Guida utile ai Controlli Non Distruttivi in ingegneria civile

A partire dall’analisi della sicurezza delle infrastrutture e dei fattori di rischio in Italia abbiamo avuto modo di affrontare il tema strettamente connesso del monitoraggio strutturale e delle Prove Non Distruttive, approfondendo il ruolo primario che le prove dinamiche svolgono all’interno di esse.

A questo punto vogliamo proporvi una guida pratica e veloce ai concetti fondamentali che abbiamo espresso fin qui sui Controlli Non Distruttivi.

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Controlli non distruttivi: 8 domande e risposte

Cosa sono e a cosa servono i Controlli Non Distruttivi?
I Controlli Non Distruttivi (CND) sono tecniche di indagine non invasive che vengono utilizzate allo scopo di valutare l’integrità di un materiale o di una struttura e di evidenziarne eventuali disomogeneità e discontinuità.
Si definiscono non distruttive perché consentono di ispezionare l’oggetto in esame senza arrecare danno o comprometterne la funzionalità.

Che differenza c’è tra i Controlli Distruttivi e i Controlli Non Distruttivi?
I Controlli Distruttivi sono prove di tipo meccanico che permettono di stabilire alcune caratteristiche fisiche di un campione di materiale come durezza, resistenza all’urto, duttilità. Questo tipo di test vengono definiti distruttivi perché al loro termine il campione sotto esame non è più utilizzabile.
I Controlli Non Distruttivi, invece, non danneggiano il campione in esame e non compromettono le caratteristiche fisiche del componente del materiale testato.
Infine, consentono di ispezionare il materiale sia in superficie che al suo interno.

Quali sono i vantaggi dei Controlli Non Distruttivi?
I Controlli Non Distruttivi garantiscono l’integrità di una struttura più o meno complessa, quindi, il primo vantaggio riguarda sicuramente la sicurezza del manufatto e la sicurezza delle persone.
Sono prove che possono essere effettuate in situ senza che, in linea generale, debbano essere sospese le attività che si svolgono in una struttura; in sostanza, non arrecano particolari disagi.
Dal punto di vista strutturale, consentono di monitorare lo stato di salute di un’opera lungo tutto il suo ciclo di vita; permettendo di individuare eventuali difetti e anomalie nel costruito consentono anche di intervenire in modo tempestivo evitando poi spese più importanti per attività di ripristino dell’integrità del costruito.
In quanto non distruttive sono tipi di indagini che non arrecano danno alla struttura in esame, permettono di ispezionarne sia la superficie che l’interno in fase di esercizio e di rilevare eventuali difetti come rotture, corrosioni, erosioni, usure e danni termici.
L’identificazione di queste criticità oltre a ottimizzare la gestione del rischio connesso con la sicurezza delle persone ha il vantaggio di allungare il ciclo di vita dell’opera, diminuendo la possibilità di guasti e incidenti che ne limiterebbero anche l’esercizio.

Quali sono le principali tecniche diagnostiche impiegate nei Controlli Non Distruttivi?

Monitoraggi statici e dinamici, prove magnetometriche, sclerometriche e ultrasoniche (Metodo SONREB), Prove di estrazione, Indagini chimiche, rilievi georadar, tomografie ultrasoniche, Soniche su muratura, martinetti piatti, collaudi statici e dinamici. Inoltre, controlli su saldature con ultrasuoni, radiografie, liquidi penetranti o magnetoscopie.

Come si classificano le diverse metodologie utilizzate nei Controlli Non Distruttivi?

Sulla base del rilievo del difetto si possono distinguere prove superficiali e prove volumetriche.
Le prove superficiali consentono di rilevare difetti superficiali o sub-superficiali; le prove volumetriche permettono di identificare i difetti presenti anche all’interno perché ispezionano l’intero volume dell’oggetto in esame.
Le prove volumetriche si possono poi distinguere in prove per trasmissione e in prove per riflessione.
La radiografia ad esempio è una tecnica per trasmissione: i raggi X attraversano tutto l’oggetto in esame, dalla faccia di entrata a quella di uscita ed entrambe le facce dell’oggetto in esame devono poter essere accessibili. Gli ultrasuoni sono invece un esempio di riflessione: le onde sonore attraversano l’oggetto in esame e tornano indietro quando incontrano una disomogeneità nel materiale che modifica la frequenza dell’onda. In questo caso basta che sia accessibile solo una faccia dell’oggetto in esame, quella di entrata.

Che differenza c’è tra prova statica e prova dinamica?
Si ricorre alle prove statiche e alle prove dinamiche per valutare il comportamento di un materiale e di una struttura soggetta a forze statiche o dinamiche.
Vengono definite prove statiche quelle nelle quali l’applicazione della forza è graduale e viene esercitata per un tempo abbastanza lungo; vengono definite prove dinamiche quelle nelle quali l’applicazione della forza è di breve periodo.

Cos’è la caratterizzazione dinamica di una struttura?
La caratterizzazione dinamica riguarda le proprietà dinamiche di una struttura, frequenze proprie di vibrazione, deformate modali, coefficienti di smorzamento; la caratterizzazione dinamica o identificazione dinamica di una struttura consente di analizzare il comportamento strutturale ovvero la risposta di una struttura a un’eccitazione.
L’eccitazione può essere di due tipi: imposta o ambientale.
Nel caso di eccitazione imposta si parla di metodologia EMA (Experimental Modal Analysis), nel caso di eccitazione ambientale si parla di metodologia OMA (Operational Modal Analysis).

Quali sono le caratteristiche della metodologia EMA e OMA?
La metodologia EMA studia il comportamento dinamico di una struttura definendolo attraverso una misura di input, l’eccitazione, e una misura di output, la risposta all’eccitazione.
Si tratta di una prova che viene normalmente condotta in laboratorio e che può arrecare danno alla struttura in esame.
La metodologia OMA studia il comportamento dinamico della struttura definendolo attraverso una misura di risposta all’eccitazione ambientale (rumore ambientale).
Si tratta di una prova che non danneggia la struttura e non richiede la sospensione delle normali attività che si svolgono sulla stessa.
Infine, consente di ottenere dati affidabili perché presi proprio durante la normale fase di esercizio della struttura.

In questo articolo vi abbiamo fornito una guida utile ai concetti base delle Prove Non Distruttive, se volete avere maggiori informazioni sui servizi e gli strumenti che Novatest mette a disposizione dei professionisti che operano in questo settore, non esitate a contattarci tramite il form.

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