Il Pacometro o Concrete covermeter/Rebar locator, è uno strumento utile a rilevare in modo rapido e non distruttivo la presenza e la direzione delle barre di armatura all’interno di elementi in calcestruzzo, fornendo inoltre una stima del loro diametro e del copriferro.

Ho evidenziato in grassetto stima del diametro e del copriferro in quanto in vendita sono presenti strumenti denominati semplicemente “rilevatori di ferri” (a volte erroneamente definiti pacometri) che non sono in grado di stimare tali parametri.

Infatti, la normativa BS 1881 204-88 (ancora in vigore) definisce i principi di funzionamento del pacometro — inteso come strumento idoneo a stimare posizione, profondità e dimensione delle barre d’armatura nel calcestruzzo — e ne descrive le modalità di utilizzo, le applicazioni, la precisione attesa e i fattori che possono influenzare i risultati.

Il principio di funzionamento di un pacometro si basa sul fatto che, quando il campo elettromagnetico generato dalla sonda si trova nelle vicinanze di un’armatura o di un oggetto metallico, le sue linee di forza vengono distorte. I principi fisici coinvolti sono:

• Correnti parassite (Eddy currents): I pacometri basati su questo principio funzionano a frequenze di circa 1 kHz e sono sensibili alla presenza di qualsiasi metallo conduttore.
• Induzione magnetica: Il principio utilizzato è simile a quello di un trasformatore, in cui una o due bobine portano la corrente di pilotaggio, mentre una o due ulteriori bobine rilevano la tensione trasferita attraverso il circuito magnetico formato dalla sonda e dall’armatura. Tali strumenti risultano meno sensibili ai materiali non magnetici..

Oltre che con il pacometro, le armature all’interno del calcestruzzo possono essere rilevate con uno strumento tecnologicamente molto avanzato: il Georadar (Ground Penetrating Radar – GPR). Il GPR utilizza le onde elettromagnetiche per individuare materiali con caratteristiche fisico-elettriche differenti. La frequenza del segnale emesso può variare da decine di MHz a oltre 2,5 GHz; nello specifico, per le indagini sul calcestruzzo armato si impiegano antenne con frequenze comprese tra 1 GHz e 2,7 GHz.

I dati ottenuti con le indagini Georadar possono essere visualizzati in tempo reale e successivamente rielaborati in ufficio per un’analisi più approfondita. Le “anomalie” fisico-elettriche (come armature, vuoti o materiali diversi dal calcestruzzo) possono così essere ricostruite e visualizzate anche in 3D.

Ma quali sono le differenze fra il Georadar e il Pacometro?

Quindi, rispondendo alla domanda se il pacometro sia ancora utile, personalmente ritengo che sia ancora uno strumento indispensabile. La soluzione migliore è utilizzarli entrambi: il pacometro per stimare il diametro e il copriferro, e il Georadar per estendere l’area d’indagine e ridurre i tempi in cantiere.

Nell’ambito degli studi preliminari per la valutazione della sicurezza sismica e per la messa in sicurezza dell’immobile, è stata condotta una campagna di indagini non distruttive (PND). Lo scopo principale dell’intervento è stato quello di caratterizzare lo stato conservativo, la tipologia costruttiva e i dettagli di vincolo dei controsoffitti e dei solai a copertura di diversi ambienti collocati al piano terra, al primo e al secondo piano.

Per la diagnosi strutturale sono state integrate tre differenti tecniche d’indagine: termografia ad infrarossi, ispezioni endoscopiche e rilievi Georadar (GPR).

1. Termografia all’Infrarosso (IRT)

L’indagine termografica è stata condotta anche in assenza di un impianto di riscaldamento attivo: il flusso termico naturale presente nella struttura è risultato comunque sufficiente per delineare l’orditura strutturale dei solai.

Per ottimizzare la risoluzione dei termogrammi ed evitare fenomeni di riflessione o sovraesposizione, alcune riprese sono state eseguite in condizioni di assenza di luce artificiale; in tali contesti, per il confronto visivo, sono state allegate le corrispondenti fotografie nel campo del visibile acquisite mediante fotocamera digitale.

