Spesso, durante i lavori ristrutturazione di edifici storici si ricevono delle richieste sullo stato di conservazione di strutture portanti in legno.

Esiste un metodo per controllare strutture portanti lignee senza intaccare l’integrità delle stesse?

La diagnosi degli elementi lignei in opera, si esegue mediante ispezioni in situ e con l’impiego di tecniche e metodologie di prova non distruttive. La Uni-11119 del 2004, stabilisce obiettivi, procedure e requisiti per la diagnosi dello stato di conservazione e la stima della resistenza e della rigidezza di elementi lignei in opera nelle strutture portanti, attraverso l’esecuzione di ispezioni in situ e l’impiego di tecniche e metodologie di prova non distruttive.

Nel mese di agosto 2016, all’interno di “Villa Peduzzi”, a Pigra in provincia di Como, sono state eseguite delle indagini non distruttive su dodici solai lignei appartenenti al primo e secondo piano. Allo scopo per le strutture lignee sono state eseguite indagini visive e igrometriche per valutare lo stato degli elementi lignei e prelievo di due campioni lignei. L’ispezione visiva è stata effettuata coerentemente con gli obiettivi della normativa Uni-11119 del 2004, stabilisce obiettivi, procedure e requisiti per la diagnosi dello stato di conservazione e la stima della resistenza e della rigidezza di elementi lignei.

Con lo scopo di identificare l’essenza legnosa è stato effettuato uno studio morfoanatomico su due campioni di legno prelevati al primo e secondo piano. Le analisi sono state eseguite secondo la normativa Uni-11119:2004.

Allo scopo sono state eseguite indagini visive, prove resistografiche, indagini endoscopiche, rilievi fotografici e dimensionali. L’ispezione visiva è stata effettuata coerentemente con gli obiettivi della normativa UNI 11119, 2004. La UNI 11119 del 2004, stabilisce obiettivi, procedure e requisiti per la diagnosi dello stato di conservazione e la stima della resistenza e della rigidezza di elementi lignei. Tramite l’individuazione della specie legnosa, percentuale dell’umidità, classe di rischio biologico, degradamento, geometria e morfologia e con indicazione della posizione ed estensione dei principali difetti è possibile stimare la resistenza delle stutture portanti.

All’interno del sottotetto della Chiesa di San Giacomo sono state eseguite indagini visive e igrometriche su undici capriate ed è stato prelevato un campione di legno. Dalle indagini visive effettuate sulle capriate del sottotetto della Chiesa di San Giacomo Maggiore gli elementi lignei si trovano in buon stato conservativo.

Con lo scopo di identificare l’essenza legnosa è stato effettuato uno studio morfoanatomico sul campione prelevato. L’analisi è stato eseguito secondo la normativa UNI11118:2004.

Oltre alle ispezioni visive sono state eseguite prove resistografiche, indagini endoscopiche e rilievi dimensionali delle strutture. L’indagine resistografica è un metodo sostanzialmente non distruttivo ed il principio consiste nel misurare la resistenza alla penetrazione nel legno di un ago sottilissimo (Ø 3 mm) in acciaio armonico. La perforazione del legno, permette di diagrammare la densità interna del legno e la sua omogeneità in profondità.

Per conoscere lo stato di conservazione degli appoggi mediante un video endoscopio sono state ispezionati gli appoggi di tre capriate.

Allo scopo sono state eseguite:

• per le strutture in muratura: indagini con i martinetti piatti e a taglio, prelievo di campioni di malta
• per le strutture lignee: analisi resistografiche, prelievi di tre campioni di legno, indagini visive e igrometriche, indagini endoscopiche
• per le strutture di fondazione e terreni: indagini georadar e simica M.A.S.W.

Prima di intraprendere qualsiasi azione (adeguamento sismico, miglioramento, collaudo statico, valutazione di sicurezza) su un edificio in muratura bisogna studiarlo preventivamente per consentire una conoscenza limitata (LC1), adeguata (LC2) o accurata (LC3).

Per caratterizzare le strutture portanti in muratura in particolare le caratteristiche di resistenza e deformabilità sono state eseguite prove con martinetto piatto doppio e prove di scorrimento. L’indagine con i martinetti piatti doppi viene eseguito effettuando due tagli orizzontali perpendicolarmente alla muratura ad una distanza di circa 50 centimetri fra loro, successivamente si fissano sulla muratura, fra i due intagli, le basi estensimetriche. Le deformazioni sono state rilevate con tre trasduttori elettronici di spostamento centesimali.

La determinazione della tensione di taglio o scorrimento nelle murature a mattone si effettua mediante l’uso di un martinetto a spinta. L’elemento di muratura sottoposto a prova viene spostato orizzontalmente mediante il martinetto e lo sforzo che causa lo scorrimento dell’elemento in prova fornisce una misura della resistenza a taglio del giunto di malta. La caratterizzazione delle malte è stato effettuato eseguendo delle analisi mineralogico-petrografiche su due campioni di malta.

Le indagini sul legno vengono fatte con la strumentazione Xilo-Graph (dal greco ξύλον, “legno” e γράφω “scrivo”) che consente di visualizzare ed individuare le variazioni di densità nel legno, cioè evidenziare la presenza del legno degradato ed attaccato da agenti esterni quali umidità, insetti xilofagi (termiti, cerambicidi, tarli, lyctus) e di eseguire una diagnosi già in campo.

I rilievi con il Georadar sulle strutture lungo tutto il perimetro investigato hanno messo in luce una geometria costante di tutti gli elementi di fondazione. La sezione tipica della fondazione dei pilastri è infatti sempre costituita, sul lato esterno, da un elemento tronco piramidale. In particolare la profondità di imposta delle strutture è a -2,10 m dal piano di calpestio.

Per determinare il parametro Vs30, per ogni punto di misura sono state realizzate almeno 5 energizzazioni tramite una massa battente di 8 Kg e una piastra in allumino posta in corrispondenza dei punti di scoppio. l calcolo del parametro per la sequenza stratigrafica in oggetto ha evidenziato valori di Vs30 = 217,7 e Vs30 = 264,8.

Si sono inoltre registrati i rumori di fondo in corrispondenza di 6 differenti punti; per ogni punto è stato registrato un periodo di oltre 20 secondi al fine di avere un intervallo di tempo sufficiente all’individuazione delle componenti a bassa frequenza. Dall’analisi dei dati, sono emerse due frequenza dominanti di risonanza del sito a 3,5 e 4,3 Hz.