Analisi non distruttive

Materiali e Nuove Tecnologie
ANALISI NON DISTRUTTIVE
Le analisi non distruttive (AnD) consentono di conoscere le caratteristiche
strutturali dei materiali sottoposti a indagine senza alterarne l’integrità,
mantenendo cioè intatta la loro funzionalità. Costituiscono lo strumento
per poter diagnosticare in anticipo le cause di guasti e malfunzionamenti delle opere realizzate dall’uomo.
L’ENEA ha sviluppato nel corso degli anni notevoli conoscenze nel
settore delle analisi non distruttive di materiali e componenti di cui
bisognava assicurare l’integrità e l’affidabilità, dato il valore (costo
materiale, costo lavorazione) o i rischi ad essi connessi.
L’Ente dispone oggi di un gran numero di infrastrutture tecnologiche
avanzate che utilizza, oltre che a scopo di ricerca, anche a supporto di
industrie, società di servizio, operatori pubblici e privati impegnati in
attività di innovazione tecnologica finalizzate al miglioramento
dell’efficienza di produzione e della qualità dei prodotti, alla sicurezza
di esercizio di macchine e impianti, alla conservazione del patrimonio
artistico, di quello edilizio e più in generale alla sicurezza nei confronti
dell’uomo e dell’ambiente.
La strumentazione e le competenze disponibili, in termini sia di
metodologie utilizzate sia di capacità professionali, consentono di
affrontare e sviluppare efficacemente attività di analisi di particolare
complessità e innovazione. Disponendo di pressoché tutte le tecnologie
oggi disponibili, l’ENEA è in grado di affrontare, ad ampio spettro, le
problematiche di controllo non distruttivo attraverso la ricerca e lo
sviluppo di nuove soluzioni ricorrendo, ove necessario, anche all’impiego
di tecniche di analisi incrociate.
I principali settori in cui l’Ente impiega le analisi non distruttive sono:
• industriale
• civile
• salvaguardia del patrimonio artistico.
Laboratorio analisi non distruttive del Centro Ricerche ENEA Casaccia (RM)
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ANALISI NON DISTRUTTIVE
Settore industriale
L’ENEA fornisce servizi scientifico-tecnologici per la
diffusione dei metodi di analisi non distruttive in
settori industriali in cui siano coinvolti aspetti di
sicurezza, per l'uomo e per l'ambiente, e di garanzia
della qualità del prodotto.
L’Ente sviluppa sistemi per la diagnosi difettologica
basati su metodi sia tradizionali sia innovativi, aventi
caratteristiche di elevata affidabilità, che vengono
utilizzati nella messa a punto dei processi di produzione, nei controlli di qualità del prodotto e per
l'ispezione in servizio di componenti di impianto.
Offre anche servizi di qualificazione del personale, di
sistemi e di prodotti impiegati nelle AnD; allo scopo
dispone di un archivio difettologico e di una corrispondente banca dati. L’Ente partecipa a diversi
progetti europei per lo sviluppo e l’applicazione di
metodologie e tecnologie diagnostiche avanzate.
Le principali attività sono legate alle seguenti metodologie:
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esami visivi
interferometria olografica
liquidi penetranti
correnti indotte
radiografia
termografia
ultrasuoni
ricerca fughe.
Bunker radiografico
del Centro Ricerche ENEA Trisaia (MT) dotato di:
apparecchio radiografico 20÷450 kV/15 mA;
potere penetrazione 120 mm Fe;
sistema movimentazione: tubo x-y-z;
sistema movimentazione oggetti: fino a 1000 kg
Settore civile
La conoscenza dello stato di degrado delle strutture edilizie e dei materiali che le costituiscono è di fondamentale importanza ai fini della
corretta elaborazione di un progetto di recupero o mantenimento.
L’ENEA dispone di un centro di diagnostica strutturale dotato di
strumentazione all’avanguardia e di personale altamente qualificato per
svolgere attività di controllo e diagnosi dello stato di conservazione di
strutture edilizie, nonché di strumenti informatici di supporto alla
progettazione di interventi di recupero e
manutenzione. L’Ente è in grado di eseguire:
•
•
•
•
•
•
rilievi e mappature del degrado
controlli non distruttivi o semidistruttivi
su manufatti
caratterizzazione statica e dinamica
delle strutture
monitoraggio ambientale e strutturale
prospezioni geofisiche
analisi e prove di laboratorio su materiali
e componenti.
