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.

L’intervento si è reso necessario per verificare ed esaminare i risultati di precedenti prove effettuate da un Laboratorio Prove Materiali di Bologna, i quali risultavano poco attendibili. Tali analisi preliminari dichiaravano infatti valori stimati di resistenza a compressione insolitamente bassi, compresi tra 6 N/mm² e 15 N/mm².

Le indagini sono state incentrate sulle strutture portanti del piano interrato, prendendo in esame cinque pilastri tramite controlli distruttivi (Carotaggi) e non distruttivi (NDT).

2. Metodologia di Indagine ed Esiti Sperimentali

A. Rilievo Pacometrico dell’Armatura

Come prima fase operativa, è stato eseguito il rilievo della geometria dell’armatura mediante pacometro ad induzione elettromagnetica.

• Esito: I pilastri indagati hanno evidenziato una sezione d’armatura longitudinale composta da 4 Φ 18 mm (barre ad aderenza migliorata/lisce da carpenteria storica) con staffe di contenimento Φ 6 mm disposte a un passo medio di 15 cm.

B. Indagine Combinata Non Distruttiva (Metodo SonReb)

Il metodo SonReb (Sonic + Rebound) correla la velocità di propagazione delle onde ultrasoniche (V) con l’indice di rimbalzo sclerometrico (S) per stimare la resistenza a compressione Rck del calcestruzzo indurito. L’uso combinato dei due metodi consente di superare i limiti intrinseci della singola prova sclerometrica (sensibile alle sole proprietà superficiali) e di quella ultrasonica (influenzata dall’umidità e dal micro-fessurativo volumetrico).

• Esito: Dai parametri meccanico-acustici misurati è emersa un’ottima omogeneità del conglomerate. I valori medi riscontrati (V = 3700 m/s, S = 36) consentono di classificare la classe del calcestruzzo come buona, con una stima della resistenza cubica Rck 25 N/mm².

C. Profondità di Carbonatazione (Prova Colorimetrica)

L’attacco di carbonatazione è stato valutato nebulizzando una soluzione di fenolftaleina al 1% sull’estratto fresco dei campioni. Il mancato viraggio al viola/fucsia indica la perdita di basicità del calcestruzzo (pH < 9), condizione che disattiva il film di passivazione e facilita l’innesco della corrosione delle armature.

• Esito: La profondità di carbonatazione misurata sulle carote varia da un minimo di 0,5 cm a un massimo di 2,5 cm.

D. Carotaggio e Prove di Compressione

Sono state prelevate cinque carote di calcestruzzo con diametro nominale D = 100 mm e lunghezza L = 210 mm (L/D 2). I provini sono stati rettificati ed allettati per essere sottoposti a prova di schiacciamento uniassiale.

• Esito: Convertendo la resistenza cilindrica fck ottenuta in resistenza cubica equivalente Rck (in conformità all’Art. 4.0.2 del D.M. 9 gennaio 1996 e NTC), si è ottenuto un valore medio di Rck = 24 N/mm², smentendo nettamente i dati di resistenza degradata formulati nel primo rapporto di laboratorio.

3. Quadro Normativo di Riferimento

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’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.