• Esito dell’indagine: È stata individuata la presenza di soffitti a volta realizzati in cannicciato (camorcanna). Le centine in legno si attestano inferiormente al di sopra di una risega in gesso, per poi proseguire e terminare superiormente in corrispondenza del bordo del profilo rettangolare rilevato nella fascia alta del soffitto.

2. Ispezione Endoscopica

Le indagini condotte mediante endoscopio flessibile ad alta risoluzione all’interno delle cavità e delle intercapedini hanno confermato pienamente il quadro tipologico emerso dai termogrammi.

• Esito dell’indagine: È stato accertato il buono stato di conservazione sia delle centine in legno che della stuoia in cannicciato. Dal punto di vista costruttivo, il cannicciato si interrompe a circa 30 cm prima del cornicione perimetrale; da quel punto in poi l’intonaco presenta uno spessore pieno compreso tra 4 e 5 cm.

3. Indagine Georadar (GPR)

I profili radar-stratigrafici sono stati acquisiti lungo una griglia di scansione a direzioni ortogonali con interasse variabile. La tecnica ha consentito di ricostruire la geometria interna dei componenti, individuare le interfacce tra materiali con differenti proprietà elettromagnetiche, nonché valutare spessori e profondità degli elementi sepolti.

• Esito dell’indagine: Nei profili georadar eseguiti in corrispondenza del locale di disimpegno, nei primi 7 m di scansione è nettamente visibile l’intradosso della volta a botte con testa di padiglione lunettata (a copertura dell’Aula 06 al piano terra); nella porzione finale del tracciato si rileva invece il passaggio a un solaio in calcestruzzo armato, con barre d’armatura disposte a un interasse costante di circa 20 cm.

L’acquisizione dei profili lungo un grigliato (grid) di scansioni ortogonali a maglia definita consente di ricostruire l’andamento dei riflettori elettromagnetici mediante sezioni radar-stratigrafiche verticali. Tali sezioni rendono leggibile la presenza di infrastrutture interrate (tubazioni metalliche e non metalliche, cavi elettrici) e di variazioni fisico-meccaniche del terreno.

2. Parametri di Acquisizione ed Operatività

Per la campagna d’indagine è stata impiegata una strumentazione Georadar equipaggiata con antenna da 500 MHz, idonea a coniugare una profonda penetrazione nel terreno ad un’ottima risoluzione spaziale per la ricerca di sottoservizi.

• Finestra temporale (Time Window): 60 ns;

• Passo di campionamento spaziale: 50 scan/metro (pari a 1 impulso registrato ogni 2 cm di profilo);

• Estensione dei rilievi: L’indagine si è articolata nel cortile esterno di accesso all’edificio ed è stata integrata da profili eseguiti al piano terra, all’interno dei locali dello stabile.

3. Analisi ed Interpretazione dei Risultati

A. Mappatura della Rete Drenante e dei Sottoservizi

I rilievi georadar hanno permesso di ricostruire con precisione il layout degli impianti interrati che attraversano l’area d’indagine:

• Rete drenante: È stata mappata con chiarezza la disposizione dei condotti di scarico, la cui geometria è stata confermata dalla convergenza delle iperboli di riflessione verso i pozzetti d’ispezione visibili in superficie.

• Sottoservizi non identificati: Sono state individuate ulteriori tre anomalie iperboliche lineari, riconducibili a tubazioni o sottoservizi per i quali non è stato possibile associare con certezza la tipologia di fluido o impianto veicolato.

B. Variazioni Dielettriche ed Incremento di Umidità

In una porzione specifica del piazzale è stata rilevata una marcata variazione della velocità di propagazione delle onde elettromagnetiche.

• Meccanismo fisico: L’anomalia è caratterizzata da un evidente aumento del tempo di ritorno e della lunghezza d’onda dei segnali riflessi, indice di un netto rallentamento del segnale v. Tale comportamento è direttamente attribuibile a un forte incremento dell’umidità locale o a una perdita idrica nel terreno, la quale innalza la costante dielettrica del mezzo (εr).

