Indagini diagnostiche sugli edifici

Le indagini diagnostiche sugli edifici:
l’approccio di Arch-Indagini

Arch-Indagini opera nel campo della diagnostica sugli edifici esistenti, in particolare quelli storici e monumentali, eseguendo tutte le prove strumentali che le attuali norme tecniche prevedono per la redazione di progetti di restauro, miglioramento ed adeguamento sismico.
Fondatori di Arch-Indagini sono Riccardo D. De Ponti e Laura Bolondi, architetti specializzati e certificati per l’esecuzione di indagini diagnostiche sugli edifici.

Le indagini diagnostiche
a supporto degli interventi sul costruito

Perché è importante sviluppare un adeguato percorso conoscitivo

Indipendentemente dal fatto che un edificio sia vincolato o meno, le buone prassi e le normative tecniche attuali prevedono, qualora si debbano affrontare interventi di conservazione e/o restauro su immobili, di condurre gli approfondimenti necessari su strutture e materiali, a partire dalle analisi sulle tecniche costruttive impiegate fino alla valutazione dei degradi e dei dissesti osservati. 
Queste metodologie di analisi sono prescritte dal legislatore poiché la presenza di differenti tipologie strutturali non consente la standardizzazione dei metodi di intervento sul patrimonio architettonico, specialmente negli edifici in muratura e nelle strutture in legno. 

Tipologie e finalità delle indagini diagnostiche

Le prove strumentali che Arch-Indagini svolge consentono di ottenere risultati utili per determinare lo stato di conservazione di una struttura, sia essa in muratura che in legno, attraverso l’analisi delle tecniche costruttive, delle condizioni che hanno innescato il processo di degrado e l’estensione dello stesso.
In particolare di una struttura muraria si possono determinare con metodi diagnostici:

  1. Le caratteristiche costruttive (se eseguita in mattoni o in pietra, con tessitura regolare o irregolare, etc.) e tipologiche (se è a un paramento, a due o più paramenti, con o senza riempimento a sacco, con o senza collegamenti trasversali, etc.). 
  2. la presenza di vuoti, cavedi, tracce di passati interventi e di vecchie aperture;
  3. la presenza di discontinuità strutturali (architravature delle aperture, elementi spingenti e presenza di presidi atti ad assorbirne le spinte);

In particolare, di una struttura in legno si possono valutare, attraverso un’accurata analisi visiva e strumentale:

  1. le specie legnose;
  2. le difettosità del materiale ed attribuire la classe di qualità resistente;
  3. le eventuali anomalie strutturali rilevanti;
  4. le presenze di degrado, la loro estensione sia in profondità che in lunghezza, in particolar modo nelle zone non accessibili con altre metodologie di indagine.

Le indagini a cui si ricorre più frequentemente hanno il fine di: 

  1. determinare lo stato di conservazione delle strutture lignee mediante l’ispezione a vista e le prove strumentali, quelle penetrometriche in particolare;
  2. caratterizzare la qualità muraria mediante i rilievi termografici, le prove soniche e ultrasoniche, i martinetti piatti in configurazione singola e doppi, le prove georadar, le prove endoscopiche.
  3. conoscere le caratteristiche chimiche, fisiche, petrografiche dei materiali lapidei naturali (pietre) o artificiali (mattoni, malte di allettamento e intonaci) attraverso analisi al microscopio e tecniche analitiche tra cui la diffrattometria ai raggi X, la cromatografia ionica e la microscopia a scansione elettronica (SEM).
  4. misurare la distribuzione e la quantità di umidità nelle strutture

Come i risultati vengono restituiti al committente

I risultati della campagna diagnostica vengono rielaborati in moda tale da fornire tutte le informazioni richieste dalla committenza in modo chiaro e di facile comprensione, poiché devono essere compresi sia dai progettisti (architetto, ingegnere, geometra) che da personale non specializzato (carpentieri, titolare impresa, committenti, etc.).
Al termine del lavoro si fornisce al cliente una relazione tecnica corredata dal rilievo fotografico che esemplifica il processo di analisi adottato e dai risultati restituiti in forma grafica o tabulare.

Arch-Indagini: Casi Studio

Oratorio di San Niccolò – Vernio (PO)

L’edificio è stato oggetto di una verifica complessiva delle strutture murarie. L’impianto originale è di epoca settecentesca, ma nel corso del tempo ha subito alcune modifiche strutturali.
Da una parte i progettisti hanno chiesto di localizzare eventuali tracce di interventi pregressi, celati dall’intonaco, per confermare ciò che è emerso dalla ricerca storico-archivistica. Dall’altra risultava indispensabile determinare le caratteristiche costruttive delle murature, con particolare riguardo alla stratigrafia della sezione, mediante una serie di analisi che evidenziassero la presenza di più paramenti, la loro eventuale connessione, le caratteristiche dei giunti, le proprietà chimiche, fisiche e meccaniche dei componenti e della struttura.