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Laboratorio mobile utilizzato per indagini ed
acquisizioni in campo in ambito civile
ANALISI NON DISTRUTTIVE
Le tipologie di analisi che vengono effettuate sono:
-
rilievi fotogrammetrici
indagini termografiche
prospezioni radar
indagini ultrasoniche
monitoraggio strutturale
prove con martinetti piatti
prove ambientali.
L’Ente dispone anche di una unità mobile per svolgere indagini ed
acquisizione di dati in campo e di strumenti informatici avanzati per il
supporto alla diagnosi dello stato di fatto di patrimoni edilizi esistenti e
per la gestione del processo manutentivo e di recupero.
Salvaguardia del patrimonio artistico
L'Italia possiede circa il 40% delle opere di valore artistico e storico di
tutto il mondo. Ciò conferisce al nostro Paese una posizione di privilegio,
ma nel contempo lo investe della grave responsabilità di tutelare adeguatamente tale inestimabile patrimonio. La salvaguardia delle opere
d'arte, oltre a costituire un debito
intellettuale nei confronti del resto
del mondo, riveste fondamentale
importanza per preservare e valorizzare una notevole risorsa economica
derivante dal flusso turistico culturale.
Da un ventennio l’ENEA è impegnato
in attività volte alla conoscenza,
tutela e conservazione del patrimonio
artistico e culturale del Paese.
Partendo dal grande bagaglio tecnologico sviluppato in campi collegati
all’energia, l’Ente ha iniziato, a fianco
degli esperti del settore dei beni culturali, un processo di adattamento e
orientamento delle proprie conoscenze
tecnologiche alla nuova tipologia di
Laboratorio mobile per indagini
domanda che da quel settore provein campo su opere d’arte
niva, sperimentando nel contempo
nuove tecnologie analitiche.
Oggi l’ENEA mette a disposizione del Paese competenze avanzate,
tecnologie analitiche altamente sofisticate, strutture di prova complesse,
capacità di elaborazione e interpretazione dei risultati. Con esse l’Ente
effettua indagini e interventi per conto di organismi del Ministero per i
Beni e le Attività Culturali, di Enti locali, di istituzioni pubbliche e di
privati o a scopo di ricerca nell’ambito di programmi nazionali e internazionali con partner italiani e stranieri.
L’ENEA, oltre che nello sviluppo, si adopera anche nel trasferimento di
tali tecnologie e conoscenze a tutti coloro che operano nel settore.
Molti degli interventi che l’ENEA opera nel settore dei beni culturali
consistono o si basano su indagini diagnostiche finalizzate allo studio e
alla salvaguardia di tali beni.
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ANALISI NON DISTRUTTIVE
L’Ente effettua:
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•
•
•
•
indagini sulla struttura delle opere
caratterizzazione dei materiali utilizzati
comprensione della tecnica costruttiva
studi sulla genesi delle opere
determinazione dello stato di conservazione
individuazione dei fattori di danno e comprensione delle correlazioni
causa-effetto.
Le diagnosi condotte dall’ENEA consentono, pertanto, non solo di
suggerire interventi mirati per il restauro delle opere ma anche di dare
un contributo alla conoscenza delle tecniche utilizzate dall’artista e alla
ricostruzione dei processi creativi del passato. Le tecniche necessarie
per un intervento diagnostico sono molteplici e richiedono diverse
competenze specialistiche. Raramente l’applicazione di una singola
tecnica diagnostica è in grado di fornire dati completi; quasi sempre
bisogna ricorrere all’utilizzo di più tecniche analitiche. Inoltre, per una
corretta e completa interpretazione dei risultati è necessaria l’elaborazione di modelli matematici e l'utilizzo di software sofisticati di trattamento ed elaborazione dei dati. L’ENEA possiede queste risorse e le
mette a disposizione del Paese.
Gli interventi diagnostici che l’Ente effettua riguardano:
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•
•
bronzi
lapidei
dipinti su tavola e tela
affreschi e pitture murali
ceramiche
mosaici
edifici e paramenti lapidei.
Sino ad oggi sono stati effettuati circa 1000 interventi
commissionati da Soprintendenze, Musei, Enti Locali,
Fondazioni e privati.
Per quanto riguarda i dipinti,
sono state studiate alcune
centinaia di opere su tela,
tavola, affreschi ecc.; l'elevato numero di punti di misura
(oltre 12 milioni) ha permesso
di realizzare la più vasta
banca dati a livello europeo
sulle misure di fluorescenza ai
raggi x per l'individuazione
dei pigmenti utilizzati.