C. Individuazione di Vuoti e Intercapedini (Fenomeni di Ringing)

La scansione eseguita all’interno dei due vani del piano terra ha messo in luce la presenza di una diffusa camera d’aria / intercapedine sottostante la pavimentazione.

• Evidenza radar-stratigrafica: I radargrammi mostrano spiccati fenomeni di ringing (risonanze a bande orizzontali ad alta energia generate da riflessioni multiple tra la soletta e il terreno). Tale firma spettrale conferma la presenza di un vuoto/intercapedine libera di spessore stimato in circa 20 cm (superiore alla lunghezza d’onda del segnale trasmesso).

Le criticità riscontrate si concentrano prevalentemente nell’interfaccia di appoggio tra le murature in laterizio e gli elementi in calcestruzzo armato, manifestandosi sotto forma di:

• Lesioni e fessurazioni verticali lungo le linee di giunto;

• Distacchi e caduta di porzioni di intonaco dal supporto.

In ottemperanza alle prescrizioni delle Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC 2008), è stata eseguita una campagna integrata di indagini geofisiche, georadar e controlli non distruttivi sul c.a., finalizzata alla caratterizzazione dei materiali, all’individuazione della tipologia di fondazione e alla classificazione sismica del sito.

2. Indagini Geofisiche e Inquadramento Sismico del Sito

A. Indagine Georadar (GPR) per le Fondazioni

Per la ricostruzione della geometria delle strutture di fondazione si è operato mediante Georadar, impiegando un’antenna monostatica/bistatica da 270 MHz, idonea a garantire il miglior compromesso tra profondità di penetrazione e risoluzione del segnale.

• Esito: Il rilievo radar-stratigrafico ha individuato il piano di posa delle fondazioni a una profondità di 5,60 m dal piano di calpestio esterno dell’edificio (4,50 m dal piano campagna naturale, considerando la sopraelevazione della struttura).

B. Caratterizzazione Sismica mediante Metodo MASW

Ai fini della classificazione della risposta sismica locale (Vs,30, è stata condotta un’analisi sismica superficiale con metodologia MASW (Multichannel Analysis of Surface Waves). Lo stendimento è stato posizionato nell’area a verde antistante, impiegando geofoni verticali con interasse di 2,00 m ed energizzazione a 2 punti distanziati di 12 m.

• Esito: L’inversione dello spettro di dispersione ha fornito un valore medio della velocità delle onde di taglio nei primi 30 m pari a Vs,30 = 207,6 m/.

• Classificazione del sottosuolo: In base alle NTC 2008, il valore riscontrato colloca il profilo stratigrafico nella Categoria C (terreni deposizionali da mediamente addensati a poco addensati).

3. Controlli Diagnostici sulle Strutture in C.A.

A. Metodo Combinato SonReb

Le indagini sulle strutture in calcestruzzo armato sono state condotte applicando la metodologia indiretta SonReb (combinazione di velocità ultrasonica V ed indice di rimbalzo sclerometrico S), in stretta conformità con le raccomandazioni internazionali RILEM e le norme UNI EN 12504-2 / 12504-4.

• Esito: Le letture dell’indice di rimbalzo sclerometrico (con valori medi registrati di S 44) mostrano una distribuzione spaziale del tutto analoga a quella riscontrata per le velocità di propagazione degli impulsi ultrasonici, evidenziando una buona omogeneità del calcestruzzo e l’assenza di macro-difetti interni o variazioni significative tra le varie sezioni indagate.

B. Indagini Complementari (Pacometria e Carbonatazione)

• Prove Pacometriche: Hanno consentito di individuare con precisione la geometria del campo d’armatura (posizione, copriferro e passo delle staffe e delle barre longitudinali).

• Prove Colorimetriche: L’analisi con fenolftaleina su matrice di calcestruzzo ha permesso di determinare il profilo di penetrazione della carbonatazione e valutare lo stato di passivazione delle armature metalliche.

Nel mese di luglio, su incarico di una società di Imola, è stata condotta una campagna di indagini diagnostiche all’interno del piano interrato di un edificio storico. L’intervento è stato finalizzato all’identificazione delle cause del diffuso degrado e sfarinamento superficiale che interessa i mattoni in terracotta dell’intradosso di una volta a botte.

