1. INTRODUZIONE

Forse a molti lettori è più familiare la pratica della diagnosi medica che non quella ingegneristica. Con la prima il clinico o il chirurgo cerca di capire:

a) la natura dell’eventuale male;
b) l’estensione di questo eventuale malanno.

Sulla base del responso a questi dubbi, il clinico sceglierà la strategia più appropriata alla cura della malattia ed il chirurgo stabilirà la tecnica più adeguata di intervento per ridurre o estirpare eventualmente la fonte del male. In ogni caso però, come l’esperienza pratica ci insegna, tanto il clinico quanto il chirurgo scelgono essi stessi le tecniche analitiche più appropriate (per esempio: radiologia o velocità di sedimentazione del sangue) per arrivare alla diagnosi attraverso l’interpretazione dei dati emessi dagli analisti.

Perché tutta questa premessa di carattere medico apparentemente fuori luogo in un testo sul degrado e restauro e delle strutture in c.a.? Perché, salvo le solite meritorie eccezioni, né l’ingegnere civile/edile né l’architetto sono in grado essi stessi, al contrario dei medici, di scegliere il mezzo analitico più adatto per arrivare alla diagnosi. Né spesso sono in grado di precisare dove fare il prelievo del campione dell’edificio e della struttura da sottoporre ad analisi diagnostica. E’ come se il clinico o il chirurgo non sapesse se l’analisi del contenuto di azoto va fatta sul sangue o sulla saliva.

La ragione di questa distonia tra la scienza medica e quella delle costruzioni sta soprattutto nel fatto che nei corsi universitari i medici apprendono – sia pure da studenti e non certo da specialisti – le possibilità offerte dalle tecniche chimiche, fisiche, biologiche per una corretta emissione della diagnosi; al contrario, i geometri nelle scuole superiori, gli ingegneri civili/edili e gli architetti nelle università sono pressoché digiuni dei progressi nel settore diagnostico. Pertanto essi sono costretti spesso ad affidarsi allo stregone di turno solitamente chiamato “il chimico” – anche se poi spesso le prove sono di carattere fisico, mineralogico, ingegneristico oltre che chimico – perché sia lui a stabilire quali e quanti prelievi effettuare, quali tipi di misure eseguire ed interpretare, per arrivare non solo alla diagnosi ma possibilmente anche al rimedio proposto.

L’obiettivo di questo articolo è quello di offrire, sia pure in modo non esaustivo, ai tecnici delle costruzioni gli elementi fondamentali delle varie tecniche diagnostiche, affinché siano in grado di scegliere autonomamente quali siano le più appropriate allo specifico caso, e soprattutto di interpretarne i risultati insieme a tutte le altre informazioni al contorno.

2. LA DIAGNOSI E LE PROVE

La diagnosi del deterioramento di un edificio storico o di una struttura in c.a. consiste nella raccolta di dati sperimentali che – unitamente alle informazioni al contorno, di carattere ambientale, climatico, storico, strutturale – consente di stabilire le cause del deterioramento della struttura in genere, e del degrado dei materiali in particolare, come è schematicamente illustrato nella Fig. 1.

La raccolta di dati sperimentali si basa sull’esecuzione di prove che possono essere suddivise in distruttive o non-distruttive.
La distinzione tra prove distruttive e prove non-distruttive consiste fondamentalmente nel fatto che le prime si basano su prove sperimentali, generalmente eseguite in laboratorio, effettuate su provini o campioni prelevati dalla struttura: ne consegue che esse prevedono in genere lo scrostamento di frammenti di intonaco, il sollevamento sia pure parziale di un rivestimento del pavimento, il carotaggio di una muratura, ecc., tutte operazioni che possono arrecare una compromissione, sia pure modesta o trascurabile, a costruzioni quantomeno sospettate di essere coinvolte da un processo di deterioramento.

Le prove non-distruttive, invece, presentano il vantaggio di fornire elementi utili alla interpretazione del potenziale deterioramento in atto, senza minimamente danneggiare lo stato dell’edificio o della struttura in c.a. dal punto di vista estetico o strutturale.

