Diagnosi strutture in Legno

Normativa di riferimento:

UNI 11119 -  Standard test method for In situ compressive stress within solid unit masonry estimated using flatjack measurements.

Scopo delle prova:

Caratterizzare lo stato di conservazione delle strutture in legno mediante ispezione visiva e strumentale

Livello di conoscenza acquisito (da indicazioni contenute nella Circolare Esplicativa 7/2019 delle NTC18):

LC3

 

Strutture in legno: descrizione della metodologia di indagine

La valutazione dello stato di conservazione degli elementi strutturali lignei prevede una serie d’ispezioni in situ, a vista e strumentali, volte a individuare i principali difetti del legname in opera e l’individuazione delle forme di degrado presenti.

 

Analisi visiva delle strutture in legno

Durante l’esame a vista della carpenteria lignea è possibile eseguire alcune semplici indagini di tipo qualitativo che possono essere d’aiuto in una prima, generica, valutazione dello stato di fatto: la percussione con un martello, ad esempio, fornisce informazioni sulla presenza o meno di forme di degrado o di cavità nell’elemento indagato; tramite l’infissione e la successiva estrazione di un chiodo si può saggiare la consistenza del legno. Preliminarmente alla valutazione del degrado si esegue un rilievo geometrico che tiene conto della geometria generale della struttura (luce ed interassi) e delle unioni (nelle capriate), della forma e dimensioni delle sezioni e delle eventuali deformazioni. Si esegue l’identificazione delle specie legnose e si valuta l’efficienza delle unioni nelle strutture tridimensionali come le capriate.

Particolare attenzione va posta nell’analisi delle testate di travi inserite nella muratura, dove i fenomeni di degrado sono più aggressivi a causa della presenza d’umidità presente per la scarsa areazione intorno alla testata stessa. Dal primo rilievo a vista è possibile indirizzare la scelta dei punti di prova in cui condurre lo studio dello stato di conservazione con la diagnostica strumentale.

Analisi strumentale degli elementi strutturali lignei

La progettazione di una campagna di prova utile alla valutazione dell’efficienza strutturale degli elementi lignei comprende una preliminare e dettagliata valutazione visuale, seguita dalla misurazione della temperatura ambientale e dell’umidità relativa di ciascuna struttura con un igrometro e da prove resistografiche.

 

 

Igrometro per la misura dell’umidità del legno e della temperatura ambientale

e applicazione  dell’indagine resistografica.

 

Questo tipo di prova è utilizzata per determinare quantitativamente delle grandezze fisiche che possano essere correlate alla qualità strutturale del materiale in opera. La grandezza fisica misurata dalla strumento risulta correlata in primo luogo alla massa volumica del legno nel punto (o nel tratto) preso in esame, e soltanto in via derivata alle altre caratteristiche meccaniche del materiale (resistenza e modulo elastico).

 

Il sistema utilizzato, detto anche “metodo della foratura semplice”, si avvale di speciali trapani in grado di rilevare in continuità le variazioni dei parametri di rotazione e di avanzamento della punta nel legno, dovute alla presenza di anomalie e difetti, quali nodi, fessure, marcescenze. Questi trapani sono dotati di due motori elettrici, dei quali uno attua il moto rotatorio della punta, l’altro il movimento di avanzamento a velocità costante della punta stessa.

 

I risultati della perforazione vengono poi raccolti in un grafico in cui in ascissa si riporta la profondità progressiva della penetrazione della punta all’interno della sezione, mentre in ordinata è mostrato un “indice delle resistenze” (in forma di parametro dimensionale, chiamato amplitudo), riscontrato durante il percorso della punta all’interno della massa legnosa. Gli indici rilevati forniscono indicazioni sulle caratteristiche del legno come difetti, alterazioni (per esempio dovute ad attacchi silofagi fungini o da insetti) e consentono di valutare approssimativamente quali siano le dimensioni della zona sana residua capace di farsi carico delle funzioni strutturali.

 

Due profili di analisi su struttura lignea​

Il primo presenta un “profilo tipo” privo di discontinuità: la successione ravvicinata di picchi massimi e minimi è legata alla densità degli anelli che costituiscono la struttura indagata. Il picco più alto è dovuto alla resistenza che la punta incontra nell’attraversare la parte di accrescimento autunnale dell’anello, mentre il picco più basso indica la penetrazione nella zona dell’anello formatasi in primavera. Questo andamento di picchi massimi e minimi del profilo viene ottenuto quando la punta del Resistograph® penetra nel materiale lungo una traiettoria perfettamente perpendicolare agli anelli (ortogonalmente alle fibre). Tale andamento muta nel caso in cui la punta dello strumento penetri anche nel midollo: il cambiamento di densità è evidenziato da una curva con picchi massimi e minimi più ravvicinati, caratterizzata da una resistenza media inferiore.

 

 

 

 

Profilo ottenuto conducendo la prova penetrometrica ortogonalmente alle fibre del legno.

 

Il secondo profilo riportato nella figura sottostante presenta alcune discontinuità dovute alla presenza di nodi e fratture: nei nodi si riscontra una resistenza più accentuata, mentre la presenza di vuoti dovuti a fratture nel materiale causa un repentino abbassamento della curva tendente allo zero. Anche questo grafico è stato ottenuto facendo avanzare la punta dello strumento lungo una traiettoria perpendicolare alle fibre.

 

 

 

Profilo ottenuto da una prova penetrometrica condotta su una struttura con discontinuità interne

Arch-Indagini -Indagini Edifici e Diagnostica Strutturale

Architetti: Riccardo De Ponti e Laura Bolondi

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