Valutazione dello Stato Tensionale e Caratterizzazione Meccanica di Tiranti in Acciaio

1. Inquadramento Generale

Lo stato tensionale (tiro) nei tiranti esistenti e le relative proprietà meccaniche dell’acciaio in opera possono essere determinati mediante l’esecuzione combinata di rilievi dinamici liberi e prove di durezza superficiale in situ.

2. Metodologia di Rilievo Dinamico e Prove Durometriche

A. Rilievo Dinamico (Metodo della Frequenza di Vibrazione)

Il rilievo dinamico si basa sulla teoria delle vibrazioni trasversali della corda tesa. La procedura d’indagine si articola nelle seguenti fasi:

1. Installazione sensori: Posizionamento di un accelerometro ad alta sensibilità lungo l’asta del tirante (in corrispondenza della mezzeria);

2. Sollecitazione: Impulso meccanico impresso tramite energizzazione impulsiva controllata (martello strumentato);

3. Elaborazione dati: Il segnale accelerometrico temporale a(t) viene convertito nel dominio delle frequenze mediante algoritmo FFT (Trasformata Rapida di Fourier) per identificare la frequenza propria fondamentale f1 e ricavare il corrispondente sforzo assiale (σ).

B. Determinazione della Resistenza Meccanica (ftm) mediante Durezza Brinell (HB)

Per caratterizzare la classe di resistenza dell’acciaio e ricavare la tensione ultima a trazione (ftm) senza intaccare la sezione resistente dell’elemento, sono state eseguite prove di durezza Brinell (HB) in situ:

1. Preparazione della superficie: Individuazione dell’area di prova, pulizia e lucidatura della rugosità superficiale mediante minifresa con mola sgrossatrice e disco abrasivo a grana fine;

2. Esecuzione dell’impronta: Misurazione della durezza durometrica;

3. Conversione normativa: Trasformazione del valore di durezza HB in resistenza a trazione dell’acciaio (ftm) applicando le tabelle di correlazione previste dalle norme UNI EN ISO 18265 (ex DIN 50150).

3. Il Caso Studio: Decantatore di Acqua Potabile (Castelfranco Emilia)

Le indagini sono state condotte all’interno di un decantatore di acqua potabile situato a Castelfranco Emilia (MO), impianto gestito da HERA S.p.A. In totale sono stati controllati 11 tiranti in acciaio su 13, selezionati d’intesa con il Responsabile dell’Ufficio Tecnico dell’impianto.

4. Esiti delle Indagini

L’elaborazione dei dati dinamici e la conversione dei valori durometrici hanno consentito di determinare lo stato di sollecitazione dei tiranti analizzati:

• Forza di trazione assiale (F): Variabile tra 14 kN e 45 kN;

• Tensione di esercizio (σ): Variabile tra 40 N/mm e 138 N/mm (MPa).

I risultati ottenuti hanno fornito al Progettista i parametri necessari per la verifica di idoneità statica del sistema di contenimento e per la calibrazione degli eventuali interventi di precarico.