Indagini mediante
fluorescenza ai raggi x
del Pontormo Certosa del Galluzzo
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ANALISI NON DISTRUTTIVE
Metodologie di indagine
Esami visivi
Principio - Il metodo utilizza le onde
elettromagnetiche nella banda del
visibile e apparati di ripresa delle
immagini al fine di rilevare anomalie
superficiali o eseguire controlli
dimensionali.
Applicazioni - Rilevamento difetti di
ossidazione, corrosione, erosione,
impatto e criccatura su superfici
Laboratorio esami visivi. Profilometro laser
esterne e interne (endoscopia).
Controlli dimensionali con telemetria
optoelettronica, profilometria e rugosimetria laser.
Interferometria olografica
Principio - Controllo basato sul fenomeno di interferenza ottica che si verifica
sovrapponendo due immagini di un oggetto illuminato da una sorgente
monocromatica e coerente (luce laser), la cui superficie si deforma impercettibilmente, nella direzione di osservazione, quando gli viene imposta una
sollecitazione. Consente di rilevare anomalie strutturali e funzionali di materiali
e componenti. Può essere utilizzato su qualunque tipo di materiale.
Applicazioni - Controlli strutturali di recipienti in pressione. Controllo della
planarità delle superfici. Controllo dei difetti di scollamento in strutture sandwich
e a nido d'ape. Analisi degli sforzi nei materiali.
Liquidi penetranti
Principio - Il metodo si fonda sulla
capacità dei liquidi di penetrare per
capillarità in piccole fessure, grazie
alla bassa tensione superficiale.
Esso consente di rivelare sottili
discontinuità e difetti superficiali.
Possono essere esaminati tutti i tipi
di materiale ad eccezione di quelli
porosi.
Applicazioni – Rilevamento di difetti
di fabbricazione (giunti freddi, cricche da ritiro, criccature da tempra
e di lavorazione meccanica) e di
servizio (cricche da fatica, tensocorrosione ecc.). Controlli delle
saldature e dei trattamenti termici
dei metalli.
Radiografia
Principio - Quando i raggi x o γ
(onde elettromagnetiche ad alta
Dispositivo per analisi con liquidi penetranti
energia) attraversano un oggetto,
vengono assorbiti in funzione dello
spessore e della densità della materia attraversata. La presenza di un’anomalia
di densità all’interno dell’oggetto è evidenziata dalla variazione di attenuazione
di tali radiazioni. Il metodo è in grado di rilevare difetti di tipo volumetrico
(vuoti, inclusioni) o planare (cricche). Scegliendo opportunamente l’energia, è
possibile ispezionare quasi tutti i materiali: i campi di applicazione risultano,
pertanto, molto ampi.
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ANALISI NON DISTRUTTIVE
Applicazioni – Controllo di saldature, getti,
prodotti stampati, fucinati, materiali plastici, compositi, componenti di costruzioni
civili ecc. Per particolari applicazioni vengono utilizzati sistemi in grado di fornire
un'alta definizione dell'immagine (sistemi
radiografici microfuoco che consentono di
rilevare difetti di pochi micron) o che consentono la ricostruzione di sezioni radiografiche dell'oggetto (tomografia assiale
computerizzata).
Termografia
Principio - Il metodo si basa sul rilevamento
delle onde elettromagnetiche nella banda
dell'infrarosso emesse dai corpi in funzione
della loro temperatura. Il test consiste
nella misura della distribuzione superficiale di temperatura di
Impianto Rx microfuoco con un materiale a seguito
rilevatore tomografico di una sollecitazione
di origine termica.
Eventuali anomalie presenti in tale distribuzione sono indice di un possibile difetto. È in grado di rilevare anomalie
strutturali e funzionali di materiali, componenti e strutture
complesse. Può essere utilizzato su qualunque tipo di
materiale con qualche difficoltà per i buoni conduttori.
Applicazioni - In campo automobilistico per lo studio e la
messa a punto di motori, lunotti termici, freni ecc. Nel settore siderurgico per la determinazione di profili termici di
getti e dei rivestimenti refrattari dei forni. Nell’edilizia, col
vantaggio di tempi di indagine ridotti, consente di identificare la presenza di differenti materiali e di eventuali disomogeneità (tamponature, distacco di intonaci, presenza di
impianti, presenza e diffusione umidità) negli immobili
oggetto di analisi. Nel settore elettrico per la rilevazione di
malfunzionamenti di componenti elettrici ed elettronici.
