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.

Herschel fu il primo che mostrò come il calore poteva trasmettersi grazie a una forma invisibile di energia. La radiazione infrarossa è una sorta di luce (onda elettromagnetica) che può essere trasmesso attraverso il vuoto e ha una lunghezza d’onda fra 0,7μm e 1 mm e frequenza 300 GHz o superiore.

Ultimamente si trovano in bella evidenza nei cantieri dei nuovi edifici in costruzione e negli annunci immobiliari le famose lettere A+, A, B, C, D. Nel mese di marzo 2014 sono state eseguite delle indagini termografiche ad infrarossi, nel Comune di Milano, con lo scopo di evidenziare la presenza di particolari anomalie nell’isolamento termico di un nuovo costruendo in classe energetica A.

Si trattava di un edificio in calcestruzzo armato di dieci piani con quattro appartamenti per ogni piano. Generalmente l’indagine termografica di un edificio, viene svolta nei mesi invernali, cioè quando esiste una differenza significativa tra la temperatura degli ambienti interni e quella dell’aria esterna. Per ovviare questo, all’interno degli appartamenti sono stati installati dei termoventilatori.

Nelle immagini termiche, si sono riscontrati anomalie in corrispondenza degli spigoli verticali e orizzontali in corrispondenza dei pilastri e delle travi, inoltre alla base di quasi tutte le finestre. Si fa notare che l’indagine è stata svolta con la maggior parte degli appartamenti al grezzo e non finiti. Nell’appartamento posto al primo piano dove è stata posta la pavimentazione in legno, il fenomeno osservato nelle altre finestre non è rilevato.

In conclusione, con le limitazioni poste dal riscaldamento effettuato, si è notato una buona esecuzione dell’isolamento termico esterno.

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.

Nel caso in esame, lo scopo primario dell’indagine condotta presso un asilo nido a Bologna è stato quello di individuare la presenza di anomalie termiche riconducibili al rischio di sfondellamento dei solai in latero-cemento, ovvero il distacco e la potenziale caduta della cartella/fondello inferiore delle “pignatte” (elementi di alleggerimento in laterizio).

2. Principio Fisico ed Interpretazione dei Termogrammi

La diagnosi termografica si basa sulle differenti proprietà di conducibilità termica ed emissività dei materiali da costruzione (pietre, intonaci, laterizi, calcestruzzo armato, metalli). Durante le fasi di riscaldamento o raffreddamento dell’ambiente, materiali differenti conducono e dissipano il calore a velocità diverse, generando gradienti termici rilevabili dallo strumento.

Ad esempio, un’elevata conducibilità termica localizzata su una porzione di solaio o parete è generalmente associata a fenomeni di condensa, umidità o imbibizione idrica: le zone impregnate d’acqua presentano una conducibilità termica nettamente superiore rispetto a quelle asciutte, manifestandosi come anomalie fredde o calde a seconda del flusso termico presente.

3. Esito del Rilievo e Risultati

L’indagine termografica condotta sulle campate dell’edificio scolastico ha evidenziato il seguente quadro:

• Stato dei fondelli: In generale, non si sono riscontrati distacchi di estensione critica o imminenti crolli diffusi dei fondelli delle pignatte.

• Anomalie localizzate: Le principali anomalie termiche rilevate si concentrano in corrispondenza dei punti di innesto e attraversamento delle tubazioni in plastica per lo sgrondo delle acque meteoriche.

• Criticità puntuale: Nella scuola materna è stata individuata un’anomalia localizzata sul soffitto, la cui natura esatta richiede un approfondimento diagnostico tramite ispezione visiva o endoscopica mirata.

4. Meccanismo di Innesco dello Sfondellamento

Il fenomeno di degrado e potenziale distacco della parte inferiore dei laterizi è strettamente correlato alle infiltrazioni d’acqua piovana:

1. Espansione per imbibizione: L’acqua infiltrata penetra nelle celle del laterizio provocando, in base alla qualità del materiale, un’espansione volumetrica del blocco. Essendo l’elemento vincolato all’interno del solaio, l’impossibilità di espandersi genera tensioni tangenziali che fratturano le pareti sottili degli alveoli.

