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Quali sono le novità introdotte dalle  Norme Tecniche per le Costruzioni del 14 gennaio 2008 e dalla Circolare n° 617 del 02/02/2009 in merito alla valutazione di sicurezza degli edifici esistenti?

In nostro Paese gode da sempre di un costruito ad alto valore storico, architettonico e artistico. Se a ciò si aggiunge l’ormai nota vulnerabilità sismica degli edifici esistenti, si comprende la particolare attenzione riposta dalle nuove norme nella valutazione della sicurezza del patrimonio esistente.
Tra gli aspetti fondamentali delle norme, vi è certamente l’introduzione dei Livelli di Conoscenza e dei Fattori di Confidenza.

Cosa si intende per Livelli di Conoscenza e Fattori di Confidenza nell’ambito delle Norme Tecniche per le Costruzioni del 14 gennaio 2008  ?

Il Livello di Conoscenza (LC) definisce le procedure per il rilievo geometrico e strutturale, i dettagli costruttivi, la caratterizzazione meccanica dei materiali e i metodi di analisi da adottare ai fini delle valutazione di sicurezza. Il rilievo può avvenire mediante verifiche in situ di tipo limitato, esteso ed esaustivo, cui corrisponde un livello crescente di informazioni circa gli elementi costitutivi. E’ possibile, così, giungere ad un Livello di Conoscenza limitata (LC1),  adeguata (LC2) oppure accurata (LC3), cui si associa un Fattore di Confidenza (FC) ad esso inversamente proporzionale. Il Fattore di Confidenza riduce i valori medi di resistenza dei materiali costitutivi da qui l’importanza di un’accurata conoscenza della struttura ai fini delle successive operazioni di verifica e degli eventuali interventi strutturali.
Il progetto delle indagini da parte dei progettisti deve essere volto, quindi, al consapevole sfruttamento dei risultati, consci che un esame sempre più approfondito porta ad un Livello di Conoscenza più alto e quindi ad un Fattore di Confidenza inferiore nella determinazione dei parametri e delle caratteristiche meccaniche e fisiche.

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Figura 1: Livelli di conoscenza in funzione dell'informazione disponibile e conseguenti valori dei fattori di confidenza per edifici in muratura – Estratto Circolare 2 febbraio 2009 n° 617
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Figura 2: Livelli di conoscenza in funzione dell'informazione disponibile e conseguenti metodi di analisi ammessi e valori dei fattori di confidenza per edifici in calcestruzzo armato o in acciaio – Estratto Circolare 2 febbraio 2009 n° 617

Cosa disciplinano le Norme Tecniche per le Costruzioni del 14 gennaio 2008 e la relativa Circolare in merito alle prove e alle indagini in situ?

Le prove e le indagini in situ possono essere di tipo limitato, esteso ed esaustivo: per le murature, le prove vanno dalle indagini visive a quelle sperimentali sui materiali in situ e in laboratorio; per le strutture in c.a. prevedono un numero crescente di provini di calcestruzzo e di campioni di barre d’armatura da sottoporre a prove di laboratorio.  La norma, inoltre, permette di sostituire alcune prove distruttive, non più del 50%, con un più ampio numero, almeno il triplo, di prove non distruttive, singole o combinate, tarate su quelle distruttive.

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Figura 3: Definizione orientativa dei livelli di rilievo e prove per edifici in c.a. – Estratto Circolare 2 febbraio 2009 n° 617

Quali sono le principali prove non distruttive?

Le “Linee guida per la messa in opera del calcestruzzo strutturale e per la valutazione delle caratteristiche meccaniche del calcestruzzo indurito mediante prove non distruttive” cui fa riferimento la Circolare esplicativa 2 febbraio 2009 n° 617,  illustrano i principali metodi non distruttivi per la stima delle caratteristiche meccaniche del calcestruzzo in opera. Si cita, quindi:

  • prova sclerometrica, con stima dell’indice di rimbalzo;
  • metodo ultrasonico;
  • prova di estrazione (pull out);
  • prova con sonda Windsor;
I parametri ricavati dalle prove appena citate sono tutti correlabili, attraverso modelli di origine sperimentale, ai valori di resistenza del calcestruzzo.
I metodi combinati, poi, consistono nell’applicazione di due o più metodi d’indagine per la valutazione della resistenza del calcestruzzo. La disponibilità di risultati provenienti da metodi diversi consente di stimare la resistenza mediante più correlazioni che migliorano l’affidabilità della resistenza meccanica stimata.
Tra i metodi combinati più noti si ricordano:

  • misura dell’indice di rimbalzo + misura della velocità di propagazione degli ultrasuoni (metodo SONREB);
  • misura dell’indice di rimbalzo + misura della velocità di propagazione degli ultrasuoni + misura della forza di estrazione;
  •  misura dell’indice di rimbalzo + misura della velocità di propagazione degli ultrasuoni + misura della profondità d’infissione.
L’esecuzione di prove combinate ed, in particolare di quelle che prevedono l’esecuzione di prove parzialmente distruttive (estrazione di inserti o prove di penetrazione), consente di migliorare la precisione del risultato mediante l’applicazione di tecniche statistiche di correlazione multivariabili.
Per la determinazione di altre proprietà del calcestruzzo, le linee guida fanno riferimento a:

  • indagine pacometrica;
  • stima della profondità della carbonatazione;
  • permebilità del calcestruzzo ai gas e all’acqua in sito;
  • termografia infrarossa;
  • georadar.

Come viene gestita una campagna di prove?

L’esecuzione delle indagini ha per obiettivo la massimizzazione dei risultati perseguibili e, quindi, il più alto livello di informazioni acquisibili attraverso la campagna di prove.  A tale scopo, la gestione delle indagini segue un iter dettagliato e consequenziale. In primis, il caso viene studiato attraverso quanto fornito dal tecnico committente (immagini, foto, planimetrie, documenti storici) nonché mediante sopralluoghi, eventuali ricerche, etc. Una volta noto il caso oggetto di studio, si procede alla pianificazione delle indagini, determinando le tipologie, il numero e l’esatta localizzazione delle prove. Ai fini di evitare rallentamenti nell’esecuzione delle indagini e garantire la massima sicurezza degli operatori e di chi, normalmente, usufruisce della struttura (si pensi a uffici e scuole), è necessaria una fase di organizzazione del cantiere in cui, da un lato, si individuano in situ i punti d’indagine e, dall’altro, si appronta il cantiere attraverso la delimitazione degli spazi e il reperimento di servizi logistici (reti elettriche, idriche, eventuale smaltimento, etc.). Solo a questo punto ha inizio l’esecuzione effettiva delle indagini che si articola in funzione di quanto pianificato. Tutte le informazioni “di cantiere” vengono appuntate su apposite schede e i dati di output delle strumentazioni vengono memorizzati su supporti informatici. Una volta concluse le operazioni di cantiere, i dati vengono elaborati e successivamente interpretanti per convergere, infine, in un report di prova.

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Chi può effettuare le prove non distruttive?

L’esecuzione di prove non distruttive, nonché la loro stessa interpretazione, è fortemente influenzata dalla sensibilità dell’operatore. Pertanto, la conduzione delle prove deve essere affidata a personale adeguatamente qualificato e che abbia maturato una notevole esperienza nel settore. Si noti che il Consiglio Nazionale delle Ricerche nella CNR-DT 200/2004 “Istruzioni per la progettazione, l’esecuzione ed il collaudo di interventi di consolidamento statico mediante utilizzo di Compositi Fibrorinforzati”  indica espressamente che i profili professionali preposti alle prove devono possedere adeguati livelli di qualifica in conformità alla UNI EN 473 (ora UNI EN ISO 9712).
Attraverso  specifici corsi di formazione e successivi esami di verifica, organismi accreditati certificano la qualificazione del personale. Il relazione al graduale perfezionamento nell’uso delle strumentazioni, nell’interpretazione dei risultati nonché al superamento dei corrispondenti esami, la qualificazione si classifica in 3 livelli (classificazione dettata dalla norma UNI EN ISO 9712).
Per una campagna di indagini in sito, quindi, è sempre consigliabile rivolgersi a personale certificato per l’esecuzione dei controlli non distruttivi. A tal riguardo i nostri operatori sono certificati ai sensi della UNI EN ISO 9712 per le prove non distruttive sulle strutture civili, sui beni culturali ed architettonici e nel settore industriale.

Che differenza c’è tra un laboratorio autorizzato ed uno certificato?