Nel campo artistico per il rilevamento degli scollamenti
negli affreschi e dei ripensamenti nei dipinti. In campo
aeronautico per il controllo dei materiali compositi.
Indagine
termografica
Correnti indotte (eddy current)
Principio - Il metodo si basa sull'analisi
della perturbazione che un campo elettromagnetico, generato da correnti
alternate, subisce quando interagisce
con una anomalia, strutturale o geometrica, presente all'interno di materiali
conduttori. Consente di rilevare difetti
superficiali e sub-superficiali quali: cricche da ritiro, da fatica, da tensocorrosione ecc. Possono essere esaminati
tutti i materiali conduttori, tipicamente i
metalli. È possibile effettuare l’analisi
anche di parti in movimento (per es. di
pezzi in uscita da macchinari quali laminatoi o trafile), garantendo sempre elevate sensibilità e affidabilità.
Laboratorio correnti indotte. Sistema di controllo ZETEC
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ANALISI NON DISTRUTTIVE
Applicazioni – Controllo di anomalie nei materiali metallici (disomogeneità delle
leghe e dei trattamenti termici). Rilevamento di difetti superficiali e subsuperficiali del tipo cricche, inclusioni ecc. Controllo di spessori di riporti sottili di
materiali aventi caratteristiche di conduttività differenti. Controllo della
riduzione di spessore causata da corrosione.
Ultrasuoni
Principio - Il metodo è basato sui fenomeni della riflessione e diffrazione che
un'onda acustica ultrasonora subisce quando, viaggiando all'interno di un
materiale, incontra un ostacolo alla sua propagazione. Consente di rilevare
difetti anche profondi sia di tipo volumetrico (inclusioni e bolle) che planare
(cricche e delaminazioni). Possono essere esaminati tutti i tipi di materiali
purché compatti e a grana fine quali: metalli, plastiche, legno, compositi ecc.
Applicazioni - Controllo difettologico di saldature, fusioni, laminati, fucinati,
stampati, materiali compositi, plastici, ceramici. Caratterizzazione dei materiali.
Misura delle caratteristiche elastiche dei materiali. Controllo di spessori.
Ispezione subacquea di strutture off-shore. Controllo dell’integrità strutturale
di manufatti lapidei, in calcestruzzo, in legno. Ispezione di murature fino a 3 m
di spessore. Definizione della resistenza meccanica del calcestruzzo e del suo
tempo di maturazione tramite misure comparative. Verifica delle caratteristiche
dell’inerte.
Sistema C-SCAN (microscopio acustico a scansione)
ad ultrasuoni del Centro Ricerche ENEA di Brindisi
Ricerca fughe
Principio - La necessità di garantire la massima tenuta di un recipiente in pressione o sotto vuoto ha portato allo sviluppo di molte tecniche di controllo in
grado di individuare la posizione e quantizzare l’entità della fuga. Tali tecniche
si basano sul principio che, in presenza di una discontinuità passante all’interno
di una parete che separa due ambienti a pressione differente, il fluido a
pressione maggiore passa in quello a pressione minore. La rilevazione della
perdita viene eseguita con varie metodologie: misura della caduta di pressione;
liquidi a bassa tensione superficiale (bolle di sapone); rilevatori di alogeni;
spettrometria di massa con elio (metodo con maggiore sensibilità).
Applicazioni – Impiego prevalente nell’industria chimica, nucleare ed elettronica.
Controlli di tenuta di serbatoi in impianti ad alto rischio; controllo delle reti di
distribuzione di fluidi critici quali gas, petrolio; ricerca fughe nelle reti di distribuzione dell'acqua potabile e in impianti sotto vuoto.
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ANALISI NON DISTRUTTIVE
Archivio difettologico
L'archivio difettologico ENEA è formato da un parco di componenti
e simulacri di impianti contenenti difetti artificiali e naturali, precedentemente caratterizzati, e da una banca dati che custodisce le
caratteristiche dei materiali, le procedure di ispezione ed i risultati
degli esami. L'archivio costituisce, insieme alla strumentazione di
controllo, un'ideale palestra di addestramento per la formazione di
operatori di analisi non distruttive.
Rilievi fotogrammetrici
Esame ultrasonoro su un simulacro
dell’archivio difettologico
Principio - La fotogrammetria, eseguita mediante il rilievo topografico, la
digitalizzazione, il raddrizzamento (secondo un modello matematico) e la restituzione delle immagini, permette l'acquisizione delle dimensioni geometriche e
di tutte le informazioni (per es. particolari costruttivi quali mattoni, infissi,
pietre, malta ecc.) relative alla struttura esaminata.
