Strumenti e finalità del monitoraggio dei dissesti strutturali

Scopo del monitoraggio strutturale

Prima di eseguire qualunque consolidamento o riparare i danni provocati dai dissesti occorre verificare se essi risultano ancora in atto o sono invece ormai inattivi, perché nel primo caso qualunque intervento si rivelerebbe superfluo con conseguente spreco di tempo e denaro.

Il monitoraggio strutturale serve appunto a tale scopo e va prolungato per un periodo di almeno uno o meglio ancora due o tre anni. Alcuni tra i dissesti più comuni come ad esempio i cedimenti delle fondazioni tendono infatti a manifestare un comportamento correlato al ciclo stagionale.

I cedimenti delle fondazioni sono dovuti a tre cause principali:

• i carichi verticali eccessivi;
  
  
• l'assestamento del terreno in seguito a fenomeni franosi, cospicue perdite d'acqua oppure scavi di trincee;
  
  
• la subsidenza, che consiste in un abbassamento del terreno progressivo e irreversibile a causa della sua compattazione o dal costante prelievo di acqua dalle falde superficiali.
  
  

In ogni caso il risultato è la formazione di un quadro fessurativo piuttosto caratteristico.
Si tratta inoltre di un dissesto facilmente risolvibile con opportuni accorgimenti, purché se ne comprendano le cause e l'evoluzione, che risulta ciclica: in estate le lesioni tendono infatti ad aprirsi a causa dell'abbassamento del terreno, secco e compatto; mentre in inverno tendono viceversa a restringersi perché il terreno, impregnato d'acqua, si solleva.


Altri dissesti in cui il monitoraggio consente di chiarire le cause sono dovuti alle vibrazioni del traffico veicolare e ai carichi eccessivi. Il monitoraggio è invece generalmente superfluo per i danni da terremoto.

Quest'operazione va perciò compiuta per almeno un intero ciclo stagionale, cioè per un periodo pari a un anno solare, al termine del quale, esaminando il trend complessivo dell'evoluzione dei dissesti si possono ricavare informazioni fondamentali per la scelta degli interventi più adeguati e i calcoli strutturali relativi.

Come si esegue una campagna di monitoraggio

Ciascuna campagna di monitoraggio dev'essere calibrata in base alle caratteristiche dell'edificio e ai carichi presenti, alle condizioni ambientali e ovviamente al tipo ed entità del quadro fessurativo riscontrato.


La sua pianificazione richiede dunque la stesura di un vero e proprio progetto da parte di un tecnico specializzato (architetto o ingegnere) che, dopo aver svolto sopralluoghi approfonditi, aver rilevato il quadro fessurativo e studiato i disegni di rilievo (piante, prospetti e sezioni) dell'edificio interessato, ipotizzerà le cause del dissesto decidendo quali e quanti strumenti utilizzare e dove posizionarli.
Il progetto serve infatti anche a ottimizzare il sistema, evitando l'installazione di dispositivi superflui e ridondanti.

In seguito svolgerà sopralluoghi a intervalli prefissati, ad esempio uno al mese o alla settimana, per leggere gli strumenti ed eseguire ispezioni visive delle lesioni, fornendo ai committenti aggiornamenti sulla situazione; mentre al termine della campagna esaminerà tutti i dati raccolti traendone le conclusioni.


Naturalmente è possibile servirsi anche di aziende specializzate come HP System una soluzione vantaggiosa soprattutto per edifici molto grandi come i condomini multipiano o le torri per appartamenti; mentre il monitoraggio di un abitazione unifamiliare o una palazzina di modeste dimensioni è invece molto più semplice e può essere eseguito anche dal proprio strutturista di fiducia.

Gli strumenti per il monitoraggio strutturale

Gli strumenti comunemente utilizzati nel monitoraggio strutturale sono diversificati e possono essere analogici o digitali. Nel secondo caso, se dotati di connessione bluetooth o wi-fi possono anche trasmettere i dati in tempo reale 24 ore su 24, venendo gestiti e controllati da remoto con appositi software o app per tablet e smartphone.

Lo strumento più semplice, indispensabile per il controllo delle lesioni, è appunto il fessurimetro analogico o digitale.


Il primo è costituito da due piastre sovrapponibili di plastica trasparente dotate rispettivamente di un reticolo graduato in centimetri e millimetri e due lineette rosse perpendicolari che si incrociano al centro formando una sorta di mirino. Le due estremità vengono fissate a cavallo della lesione con viti o malta di gesso e, quando la lesione si allarga, si allontanano reciprocamente causando lo spostamento delle lineette rosse, facilmente misurabile grazie al reticolo millimetrato.

