Indagini ultrasonici

La metodologia microsismica si basa sulle modalità di propagazione delle onde elastiche in un materiale. Lo scopo principale è la determinazione del tempo di volo tra due coppie di trasduttori degli impulsi ultrasonici nello stesso mezzo, per ricavare la velocità di propagazione, conoscendo la distanza fra le sonde.

Copertura del capannone

La metodologia ultrasonica si basa sulle modalità di propagazione delle onde elastiche in un materiale. Lo scopo principale è la determinazione del tempo di volo tra due coppie di trasduttori degli impulsi ultrasonici nello stesso mezzo, per ricavare la velocità di propagazione, conoscendo la distanza fra le sonde.

La velocità con cui un’onda elastica si propaga in un solido è funzione della densità, modulo di elasticità, il coefficiente di Poisson e quindi è sensibile allo stato locale del mezzo in cui l’impulso si propaga. In  presenza  di disomogeneità (fessure, cavità, cambio di densità ecc.) la velocità di propagazione varia perché tali discontinuità possono assorbire parzialmente, riflettere e rifrangere le onde di vibrazione. Per esempio vuoti, fessure e nodi si comportano come elementi di disturbo del fronte d’onda che viene deviato dal suo percorso originale. L’attenuazione del fascio US può essere ricondotta a due fenomeni principali: Assorbimento e Diffusione.

L’assorbimento è dovuto allo smorzamento del movimento molecolare ed alla successiva trasformazione dello stesso in calore. La viscosità e la conduzione del calore possono produrre effetti negativi sulla trasmissione dell’energia, poiché legate al movimento delle particelle nel materiale.

La diffusione si verifica per la differenza di impedenza acustica tra i due mezzi, in prossimità dell’interfaccia tra difetto e materiale, ed agisce disperdendo il fascio US in più direzioni generando attenuazioni del fascio lungo l’asse di propagazione. Il fenomeno, detto anche “scattering”, è legato alle dimensioni dei difetti ed alla velocità del fascio US, la quale dipende a sua volta dalla frequenza dello stesso. L’intensità della diffusione è particolarmente elevata se la lunghezza dell’onda di propagazione è uguale o minore dell’elemento di disturbo avendo come risultato una rapida attenuazione.

Sono state eseguite una serie di controlli con la metodologia ultrasonica con lo scopo di valutare la continuità delle lamelle costituenti le travi di copertura di un capannone industriale. Sono state indagate con la metodologia ultrasonica tre travi in legno lamellare. Per ogni trave sono state effettuate misure a cavallo delle fessure e su elementi integri. Le misure sono state effettuate a 10 cm e a 20 cm.

Conclusione. Considerando singolarmente le prove ultrasoniche in funzione delle velocità di propagazione delle onde microsismiche all’interno della struttura possiamo osservare che nelle zone integre, il segnale si è trasmesso in ottimo modo riportando valori di velocità mediamente prossimi a 2000 m/s. Mentre in altre zone sia a cavallo di fessure visibili ed  altre microscopiche, il segnale era attenuato con valori di velocità decisamente minori dei precedenti.

Da questo si è concluso che le zone delle travi indagate, riportano discontinuità piuttosto diffuse.

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