Indagini strutturali con Ultrasuoni

Ultasuoni per la determinazione di difetti strutturali nelle murature e calcestruzzo.

DESCRIZIONE DEL METODO

Le prove non distruttive con ultrasuoni (US) si basano sulla propagazione di onde elastiche all’interno del materiale. In questo modo è possibile avere una stima delle caratteristiche meccaniche della struttura da indagare poiché la velocità di propagazione delle onde in un materiale dipende dalla sua densità, dal modulo elastico e dal coefficiente di Poisson.
Con l’applicazione di questa tecnica si possono ottenere informazioni sulle caratteristiche elasto- meccaniche del mezzo, ossia: il livello di omogeneità del materiale, la sua qualità e eventuale grado di deterioramento, l’individuazione di “anomalie” quali vuoti o inclusioni. Questa metodologia di indagine è particolarmente utile per monitorare le strutture, l’efficacia nel tempo di interventi di risanamento e il miglioramento delle caratteristiche meccaniche del mezzo.

Lo strumento utilizzato per le misure ultrasoniche è il PUNDIT (Portable Ultrasonic Not-Distrctive Digital indicatine Tester). Tale strumento è dotato di un trasduttore trasmittente (che trasmette l’impulso ultrasonico al materiale oggetto di studio), e di uno ricevente (che capta l’impulso ultrasonico che ha attraversato il mezzo, trasformandolo in segnale elettrico).
Il servizio di indagine strutturale prevede l’eventuale applicazione di tre tecniche d’acquisizione dei dati: trasmissione diretta, semi-diretta, ed indiretta.

DETERMINAZIONI POSSIBILI

La trasmissione diretta

La trasmissione diretta consiste nell’esaminare l’elemento strutturale in tutto il suo spessore: i trasduttori sono posti sulle due superfici opposte dell’elemento.

Con il rilievo ultrasonico si misura il tempo di propagazione del fascio d’onde e misurata la distanza tra i due trasduttori (ossia lo spessore del mezzo indagato) i dati acquisiti ci permettono di calcolare la velocità effettiva delle onde nel mezzo investigato con la successiva caratterizzazione fisico-meccanica del materiale.



La trasmissione semi-diretta

La trasmissione è semi-diretta quando i trasduttori si posizionano, nel materiale da investigare, su due superfici adiacenti che formano tra loro un certo angolo α. Questa tecnica è utilizzata per determinare lo stato di conservazione di particolari elementi strutturali del manufatto oggetto di studio. Il procedimento è lo stesso della trasmissione diretta.



La trasmissione indiretta

La trasmissione è indiretta quando i trasduttori si posizionano sullo stesso piano d’appoggio. La trasmissione indiretta è utilizzata per ottenere delle informazioni sullo stato di conservazione degli strati più superficiali del manufatto.

Determinazione, mediante trasmissione diretta, della presenza di difetti strutturali

Mediante il rilievo in trasmissione diretta, riusciamo a determinare con buona approssimazione, la presenza di eventuali difetti strutturali, localizzandone la posizione.
L’eventuale presenza di difetti produrrà un ritardo dei tempi di propagazione dei segnali ultrasonici nel mezzo materiale. Quindi confrontando i tempi, e ricavando le velocità relative ai vari percorsi, possiamo identificare in modo preciso le varie zone di debolezza.

Esempio di indagine ultrasonica - Chiesa Santa Maria Degli Angeli - Padria (SS).

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