Una versione leggermente migliorata, Gonios di Fessurimetri.it può rilevare anche l'inclinazione reciproca dei due blocchi murari.

Esistono tre versioni dei fessurimetri analogici: per pareti piane, per spigoli e pavimenti.


I fessurimetri elettronici funzionano secondo il medesimo principio ma il calibro trasparente è sostituito da un'asta estensibile munita di un sensore a ciascuna estremità per l'invio dei dati a una centralina elettronica via cavo o wi-fi. Il costo rispetto a un fessurimetro analogico è naturalmente superiore; tuttavia aumenta notevolmente anche la precisione di misura, mentre diminuisce la possibilità di errore a causa di una lettura imprecisa o uno sbaglio di trascrizione da parte di un umano.

Per il controllo delle deformazioni, ad esempio in caso di spanciamento per fenomeni di instabilità dovuti a un carico verticale non eccentrico, si usano invece i deformometri.

Sono strumenti formati da un'asta con montata a ciascuna estremità due testine con una punta conica, una fissa e l'altra libera di effettuare una certa rotazione attorno a uno speciale coltello, inserite nei forellini di appositi capisaldi in acciaio inox applicati alla struttura da monitorare.


Gli spostamenti orizzontali causati dall'aumento del fuori piombo delle pareti verticali sono rilevabili anche tramite appositi pendoli costituiti da un filo a piombo che si muove su una base munita di sensore e strumenti di misura analogici oppure digitali; mentre per registrare le variazioni dell'inclinazione di un piano, ad esempio nel caso di un avvallamento a pavimento, sono più indicati gli inclinometri.

L'estensimetro ad asta in fibra di vetro come il modello EA-FV/AI/IN di Boviar controlla invece lo spostamento reciproco tra uno o più punti situati lungo l'asse di un foro e la testa di riferimento installata all'imboccatura dello stesso: le sue applicazioni più caratteristiche, soprattutto se in configurazione multibase (cioè con più aste a profondità diverse) sono il rilievo dei cedimenti delle fondazioni, dei movimenti del terreno e delle deformazioni di scavi e trincee.
La centralina portatile VIBRA consente infine il monitoraggio costante e da remoto delle vibrazioni indotte da diverse attività umane come gli scavi delle gallerie, l'uso di esplosivi o il traffico veicolare e ferroviario, allo scopo di eseguire una valutazione oggettiva degli eventuali danni a edifici o infrastrutture.

Il suo uso è particolarmente vantaggioso se abbinato ad altri strumenti di monitoraggio, perché consente di stabilire una correlazione assai precisa tra il movimento delle lesioni o l'aggravamento dei dissesti e particolari condizioni ambientali come l'attività di cantieri edili in terreni confinanti o picchi di traffico veicolare particolarmente intensi.

Alcune indicazioni per un monitoraggio di emergenza

Se scoprite alcune lesioni sospette nella vostra casa o condominio, nell'attesa di installare strumenti più affidabili e precisi, è comunque possibile adottare alcuni accorgimenti empirici per un monitoraggio di emergenza: ovviamente questa operazione non sostituisce la consulenza di un tecnico specializzato (da contattare con urgenza) ma può fornire alcuni indicazioni qualitative e grossolane sull'evolversi della situazione.


Tale monitoraggio emergenza si esegue:

• sistemando a cavallo delle lesioni dei vetrini da microscopio, dei cocci di cristallo sottile o dei frammenti di una lastra da finestra in vetro semplice;
  
  
• segnando con una crocetta e la data dell'annotazione le due estremità delle lesioni, sia di una parete di calcestruzzo o muratura sia di una trave in legno.
  
  

I risultati migliori si ottengono combinando i due sistemi.

In questo modo, se una lesione si allunga o si allarga romperà i vetrini e oltrepasserà la crocette, fornendo un riscontro immediato del fatto che il dissesto è attivo.

Segnando inoltre l'allungamento della lesione a intervalli regolari, ad esempio di una settimana, si può avere anche una prima idea della velocità di aggravamento.

Una documentazione fotografica dell'evoluzione dei dissesti è infine estremamente utile per il tecnico incaricato del monitoraggio, che può farsi un'idea molto più accurata della situazione.