Nuova frontiera: diagnostica strutturale col calibro correlatore Ismers

Ispica – In futuro non si potrà prescindere dall’affidare la sicurezza dei cittadini a sistemi in grado di dare misure oggettive, in cui l’incertezza – intesa come parametro metrologico – è anch’essa elemento di validazione scientifica. Da questo presupposto muove il progetto ISMERS, (Idoneità statica manufatti edifici nei centri storici ad alto rischio sismico), avviato nel giugno 2018 da Betontest laboratori tecnologici e di ricerca di Ispica (RG), con i consulenti del Dipartimento Ingegneria dell’Innovazione Università del Salento e il professor Giovanni Berti responsabile di Xrd tools strumenti e soluzioni per diffrazione a raggi x, con il cofinanziamento del Ministero dello Sviluppo Economico nell’ambito del programma Horizon 2020 – Pon 2014/2020.

A giorni sarà diffuso il rapporto conclusivo, firmato da Giovanni Berti, già docente dell’Università di Pisa e tra i massimi esperti della diffrazione da raggi X, contenente una sintesi delle innovazioni tecnologiche e degli sviluppi potenziali a breve, medio e lungo termine. Il progetto ha posto le basi di un significativo progresso metodologico e tecnologico, le cui applicazioni potrebbero estendersi a settori diversi da quelli dell’edilizia e del rischio sismico. La nuova metodologia d’indagine (prove e misurazioni tradizionali, integrate da indagini non invasive con diffrazione da raggi X) è stata applicata sia in situ su scuole, edifici pubblici e di pregio senza interromperne l’esercizio (individuate di concerto con la Soprintendenza ai BB.CC. di Ragusa, il Libero Consorzio Comunale di Ragusa e le amministrazioni comunali), sia in laboratorio.

L’indagine, che non ha precedenti in Italia per la sua ampiezza e complessità, ha messo a disposizione dei ricercatori una mole di dati grezzi a livello macro, micro e nanoscopico sui materiali da costruzione. «La sfida più impegnativa – ha detto Berti – è stata quella di mettere insieme dati contenenti parametri che descrivono scale molto ampie, dal miliardesimo di metro alle decine di metri e oltre, per renderli misurabili, confrontabili, ripetibili. È stato quindi elaborato un sistema di correlazione, basato su principi di intelligenza artificiale (Rete Neurale Artificiale).

Correlando osservazioni ottenute alla scala micro-nanometrica con quelle compiute su una scala più grande, si può ottenere un sistema "predittivo", in grado cioè di fornire anticipazioni e previsioni circa le criticità presenti e future di un edificio. Tale sistema incrementale, utilizzato in un processo selettivo, può fornire previsioni di assetti strutturali su larga scala. Da qui la necessità di dati diffrattometrici calibrati e tarati per queste proprietà». Sulla realizzazione del calibro-correlatore "ISMERS" Betontest verte appunto il rapporto conclusivo. Vi si descrivono i presupposti concettuali, il progetto dell’hardware e del software dello strumento, l’assemblaggio, il prototipo realizzato e le procedure di calibrazione e correlazione anche se le specifiche di riferimento e tutti i dettagli saranno oggetto di un apposito documento tecnico.

Tra gli aspetti prevedibili a breve termine, è prevista la formazione di personale specializzato nelle “Misure Reticolari XRD” (non solo “Analisi XRD”); a lungo termine, infine, si può ipotizzare un grande sistema robotico di controlli in rete non distruttivi e senza contatto. «È giunto il momento – spiega Francesco Micelli (Università del Salento) – che anche il mondo dell'edilizia recepisca, già nella fase progettuale, le tematiche del Life Cycle Assessment (LCA), tipiche dell'industria, con programmi di monitoraggio strutturale e di manutenzione programmata. Non solo per salvaguardare il patrimonio architettonico e monumentale dal rischio sismico.

Ma anche perché da pochi anni è finito il periodo di vita utile delle opere in calcestruzzo armato realizzate nel secondo dopo guerra. La comunità scientifica ha sviluppato e messo a disposizione diverse tecniche non distruttive per la diagnosi e il monitoraggio, sia nel campo delle costruzioni murarie, che in quello degli edifici e delle infrastrutture in calcestruzzo armato, in acciaio, in legno e anche per i materiali compositi fibrorinforzati, che rivestono un ruolo importante nel campo del rinforzo strutturale delle costruzioni esistenti. Questi metodi, oltre a essere gli unici possibili su opere di pregio storico artistico, costituiscono una fonte preziosa di conoscenza anche per le opere infrastrutturali, laddove la ripetibilità periodica delle prove possa fornire un programma di Structural Health Mmonitoring».

“Il Calibro-correlatore – conclude Corrado Monaca, direttore del progetto – è stato realizzato, nonostante le complicazioni legate all’epidemia di coronavirus. A breve lo presenteremo agli ordini professioni tecnici e alle Istituzioni. I dati rilevati interagiscono con i metodi di intelligenza artificiale, in modo da fornire un notevole impulso a quei processi decisionali, che sinora hanno trovato la maggiore inerzia proprio negli intrinseci limiti fisici di applicabilità. Il processo di modernizzazione e industrializzazione delle costruzioni è ormai in marcia e troverà una diffusione sempre maggiore. Anche a livello normativo. Ne è un esempio il recente documento sul monitoraggio dei ponti redatto dalla commissione preposta in seno al Consiglio superiore dei Lavori pubblici, che proprio nei giorni in cui si termina il nuovo viadotto Polcevera (ex ponte Morandi), partorisce un documento nuovo, innovativo, e culturalmente importante per la tematica trattata”.