne una facile ispezione (Fig. 10), che sta attualmente trasmettendo dati verso il centro Co.S.Mo.Net via GSM.

Recentemente il sistema di monitoraggio Co.S.Mo.Net è stato anche inserito nel progetto preliminare della Strada Statale 77 nel tratto Muccia-Foligno (Fig. 11).

Due ulteriori applicazioni, in particolare, hanno confermato la validità e affidabilità del sistema proposto.

La prima interessa una struttura abbastanza datata (che risale al 1960) portante un ascensore e posta in prossimità del litorale marino nella zona Passetto di Ancona (Fig. 12) dove il sistema è stato progettato ed allestito durante i lavori di ristrutturazione eseguiti nel 2003.

Durante la ristrutturazione, a causa dell’ambiente particolarmente aggressivo, il calcestruzzo della struttura è stato protetto per mezzo di un trattamento idrofobico superficiale. Poiché il deterioramento del trattamento protettivo superficiale implica l’ingresso dell’acqua, con una conseguente variazione del potenziale di libera corrosione delle armature in prossimità della zona degradata, il sistema di monitoraggio proposto sembrava essere un’utile soluzione per controllare l’efficacia del trattamento idrofobico superficiale delle strutture in calcestruzzo nel tempo e, in particolare, per rilevarne ogni suo precoce deterioramento.

In questo caso gli elettrodi sono stati collocati in quelle zone della struttura che erano risultate le più danneggiate da una precedente indagine effettuata prima degli interventi di ripristino e che quindi sarebbero state probabilmente le più vulnerabili anche durante la futura esposizione all’ambiente aggressivo. In ognuno di questi punti è stato scarificato il copriferro, creato un foro per l’inserimento dell’elettrodo (Fig. 13), e i cavetti elettrici collegati all’elettrodo o saldati alle armature, sono stati poi convogliati verso una periferica di smistamento dati (Fig. 14) collegata alla centralina di telerilevamento che in questo caso non ha solo la funzione di monitorare la struttura, ma anche di gestire la stazione di pompaggio. Tutti i copriferri interessati sono stati poi completamente ripristinati.

L’operatore presso il centro Co.S.Mo.Net., aprendo il programma di telelettura ed elaborazione dei dati pervenuti, può scegliere la struttura monitorata da controllare (Fig. 15, in questo caso l’ascensore del Passetto di Ancona) e i relativi punti di monitoraggio rappresentati da differenti numeri di canale, evidenziati visivamente sul prospetto della struttura. Inoltre, di ogni elettrodo di riferimento viene indicata non solo la locazione ma anche la marca, il tipo, la matricola, la data d’installazione ed il valore di taratura iniziale rispetto ad un elettrodo di riferimento a calomelano saturo.

Nella schermata grafici (Fig. 16), invece, scelta la struttura da monitorare, è possibile visualizzare l’andamento delle misure dei potenziali elettrochimici nei diversi punti di monitoraggio precedentemente localizzati e corrispondenti ai differenti canali attivati nell’intervallo di tempo prescelto. Come si può osservare a ogni curva corrisponde un colore che è poi quello del canale corrispondente.
Nel caso in esame, due canali, quelli relativi ai colori verde chiaro e lilla in data 01/12/02 avevano registrato una improvviso aumento del potenziale elettrochimico. Il centro Co.S.Mo.Net ha subito allertato l’Amministrazione Comunale che, fatte alcune verifiche, ha poi verificato che proprio quel giorno un fulmine era caduto sull’ascensore causando una polarizzazione dell’armatura e la conseguente variazione di potenziale registrata.

La seconda applicazione è situata nel comune di S. Elpidio a Mare in provincia di Ascoli Piceno dove il sistema di monitoraggio Co.S.Mo.Net è stato progettato ed applicato a un serbatoio di acqua potabile di nuova costruzione in calcestruzzo armato (Fig. 17).

A causa dell’alto livello di umidità in cui avrebbe dovuto operare la struttura, il serbatoio in fase di progetto è stato fornito di un’ulteriore protezione contro la corrosione mediante l’utilizzo di armature galvanizzate. Poiché il potenziale del rivestimento di zinco delle armature è sensibile al grado di umidità del calcestruzzo in cui le armature sono immerse, il sistema di monitoraggio sarebbe stato particolarmente utile per evidenziare precocemente un’eventuale fessurazione della struttura con conseguente infiltrazione di acqua, permettendo così un tempestivo intervento.

Anche in questo caso gli elettrodi sono stati posti nei punti di maggiore probabilità di fessurazione in base agli stessi criteri precedentemente esposti. Ad esempio, un elettrodo è stato posto al centro della soletta di copertura (Fig. 18) dove si registrano, ovviamente, le massime deformazioni. La Fig. 19 riporta, invece, la centralina di telerilevamento con le relative schede di acquisizione, di elaborazione e di trasmissione dati e il modem per la trasmissione dati via rete commutata.

In questo caso il sistema di monitoraggio è stato particolarmente efficace nel rilevare immediatamente un danneggiamento del rivestimento impermeabile delle vasche avvenuto il 02/09/02. La conseguente infiltrazione d’acqua ha infatti causato un improvviso innalzamento del potenziale di libera corrosione monitorato in prossimità della zona degradata, rappresentato nel grafico dalla curva di colore blu e corrispondente al canale numero 13 (Fig. 20). Questo ha permesso un’immediata localizzazione dell’area danneggiata, attraverso la posizione dell’elettrodo G corrispondente al canale 13 evidenziata nell’assonometria (Fig. 21), consentendo in questa maniera un tempestivo intervento. Inoltre, dopo lo svuotamento del serbatoio, il valore del potenziale è ritornato a livelli normali a ulteriore conferma dell’efficacia del sistema.

In conclusione, viene proposto un sistema di monitoraggio in continuo della durabilità di strutture in calcestruzzo armato per la loro manutenzione preventiva e programmata applicabile sia in nuove strutture durante la loro messa in opera sia in strutture già esistenti durante le operazioni di ristrutturazione. Attraverso questo sistema di monitoraggio è possibile rilevare precocemente l’instaurarsi di situazioni potenzialmente pericolose per la durabilità della struttura rendendo possibile precoci interventi che permettono di ridurre notevolmente i costi di manutenzione della struttura.

Fig. 17 - Opera monitorata: serbatoio Brancadoro (S. Elpidio a Mare, Ascoli Piceno). Fig. 18 - Punto di monitoraggio della soletta superiore del serbatoio Brancadoro. Fig. 19 - Centralina di rilevamento e trasmissione dati. Fig. 20 - Programma TC2000: diagrammi di sintesi dei dati acquisiti dal serbatoio Brancadoro nel periodo in esame. Fig. 21 - Programma TC2000: localizzazione schematica del punto di monitoraggio G nel serbatoio Brancadoro.

BIBLIOGRAFIA

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