Per la corretta definizione del Livello di Conoscenza (LC) degli edifici e la calibrazione dei parametri di resistenza previsti dalle Normative Tecniche per le Costruzioni (NTC), il protocollo diagnostico ha compreso:

• Prove con martinetti piatti singoli (stato tensionale presistente);

• Prove con martinetti piatti doppi (deformabilità e resistenza a compressione);

• Prove di taglio/scorrimento sui giunti di malta mediante martinetto a spinta;

• Indagini penetrometriche sui giunti di malta.

2. Metodologie d’Indagine e Risultati Sperimentali

A. Valutazione dello Stato Tensionale Esistente (Martinetti Piatti Singoli)

La prova determina lo stato di sollecitazione verticale di esercizio (σ0) presente nella muratura prima dell’intaglio. Si esegue un intaglio orizzontale nella giunto di malta ed il conseguente rilascio tensionale provoca un rilassamento e la chiusura dei margini della fessura. Inserito il martinetto piatto, si incrementa la pressione interna fino al ripristino delle distanze originarie tra le basi di misura.

• Prove eseguite: n. 4 prove in quattro zone rappresentative del plesso;

• Tensione di ripristino (σ0): Valori compresi tra 0,26 N/mm² e 0,42 N/mm² (MPa)}.

B. Caratteristiche di Deformabilità e Resistenza (Martinetti Piatti Doppi)

Realizzando un secondo intaglio parallelo al primo ed inserendo un secondo martinetto piatto, si isola un campione murario monoassialmente sollecitato. Aumentando progressivamente la pressione e misurando le deformazioni verticali e trasversali tramite tre trasduttori di spostamento elettronici centesimali, si traccia la curva tensione-deformazione (σ-ε).

• Modulo Elastico Secante (E): Valori compresi tra 2600 N/mm² e 3600 N/mm²;

• Stima del Carico di Rottura (σmax): Valori compresi tra 2,5 N/mm² e 3,7 N/mm².

C. Valutazione della Resistenza a Taglio (Shear Test su Concio)

Per determinare la resistenza a scorrimento della malta nei giunti (τ0), si procede all’isolamento laterale di un mattone rimuovendo i giunti verticali adiacenti ed applicando una spinta tangenziale tramite martinetto piatto o cilindrico. Un sensore di spostamento monitora lo scorrimento del concio fino alla prima lesione.

• Resistenza a taglio ultima (τ0): Valori compresi tra 0,37 N/mm² e 0,55 N/mm².

D. Caratterizzazione dei Giunti di Malta (Prova Penetrometrica)

Per qualificare la qualità dei giunti di malta senza distruggere la muratura, è stata impiegata la prova penetrometrica per malte (penetrometro a massa battente / sclerometro modificato con ago d’acciaio a perdere). L’energia d’impatto costante determina la profondità d’infissione dell’ago o il numero di colpi necessari, correlandola alla resistenza meccanica.

• Resistenza caratteristica a compressione della malta (fm): Valori stimati compresi tra 2,3 N/mm² e 3,5 N/mm².

3. Certificazione degli Operatori e Riferimenti Normativi

Tutte le indagini in cantiere sono state condotte da tecnici sperimentatori certificati da RINA S.p.A. (Organismo Accreditato ACCREDIA) come Esperti di III° Livello per l’esecuzione di Prove Non Distruttive (PND) su strutture in c.a., c.a.p. e muratura (UNI EN ISO 9712).

Standard normativi di riferimento:

• ASTM C1196-91: Standard Test Method for In-Situ Compressive Stress Within Solid Unit Masonry Estimated Using Flatjack Measurements;

• ASTM C1531-09: Standard Test Methods for In-Situ Measurement of Masonry Mortar Joint Shear Strength;

• RILEM LUM 90/2 (Lum.D.2): In situ stress based on the flat jack;

• NTC 2018 & Circolare n. 7/2019: Istruzioni per l’applicazione delle Normative Tecniche per le Costruzioni (Valutazione della sicurezza e caratterizzazione delle murature esistenti).

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.