Le operazioni di prova e il prelievo dei campioni sono stati eseguiti da tecnici qualificati e certificati da RINA S.p.A. (organismo accreditato ACCREDIA) di III° Livello per Prove Non Distruttive (PND) su strutture in c.a., c.a.p. e muratura.

Il protocollo diagnostico ha previsto l’integrazione di prove non distruttive e analisi di laboratorio:

• Termografia all’infrarosso (IRT);

• Scansioni Georadar (GPR);

• Ispezioni endoscopiche;

• Analisi chimico-strumentali sui materiali lapidei e sui sali solubili.

2. Esiti delle Indagini Non Distruttive (PND)

2.1 Indagine Termografica (IRT)

I termogrammi hanno evidenziato un’anomalia termica riconducibile ad umidità situata prevalentemente sulle murature controterra. Sulla volta a botte, invece, non si sono riscontrate anomalie termiche tipiche di perdite idriche localizzate o risalite capillari massive.

Nonostante il diffuso fenomeno di sfarinamento superficiale dei mattoni, la volta non presenta lesioni, fessurazioni o quadri fessurativi di rilievo statico.

2.2 Scansioni Georadar (GPR) e Ispezioni Endoscopiche

I profili radar-stratigrafici ad alta frequenza hanno consentito di valutare la composizione interna e lo stato igrometrico del rinfianco e della chiave della volta:

• Struttura della volta: Le riflessioni elettromagnetiche all’intradosso mostrano un segnale a basso contrasto e con caratteristiche omogenee, indicando che il rinfianco/riempimento della volta (avente uno spessore in chiave di circa 30 cm è costituito da materiale in muratura di mattoni pieni.

• Vano Caldaia: In corrispondenza dell’area del vano caldaia, le scansioni mostrano una variazione significativa della lunghezza d’onda del segnale radar, imputabile a una riduzione della velocità di propagazione delle onde elettromagnetiche dovuta ad un incremento dell’umidità interna.

3. Analisi Chimico-Strumentali di Laboratorio

All’intradosso della volta sono stati prelevati due campioni di polvere di mattone per determinare la composizione mineralogica e la presenza di sali solubili nocivi. Sui campioni sono state eseguite:

• Cromatografia Ionica (HPLC/IC);

• Spettrofotometria all’Infrarosso a Trasformata di Fourier (FT-IR).

Risultati: I campioni risultano composti prevalentemente da silicati (S, riconducibili a minerali argillosi e quarzo) e, in percentuale minore, da carbonato di calcio (calcite, C). Nelle porzioni analizzate non sono state rilevate tracce significative di solfati o nitrati.

4. Diagnosi delle Cause di Degrado e Conclusioni

Sebbene le analisi puntuali sul campione non abbiano evidenziato accumuli di solfati/nitrati (probabilmente perché già disciolti e migrati verso la superficie durante precedenti fasi di dilavamento o lavori sul pavimento sovrastante), la morfologia del dissesto conferma la natura del degrado da criptofflorescenza (pressione di cristallizzazione dei sali sotto-superficiale).

Meccanismo di degrado individuato:

1. Evaporazione accelerata: L’aumento della ventilazione naturale generato dalle due bocche di lupo alle estremità dell’interrato, unito al calore prodotto dalla caldaia, ha ridotto l’umidità relativa dell’aria accelerando il processo di evaporazione dell’acqua contenuta nei mattoni.

2. Cristallizzazione sub-superficiale: La rapida evaporazione forza i sali disciolti nella soluzione salina a cristallizzare immediatamente al di sotto dell’intradosso del mattone. La pressione idraulica ed espansiva esercitata dai micro-cristalli spacca la matrice porosa del cotto, provocando lo sfarinamento e il distacco pellicolare.

Proposta di intervento conservativo:

Data la natura silico-alluminosa dei mattoni in terracotta, la struttura presenta un’ottima affinità chimica con i consolidanti a base di esteri dell’acido silicico (silicato d’etile). Si consiglia la rimozione delle parti incoerenti, la desalinizzazione dell’intradosso mediante impacchi e il successivo consolidamento con silicato d’etile.