2. Pressione di vapore in fase di asciugatura: Il fenomeno è ulteriormente aggravato dalla successiva fase di evaporazione. Il vapore d’acqua intrappolato nelle cavità chiuse, non riuscendo a sfogare all’esterno, genera un incremento della pressione interna all’alveolo inferiore, scalzando la cartella del laterizio e provocandone il distacco definitivo.

Lo scopo primario dell’indagine termografica all’infrarosso (IRT) è stato quello di condurre un collaudo non distruttivo per verificare la qualità dell’isolamento termico posato in opera, identificando eventuali dispersioni di calore, discontinuità del cappotto o anomalie nell’involucro edilizio.

2. Strumentazione e Metodologia di Rilievo

I termogrammi sono stati acquisiti sia dall’esterno (sulle facciate dell’edificio) sia dall’interno dei singoli locali, in condizioni di idoneo gradiente termico (ΔT) tra ambiente interno riscaldato ed esterno.

Per il controllo è stato impiegato il seguente sistema di misura:

• Termocamera: Thermal Video System AVIO – Serie TVS-200-EX;

• Software di post-elaborazione: ITR Cronista per l’analisi spettrale e radiometrica delle immagini termiche.

3. Esito dell’Analisi Termografica e Risultati

L’analisi comparativa dei termogrammi ha evidenziato quanto segue:

• Riferimento di confronto: La prima immagine termografica si riferisce a un fabbricato adiacente privo di isolamento termico, impiegato come termine di paragone per valutare le dispersioni dell’involucro non riqualificato.

• Criticità rilevate sull’edificio in esame: Nonostante la classe energetica dichiarata, la seconda, terza e quarta immagine termografica mostrano chiare anomalie di temperatura superficiale riconducibili a ponti termici:

  • Ponti termici geometrici: disomogeneità termiche marcate localizzate negli spigoli e nei nodi d’angolo dell’edificio;

  • Ponti termici costruttivi: dispersioni concentrate lungo il perimetro e i telai degli infissi, indice di un’imperfetta sigillatura o di discontinuità nell’isolamento del nodo finestra.

Su incarico dell’Azienda Ospedaliera di Padova, sono state eseguite indagini diagnostiche presso la Palazzina n. 6 (locale ex biblioteca) che hanno compreso:

• Una prova di carico statico su una porzione del solaio del primo piano;

• Indagini termografiche all’infrarosso sul soffitto per l’individuazione di infiltrazioni e difetti di impermeabilizzazione della copertura.

2. Prova di Carico Statico sul Solaio

L’indagine ha riguardato la verifica della risposta statica di una campata di solaio al primo piano, avente una luce netta di calcolo pari a 8,00 m, sotto un carico di progetto equivalente pari a 600 kg/m² (6,00 kN/m²).

• Schema di sollecitazione e contrasto: Per indurre momenti flettenti equivalenti al carico distribuito senza sovraccaricare la struttura con zavorre fisse, è stata applicata una forza concentrata in mezzeria tramite un martinetto oleodinamico a tiro Enerpac.

• Ripartizione e misura del carico: In corrispondenza del punto di applicazione del tiro è stata posizionata una trave/putrella d’acciaio della lunghezza di 1,00 m per ripartire lo sforzo. La forza applicata è stata misurata in continuo mediante due trasduttori di pressione montati in serie alla centralina oleodinamica.

• Strumentazione di misura dei cedimenti: Per tracciare la linea elastica, sono stati posizionati 6 trasduttori di spostamento (LVDT/potenziometrici) distribuiti secondo il seguente schema:

  • 2 trasduttori in corrispondenza degli appoggi;

  • 1 trasduttore nel punto di tiro (mezzeria);

  • 3 trasduttori posti a 1,00 m e 2,00 m di distanza dalla mezzeria per valutare la collaborazione trasversale.

Esito della prova: Nonostante i suoi 106 anni di vita utile, il solaio ha evidenziato un comportamento perfettamente elastico e lineare, registrando una deformazione massima residua trascurabile e una freccia massima in mezzeria contenuta entro circa 0,7 mm.

3. Indagine Termografica (IRT)

L’ispezione termografica eseguita sull’intradosso del soffitto del primo piano ha evidenziato due zone circoscritte caratterizzate da un’anomalia termica fredda marcata, sintomo di un elevato contenuto di umidità nell’estradosso.

Tale riscontro conferma la presenza di discontinuità e difetti di tenuta nel manto d’impermeabilizzazione della copertura del tetto sovrastante.