La termografia ad infrarossi (IR) è una tecnica di diagnostica non distruttiva che, misurando la radiazione infrarossa di un oggetto, è in grado di determinarne la temperatura superficiale. Il funzionamento della termocamera si basa sulla capacità che hanno i corpi di assorbire e rilasciare il calore. Lo strumento genera mappe in diversi colori che associano ad una temperatura rilevata un colore corrispondente. Le analisi termografiche sono fondamentali per determinare le capacità isolanti e termoassorbenti degli elementi costitutivi degli edifici e la posizione di elementi strutturali non altrimenti individuabili ad occhio nudo.

• UNI EN 16714-3:2016 Prove non distruttive - Prove termografiche - Parte 3: Termini e definizioni;
• UNI EN 13187:2000 “Prestazione termica degli edifici – Rivelazione qualitativa delle irregolarità termiche negli involucri edilizi – Metodo all’infrarosso”
• ASTM C1060 - 11a (2015): Standard Practice for Thermographic Inspection of Insulation Installations in Envelope Cavities of Frame Buildings
• ASTM E1933 - 14(2018): Standard Test Method for Measuring and Compensating for Emissivity Using Infrared Imaging Radiometers
• ASTM D4788 - 03(2013): Standard Test Method for Detecting Delaminations in Bridge Decks Using Infrared Thermography
• ASTM E1934 - 99a (2018): Standard Guide for Examining Electrical and Mechanical Equipment with Infrared Thermography

Il principio della termografia è basato sul fatto che qualsiasi oggetto emette un flusso di energia E regolato a seconda della temperatura alla quale si trova, questo principio è espresso dalla legge di Stefan-Bolzmann:

E= esT4

dove T è la temperatura assoluta, espressa in gradi Kelvin, della superficie da cui proviene il flusso energetico e, misurato in W/m²; s è una costante che vale 5,67·10^-8 ·W·m^-2·K^-4 è una costante adimensionale, detta emissività, che dipende dal materiale che costituisce la superficie.

Immaginando che una struttura composita, ad esempio una muratura, sia esposta nelle stesse condizioni termiche, per esempio dall'irraggiamento solare, i singoli elementi (pietra, malta e mattone) si porteranno ad una diversa temperatura in funzione delle loro proprietà termiche, ed in particolare del loro calore specifico e della loro conducibilità termica. Ciascun elemento emette un flusso di energia in accordo con la legge di StefanBolzmann, in funzione della temperatura raggiunta e della sua emissività. La termografia consiste nell’effettuare riprese nell’infrarosso con termocamere capaci di rappresentare con immagini a colori le varie temperature raggiunte dagli elementi costituenti l’oggetto esaminato. In particolare, deve cogliere le radiazioni infrarosse (IR) comprese nell'intervallo di lunghezza d'onda tra 2 e circa 6 mm.

La termografia può essere variamente utile nella diagnostica per l'osservazione di cavità, inclusioni di materiali differenti, presenza di umidità o infiltrazioni di acqua con il limite, però, di analizzare solamente strati più superficiali della muratura e quindi è incapace di localizzare anomalie nelle parti più interne della muratura. Nelle zone umide la temperatura viene abbassata dal fenomeno dell'evaporazione e la macchina termografica troverà aree superficiali, mentre la presenza in stati interni di materiali a diversa conducibilità termica può avere influenza sulla temperatura degli stati esterni e quindi i dati della termografia possono contenere più informazioni se correlate ad una conoscenza specifica delle particolari tecniche costruttive degli elementi analizzati. Per esempio, una termografia su un muro a sacco il cui riempimento è diverso nelle varie parti nella parete, ipotizzando inoltre che il paramento sia costituito da mattoni dello stesso tipo, dovrebbe mostrare sostanzialmente zone a temperature differenti che rispecchiano la situazione interna del muro.

Individuazione di dispersione energetiche e punti di rugiada

L’ analisi termografica individua le zone di dispersione energetica e i punti di rugiada in cui l’umidità dell’aria può portare alla formazione di condense e muffe. I punti di dispersione termica possono essere anche punti di dispersione acustica dovuti ad un cattivo isolamento degli elementi costruttivi, individuati i quali è possibile effettuare un intervento puntuale e funzionale al miglioramento del grado di isolamento dei singoli ambienti.

Manutenzione programmata di edifici e beni artistici suscettibili di degrado

L’indagine termografica offre la possibilità di monitorare, con una tecnica non invasiva, il grado di deterioramento dei manufatti, la loro attaccabilità da parte di agenti esterni e programmarne, nel tempo, gli interventi di restauro, circoscritti e mirati solo aree di degrado. L’utilizzo della termografia su di un edificio che è stato soggetto a più interventi edilizi può fornire informazioni per l’individuazione delle attività stratigrafiche e permette di verificare la tenuta termica dei materiali. Permette altresì di determinare la loro suscettibilità alle infiltrazioni ed il grado di degrado attivo sulle diverse componenti strutturali e costruttive, al fine di effettuare, già in fase di progettazione dell’intervento di restauro, una scelta preliminare delle strategie di intervento e dei materiali utili alla realizzazione dell’opera.

Restauro programmato su affreschi e strutture

Nel caso di interventi finalizzati alla conservazione ed alla programmazione del restauro su manufatti di interesse archeologico e storico artistico, la cui deperibilità è dovuta essenzialmente all’azione distruttiva dell’umidità e di organismi che prolificano in ambienti umidi come le muffe, la termografia consente monitoraggi programmati. Il risultato ottenuto sarà quello di poter verificare l’avanzamento dello stato di deperimento dell’opera attraverso il tempo, per programmare restauri mirati che localizzano l’intervento e ne ottimizzino i risultati.

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