Applicazioni - Identificazione dettagliata e completa di strutture edilizie e, in
particolare: planimetria, sezioni, prospetti, ricostruzione 3D, tematizzazione
dei materiali e analisi del degrado dell'edificio.
Prospezione radar
Principio - Metodologia di indagine geofisica applicabile a qualsiasi mezzo
denso a bassa conducibilità (in particolare a sottosuolo, manufatti, strutture
murarie ecc.), che consente l’acquisizione di informazioni della struttura interna
del mezzo indagato. Il radar è un’apparecchiatura ricetrasmittente in grado di
inviare impulsi elettromagnetici e di ricevere l’eco riflesso
dalle superfici di discontinuità di materiali a differente
caratteristica dielettrica presenti all’interno del mezzo
indagato (stratificazioni di materiali, fratturazioni, cavità
ecc.). Particolari caratteristiche distintive della metodologia:
velocità di esecuzione, elevata probabilità di rilevazione degli
oggetti nascosti, elevata risoluzione e precisione di
localizzazione.
Applicazioni - Prospezioni nel sottosuolo per: la ricerca di
preesistenze archeologiche; l’individuazione e mappatura
delle reti dei sottoservizi; la ricerca di cavità superficiali.
Studio della consistenza di murature di grosso spessore.
Rilievo dello stato di usura delle pavimentazioni stradali.
Rilievo dell’omogeneità e della presenza dei ferri di armatura
nelle strutture in calcestruzzo.
Monitoraggio strutturale
Il monitoraggio delle strutture viene eseguito per verificarne il comportamento nel tempo. Mediante periodi brevi di monitoraggio si caratterizza la struttura in tempo reale (generalmente con sollecitazioni imposte) oppure si analizza
la risposta della struttura durante il suo normale ciclo di vita (generalmente
basandosi sui microsismi locali). Spesso, in mancanza di sufficienti sollecitazioni esterne, vengono utilizzati sistemi diversi per imprimere sollecitazioni alle
strutture sottoposte ad indagine. L’ENEA effettua:
• Misure accelerometriche
Principio - L’analisi può essere eseguita sia registrando direttamente la
risposta alle sollecitazioni di esercizio (microsismi dovuti al traffico), sia
sottoponendo la struttura a vibrazioni forzate, utilizzando un martello
strumentato o una vibrodina e registrandone la risposta. I dati sperimentali
acquisiti dagli accelerometri, collocati in determinati punti della struttura,
vengono elaborati mettendo in relazione i valori di sollecitazione impressi
con i valori di risposta della struttura, correlati con codici di calcolo a
elementi finiti.
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Prospezione georadar
ANALISI NON DISTRUTTIVE
• Misure con trasduttori di spostamento
Principio - L’analisi viene eseguita registrando con trasduttori di spostamento la risposta alle sollecitazioni di esercizio (microsismi) e le variazioni
di essa nel tempo, in determinati punti della struttura dove sono previste le
massime deformazioni. I dati acquisiti vengono elaborati mettendo in relazione i valori di sollecitazione impressi alla struttura con i valori di risposta
delle deformazioni e/o fratture, correlati con codici di calcolo a elementi
finiti.
• Misure estensimetriche
Principio - Dopo aver effettuato un adeguato rilievo del manufatto da esaminare e definito lo schema statico della struttura, si provvede alla definizione del quadro fessurativo e delle eventuali anomalie geometriche presenti. Nella rappresentazione del quadro fessurativo si riportano le indicazioni relative alla distanza fra i lembi interni delle lesioni e le direzioni principali degli spostamenti relativi (traslazioni nelle tre direzioni principali e le
tre rotazioni). Tali dati vengono rilevati attraverso l’utilizzo di trasduttori
elettrici che trasformano variazioni di lunghezza in variazioni di resistenza
e quindi di differenza di potenziale (Volt), facilmente misurabili. Tali dispositivi, opportunamente posizionati e protetti, consentono la registrazione
analogica in continuo del movimento della lesione. Al termine della definizione del quadro fessurativo, si interpretano i risultati ottenuti al fine di
valutare la presenza di un eventuale stato di dissesto strutturale con le relative cause.
• Misure di forza
Principio - I dati sperimentali acquisiti dai trasduttori di forza, collocati in
determinati punti della struttura, vengono elaborati mettendo in relazione i
valori di sollecitazione impressi con i valori di risposta della struttura,
correlati con codici di calcolo a elementi finiti. I trasduttori di forza misurano
compressione, trazione e forze di impatto in applicazioni da laboratorio o
industriali.