Per rispondere a queste esigenze sono stati eseguiti rilievi termografici per localizzare eventuali discontinuità strutturali come finestre, archi, tamponature e variazioni della tessitura muraria celati dell’intonaco.

Immagine all’infrarosso (a sinistra) e nel visibile (a destra). Si noti la lettura della tessitura muraria e degli archi murari nascosti.

La fase successiva di approfondimenti conoscitivi è stata condotta impiegando tecniche tra loro complementari per determinare le proprietà costruttive e meccaniche delle murature. In particolare sono state condotte prove soniche ed endoscopiche su superfici di circa 1mq.

Analisi sonica per valutazione della qualità muraria: la porzioni sinistra del muro (area giallo-rossa) risulta più connessa dalla parte destra (area blu-azzurro).

Infine è stata condotta una caratterizzazione meccanica della muratura e petrografica della malta di allettamento per studiarne le caratteristiche e l’eventuale presenza di fenomeni di degrado.

Caratterizzazione meccanica della muratura in pietra mediante martinetti piatti.
Analisi in sezione sottile del campione di malta per caratterizzazione petrografica.

Struttura di copertura del Santuario Beata Vergine Della Porta, Guastalla (RE)

Le strutture in legno costituenti la grossa orditura (capriate ed arcarecci) del sottotetto sono state oggetto di un intervento di restauro, previa verifica dello stato di conservazione di ciascun elemento ligneo componente le capriate e gli arcarecci. E’ stata perciò progettata un’ispezione diagnostica di dettaglio che fornisse al progettista la localizzazione degli elementi degradati e/o difettosi per i quali scegliere la migliore strategia conservativa. 

La copertura della navata centrale, a tre falde, è retta da 13 capriate doppie “alla palladiana”; mentre le coperture sopra i due bracci del transetto sono sostenute ciascuno da un capriata e tre puntoni. Per ogni elemento costituente le capriate e per gli arcarecci è stata eseguita:

• l’identificazione delle specie legnose e il rilievo geometrico delle sezioni;

• la valutazione delle difettosità del materiale e attribuzione della classe di qualità resistente;

• la localizzazione e quantificazione delle carenze strutturali rilevanti;

• le analisi resistografiche in corrispondenza degli appoggi e di ogni altra sezione in luce dove sia stato ritenuto necessario accertare strumentalmente lo stato di conservazione interno all’elemento. 

Lo strumento per l’esecuzione delle analisi resistografiche è essenzialmente un penetrometro strumentato che rileva in continuità le variazioni dei parametri di rotazione e di avanzamento della punta nel legno legate alla presenza di anomalie e difetti, quali nodi, fessure, marcescenze. È così possibile non solo localizzare e quantificare il degrado all’interno della sezione dell’elemento, ma anche valutarne l’estensione in zone non accessibili come negli appoggi nei muri. 

I risultati dell’ispezione visiva e strumentale hanno evidenziato che le capriate non presentavano problemi di degrado tali da predisporre interventi di consolidamento o sostituzione degli elementi ammalorati. Al contrario, alcuni arcarecci risultavano gravemente degradati o presentavano segni localizzati di rottura per stress meccanico.

Con tali informazioni il progettista ha individuato puntualmente le zone su cui intervenire, economizzando tempi e costi sia di progetto che d’intervento.

Si riportano, a titolo esemplificativo, due profili penetrometrici relativi ad un elemento ligneo sano ed un altro degradato, caratterizzato da un decadimento della resistenza nella parte centrale della sezione resistente.

Esempio di capriata palladiana e prova resistografica all’appoggio.
Confronto tra sezione lignea degradata (profilo in alto) e degradata (profilo in basso)

Arch-Indagini diventa un manuale per professionisti e tecnici

Per fornire un ulteriore “strumento di lavoro” ai loro clienti gli architetti De Ponti e Bolondi hanno recentemente scritto il manuale “Edifici in muratura – caratteristiche costruttive, vulnerabilità e approfondimenti diagnostici” (ed. Grafill), richiesto dalla casa editrice per fornire un testo di riferimento pratico di cui tecnici e imprese possano avvalersi qualora siano chiamati ad operare su edifici in muratura e strutture in legno.

A cura di Arch. Nath Irriverender Bonnì
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