Le prove non-distruttive consistono in test di carattere prevalentemente fisico o fisico-meccanico da eseguire in sito sulla struttura; le prove distruttive, invece, sono prevalentemente di carattere chimico o chimico-fisico da effettuare in laboratorio. Inoltre, le prove non-distruttive in sito forniscono dei dati soprattutto sul dissesto delle strutture (per esempio: cedimenti fondazionali, sovraccarichi, ecc.) che non necessariamente coinvolgono il degrado dei materiali. Le prove distruttive effettuate in laboratorio, invece, sono prevalentemente finalizzate alla valutazione del degrado dei materiali (per esempio: distacco parziale di intonaco, rigonfiamento di una muratura, corrosione di un metallo, ecc.) che non necessariamente significano un dissesto strutturale dell’edificio.

In generale, è molto difficile che con le sole prove non-distruttive si possa arrivare ad una diagnosi corretta del degrado di una struttura. Molto spesso, esse devono essere complementate da quelle distruttive. L’accoppiamento di prove distruttive e non-distruttive, oltre al carattere di complementarità e di completezza dell’informazione desunta, presenta anche il vantaggio di ridurre globalmente il numero totale delle prove da eseguire e quindi il costo generale della diagnosi: infatti, in linea di massima, il costo della singola prova di laboratorio è relativamente basso, ma si richiede un numero relativamente elevato di prove sui diversi prelievi, rispetto alle prove non-distruttive, per poter emettere una diagnosi.

Nella Tabella 1 sono schematicamente riassunte le caratteristiche sopra menzionate delle prove distruttive e non-distruttive.

Lo scopo principale delle prove non-distruttive in sito è quello di fornire elementi utili non tanto e non solo per emettere direttamente una diagnosi, quanto e soprattutto per guidare il tecnico in un prelievo finalizzato dei campioni e dei provini da sottoporre a poche e ben mirate prove di laboratorio.


Il contributo delle prove distruttive all’interpretazione del degrado dei materiali è molto maggiore che non di quelle non-distruttive. Infatti, le prove non–distruttive possono evidenziare dove e in che misura il degrado è in atto nell’ambito globale di un edificio (per esempio: un processo fessurativo localizzato in una parete) ma non sempre, senza le prove di laboratorio, potranno spiegare perché il degrado si è innescato e propagato. D’altra parte, senza una comprensione del meccanismo di degrado, si rischia con una diagnosi incompleta di mettere in atto un restauro inefficace e che, a distanza di tempo, ripropone, e talvolta aggrava, i mali originari.

Nei paragrafi che seguono verranno esaminate le principali prove non-distruttive e distruttive, precisando subito che nelle seconde, salvo quelle di carattere meccanico, la massa del campione occorrente per la singola prova è in genere piuttosto modesta (da qualche milligrammo a qualche grammo).


3. PROVE NON DISTRUTTIVE

Le prove non-distruttive possono essere formalmente suddivise in due tipi: passive ed attive. Le prime rilevano quei fenomeni fisici che si verificano naturalmente, mentre le seconde richiedono un’eccitazione artificiale, di natura termica, elettrica, acustica, ecc. a seconda del fenomeno fisico coinvolto nella prova. Nella Tabella 2 è mostrato un elenco delle principali prove non-distruttive.
Le prove non-distruttive sono in genere caratterizzate dalle seguenti proprietà:

• mantengono integra la struttura indagata;
• informano in modo globale, rapido e semplice;
• forniscono risultati sia qualitativi che quantitativi (o comunque comparativi).
  

4. PROVE DISTRUTTIVE

Le prove distruttive consistono fondamentalmente in prove di laboratorio di carattere prevalentemente chimico, mineralogico, e fisico; talvolta esse includono anche prove di carattere meccanico molto simili alle prove non-distruttive (modulo elastico dinamico mediante ultrasuoni, curva sforzo-deformazione fino alla rottura del provino).

Escludendo quelle di carattere meccanico già discusse nella sezione delle prove non distruttive, le prove distruttive che verranno esaminate sono riportate nella Tabella 3. Val la pena di sottolineare che molto spesso si identificano le prove distruttive di laboratorio con l’analisi chimica, la quale invece, di per sé e da sola, non è in grado di fornire elementi significativi per l’emissione di una diagnosi se non è accompagnata dalle altre prove non distruttive di carattere mineralogico o fisico.

Per approfondimenti consultare il libro “Il Calcestruzzo Vulnerabile”.