La cavàna è il tipico ricovero coperto per imbarcazioni caratteristico della laguna di Venezia e delle vie navigabili dell’entroterra. Su incarico di uno Studio di Architettura ed Ingegneria di Venezia, è stata condotta una campagna di indagini diagnostiche per valutare lo stato di conservazione delle strutture in calcestruzzo armato appartenenti alla cavàna del Comando dei Vigili del Fuoco di Venezia.

Per la caratterizzazione dei materiali e l’individuazione della geometria profonda sono state impiegate le seguenti metodologie non distruttive (NDT):

• Metodo Combinato SonReb (Ultrasuoni + Sclerometro): Per stimare la resistenza a compressione e la qualità omogenea del calcestruzzo in opera;

• Prove Pacometriche: Per localizzare le barre d’armatura, determinare lo spessore del copriferro e il passo delle staffe;

• Sonic Integrity Test (SIT / PIT): Per la determinazione non distruttiva della lunghezza dei pali di fondazione;

• Indagine Georadar (GPR): Eseguita lungo la banchina di attracco per rilevare eventuali vuoti, anomalie o lesioni del piano di posa.

2. Stato di Conservazione e Diagnostica del Calcestruzzo

A. Quadro Fessurativo e Degrado Visivo

Le zone di prova sulle strutture emerse (pilastri ed elevate travi di collegamento) sono state selezionate con particolare attenzione in ragione dello stato di degrado avanzato causato dall’ambiente lagunare altamente aggressivo (attacco da cloruri, cicli di bagnasciuga e dilavamento). Sono stati riscontrati:

• Fessurazioni longitudinali e distacco/espulsione del copriferro;

• Fenomeni marcati di corrosione con riduzione di sezione delle armature metalliche affioranti;

• Disgregazione e depolverizzazione della matrice cementizia.

B. Valutazione Ultrasonica della Qualità della Matrice

L’analisi dei valori di velocità di propagazione delle onde elasto-acustiche (V) ha consentito di classificare la qualità del calcestruzzo nei diversi elementi strutturali:

• Pilastri e Trave di collegamento: I valori di velocità riscontrati classificano la matrice di calcestruzzo come “discutibile / mediocre” (V < 3500 m/s), confermando un rilevante stato di porosità e fessurazione interna.

• Pali di fondazione: I rilievi sulle teste dei pali evidenziano velocità superiori, con una qualità del calcestruzzo definibile come “buona / omogenea” (V > 3800 m/s).

3. Caratterizzazione dei Pali di Fondazione (Sonic Integrity Test)

L’indagine di integrità ad alto rendimento Sonic Integrity Test (SIT), condotta applicando un impulso meccanico sulla testa del palo e registrando l’onda di risposta mediante accelerometro, ha consentito di ricavare la risposta dinamica dei pali battuti in c.a. centrifugato.

• Risultato: La lunghezza dinamica dei pali di fondazione indagati varia da 12,50 m a 13,20 m dalla quota di test, confermando la continuità dello stelo fino alla profondità di attestazione ed escludendo presenza di importanti lesioni o discontinuità strutturali lungo il fusto sott’acqua.

L’indagine Georadar (GPR – Ground Penetrating Radar) è una metodologia diagnostica non distruttiva che impiega impulsi di onde elettromagnetiche ad alta frequenza per la caratterizzazione sub-superficiale del terreno. Il principio fisico si basa sulla rilevazione delle riflessioni generate dalle interfacce tra materiali aventi differenti proprietà elettromagnetiche, in particolare la costante dielettrica relativa (εr) e la conduzione/resistività elettrica (ρ).

La campagna d’indagine è stata condotta lungo un tratto stradale del centro storico di un Comune dell’Emilia-Romagna. I rilievi sono stati richiesti come studio propedeutico per la progettazione e la posa in opera di una nuova condotta idrica potabile, al fine di evitare interferenze con le reti tecnologiche preesistenti.