La legge 1086/71 “Norme per la disciplina delle opere di conglomerato cementizio armato, normale e precompresso ed a struttura metallica” istituisce all’art. 20 i cosiddetti Laboratori Ufficiali, cioè quei laboratori presso cui possono essere effettuate le prove sui materiali prelevati direttamente in cantiere. La legge, così, elenca i seguenti laboratori:

  • i laboratori degli istituti universitari dei politecnici e delle facoltà di ingegneria e delle facoltà o istituti universitari di architettura;
  • il laboratorio dell’istituto sperimentale delle ferrovie dello Stato (Roma);
  • il laboratorio dell’istituto sperimentale stradale, del Touring Club italiano (Milano);
  • il laboratorio di scienza delle costruzioni del centro studi ed esperienze dei servizi antincendio e di protezione civile (Roma);
  • il centro sperimentale dell’ANAS di Cesano (Roma).

Oltre a questi laboratori, lo stesso articolo prevede che il Ministro per i Lavori Pubblici, sentito il Consiglio Superiore dei lavori pubblici, può autorizzare con proprio decreto altri laboratori ad effettuare prove sui materiali da costruzione; questi sono quindi chiamati “Laboratori Autorizzati” e possono svolgere gli stessi compiti di quelli ufficiali.
Per “Laboratorio Certificato” si intende un laboratorio  i cui tecnici sono certificati da organismi accreditati per l’esecuzione dei controlli non distruttivi ai sensi della UNI EN ISO 9712: 2012 “Prove non distruttive - Qualificazione e certificazione del personale addetto alle prove non distruttive”.

Cos’è una certificazione di qualità ISO 9001?

La norma ISO 9001 rappresenta una norma a validità internazionale, che fa riferimento ai sistemi di gestione della qualità, ovvero strutture organizzative che le imprese dovrebbero adottare per orientare al meglio l’azienda verso il raggiungimento di risultati in linea con le attese del mercato.  Applicare un sistema di qualità ISO 9001 significa creare all'interno dell'azienda un sistema organizzativo che coinvolge tutti i processi dal commerciale, alla gestione degli acquisti, delle pratiche, etc.,  i cui requisiti rispettino quanto richiesto dalla norma ISO 9001.
Un’azienda con certificazione di qualità è in grado, quindi, di assicurare un prodotto conforme, secondo quanto definito dalla norma,  alle aspettative esplicite ed implicite del cliente. In altri termini, affidarsi ad un’azienda in possesso di tali requisiti è garanzia di affidabilità e professionalità nell’operato.

Che cos’è la vulnerabilità sismica?

La vulnerabilità sismica è la propensione di una struttura a subire un danno di un determinato livello a fronte di un evento sismico di una data intensità.

Cosa impone la normativa in merito alla vulnerabilità sismica?

La vigente normativa per le costruzioni in zona sismica ha introdotto l’impegno per i proprietari, pubblici o privati, di edifici esistenti la cui funzionalità durante gli eventi sismici assume rilievo fondamentale per le finalità di Protezione Civile (es. ospedali, municipi, caserme, ecc.) e/o di edifici che possono assumere rilevanza in relazione alle conseguenze di un eventuale collasso (es. scuole, teatri, musei, biblioteche, chiese, ecc.). Per tali edifici è fatto obbligo di procedere alla valutazione di sicurezza sismica.

Cosa si intende per valutazione della vulnerabilità sismica e quali sono le informazioni utili al tecnico ai fini della valutazione di sicurezza?

Per "valutazione di sicurezza sismica" o "valutazione di vulnerabilità sismica" di un edificio esistente si intende un procedimento volto a stabilire se è in grado o meno di resistere alla combinazione sismica di progetto.
Ogni edificio è un caso a sé: le norme forniscono gli elementi per la valutazione dei singoli edifici ed i risultati non sono estendibili a edifici diversi pur appartenenti alla stessa tipologia.
Interventi di adeguamento sismico possono essere effettuati qualora ne sia verificata la necessità, a seguito di verifiche tecniche. Le fonti da considerare per l’acquisizione dei dati necessari ai fini della valutazione di sicurezza sono: i documenti di progetto, il rilievo strutturale e le prove in situ e/o in laboratorio. La quantità e la qualità dei dati acquisiti determina il metodo di analisi e i valori dei fattori di confidenza (FC) da applicare alle proprietà dei materiali.
Le resistenze medie ottenute dalle prove in situ vanno divise per i fattori di confidenza, per definire la resistenza dei materiali da utilizzare nelle formule di capacità degli elementi strutturali.