2. Genesi del Segnale e Metodologia di Interpretazione

A. Formazione delle Iperboli di Diffrazione

Nei radargrammi, la presenza di sottoservizi puntuali o tubolari (cavi, tubazioni in metallo, PE, PVC o calcestruzzo) si manifesta sotto forma di iperboli di diffrazione. Tali firme grafiche sono determinate dall’ampiezza del lobo di radiazione dell’antenna, la quale intercetta l’oggetto interrato prima del passaggio verticale e ne registra i tempi di ritardo (two-way\ travel\ time).

B. Processamento e Correlazione

L’interpretazione dei dati si è basata sulla selezione e caratterizzazione delle singole iperboli lungo ciascuna sezione e sulla loro successiva correlazione spaziale tridimensionale tra profili adiacenti e paralleli.

3. Fattori di Disturbo e Criticità Riscontrate

L’individuazione accurata dei target è risultata complessa a causa della presenza di disturbi ambientali e strutturali specifici:

1. Schermatura da Armatura Superficiale: Nel tratto iniziale della strada, la presenza di una rete elettrosaldata / armatura metallica corticale nella soletta di sottofondo ha generato una marcata riflessione superficiale, attenuando il segnale e parzialmente schermando le strutture sottostanti.

2. Interferenze Additive da Elevata Densità Impiantistica: Nelle tratte a maggior densità di sottoservizi, le iperboli di riflessione delle singole tubazioni vicine si sono sovrapposte. Questo fenomeno di interferenza additiva ha generato un orizzonte di riflessione continuo e sub-orizzontale, rendendo complessa la separazione dei singoli condotti.

4. Risultati e Restituzione Grafica

Nella planimetria generale allegata sono state riportate le sezioni di profondità dei sottoservizi intercettati rispetto al piano di campagna indagata. Poiché la quota di posa dei condotti risulta sostanzialmente costante lungo lo stendimento stradale, le sezioni e i profili restituiti forniscono un quadro sintetico e sufficientemente esaustivo dello stato di fatto del sottosuolo.

L’immobile industriale oggetto dell’indagine ha evidenziato il crollo parziale della copertura e danni localizzati alla base di diversi elementi portanti verticali. L’analisi cinematico-strutturale ha confermato che il crollo degli elementi di copertura è stato innescato prevalentemente dalla mancanza di un vincolo meccanico d’unione tra travi e pilastri (connessioni ad attrito disaccoppiate dalle azioni sismiche orizzontali).

2. Protocollo Operativo e Metodologie d’Indagine

Per consentire allo Studio di Ingegneria incaricato di redigere il progetto di adeguamento/miglioramento antisismico, è stata condotta una campagna di indagini strutturali e geofisiche per la caratterizzazione geometrica e meccanica del fabbricato:

• Georadar (GPR): Rilievo non distruttivo per la determinazione della geometria, tipologia e profondità di posa dei plinti di fondazione;

• Prove Pacometriche e Scansioni GPR: Localizzazione, conteggio e determinazione del diametro e del copriferro delle armature ordinarie e da precompressione (c.a. e c.a.p.);

• Metodo Combinato SonReb (Ultrasuoni + Sclerometro): Valutazione dell’omogeneità della matrice cementizia e stima indiretta della resistenza a compressione del calcestruzzo in opera;

• Carotaggi e Prove di Schiacciamento: Prelievo di provini cilindrici in calcestruzzo e successiva prova di compressione uniassiale in laboratorio (UNI EN 12390-3) per la taratura dei valori SonReb;

• Prova Colorimetrica (Fenolftaleina): Determinazione della profondità di carbonatazione della matrice di calcestruzzo (UNI EN 14630);

• Verifica Inclinometrica della Verticalità: Misurazione dei fuori piombo e delle eccentricità dei pilastri mediante inclinometro digitale ad alta precisione.

3. Qualificazione degli Operatori e Garanzia di Qualità

Tutte le attività di prova in cantiere (SonReb, Pacometria, Georadar, Colorimetria e Prelievi) sono state eseguite da operatori tecnici certificati da RINA S.p.A. (organismo accreditato ACCREDIA) come Esperti di III° Livello per la conduzione di Prove Non Distruttive (PND) ed esami diagnostici su strutture in c.a., c.a.p. e muratura.