Applicazioni - Caratterizzazione dinamica e rilievo di fratture e/o deformazioni su edifici e monumenti sottoposti a vibrazioni dovute a traffico urbano, ferroviario di superficie e in galleria. Risposta reale degli edifici e dei
monumenti a un eventuale evento sismico. Degrado strutturale dei manufatti nel tempo. Validazione di calcoli strutturali.
Prove con martinetti piatti
Principio - Le prove con martinetti piatti vengono eseguite in situ
in due fasi distinte. Nella prima fase viene utilizzato un solo
martinetto per valutare lo stato di sollecitazione. Individuati due
punti di riferimento posti sulla superficie della muratura, si
esegue un taglio che provoca un rilascio delle tensioni nella
muratura e un conseguente ravvicinamento dei lembi del taglio.
Misurata la nuova distanza tra i due punti (inferiore a quella
precedente), si inserisce all’interno del taglio un martinetto piatto.
La pressione esercitata dal martinetto per riportare al valore
iniziale la distanza tra i due punti di riferimento rappresenta la
sollecitazione preesistente nella muratura. Nella seconda fase si
Prova con martinetti piatti
inserisce parallelamente al primo un secondo martinetto in modo
da delimitare un campione di muratura di dimensioni apprezzabili da sottoporre a sollecitazione monoassiale. Il campione consente, attraverso la contemporanea misura delle deformazioni e delle pressioni esercitate dai martinetti,
di determinare i valori del modulo di deformabilità per diversi livelli di sollecitazione. Il carico applicato alla muratura dai due martinetti può essere progressivamente incrementato sino all’insorgere delle prime lesioni in modo da
determinarne la resistenza a compressione.
Applicazioni - Determinazione dei parametri di deformabilità e resistenza della
muratura nel suo complesso: compressione verticale esistente; modulo elastico
in direzione verticale e orizzontale; resistenza a compressione.
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ANALISI NON DISTRUTTIVE
Prove ambientali
Le prove ambientali consentono di stabilire l’affidabilità e le prestazioni nel
tempo di materiali e componenti esposti a particolari condizioni ambientali.
L’ENEA dispone, a tale scopo, delle seguenti camere climatiche, tutte conformi
alle normative CE e gestite da PC in ambiente Windows con l’utilizzo di un
software di acquisizione, visualizzazione e gestione dei dati di prova:
•
•
•
•
camera
camera
camera
camera
climatica per prove di gelività
climatica per prove ambientali
umidostatica
per prove di “dry corrosion”.
Camera climatica per prove di gelività
Camera umidostatica
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ANALISI NON DISTRUTTIVE
Esempi di interventi
Settore industriale
Controllo automatico con correnti indotte
delle saldature laser dei coperchi dei superconduttori
delle bobine della macchina per fusione ITER effettuate
presso RTM (TO): 1) sezione della bobina ITER;
2) strumento e.c.; 3) braccio antropomorfo;
4) testa di misura
•
Controllo con correnti indotte delle
saldature laser dei coperchi dei
superconduttori delle bobine della macchina per fusione ITER (International
Thermonuclear Experimental Reactor) Le prove, condotte all'RTM di Vico
Canavese (TO) ed all'Ansaldo di
Genova, hanno mostrato un'elevata
affidabilità del controllo. Sono stati
collaudati 1500 metri di saldatura laser.
•
Controllo con correnti indotte in linea di
produzione di tubi di alluminio di piccolo
diametro e piccolo spessore, destinati
all'impiego nell'industria frigorifera, ai
quali viene richiesta l'assenza di difetti
sull’intera lunghezza. Il sistema di
controllo è stato progettato, realizzato
e montato in linea di produzione alla
ALURES di Porto Vesme (CA).
•
Controllo in linea di saldature laser su
lamiere di acciaio con un sistema automatico ultrasonoro - Nell'ambito di una
commessa del Progetto FASP (Flexible
Automation in Ship Prefabrication)
riguardante lo studio di fattibilità per
un sistema di controllo di saldature
laser su lamiere navali di acciaio eseguite dalla Fincantieri di Trieste è stato
progettato, realizzato e qualificato un
sistema automatico di controllo ultrasonoro basato sulla tecnica TOFD (Time
Of Flight Diffraction).
Prototipo del sistema di controllo di produzione
(con correnti indotte) di tubi di alluminio durante il
funzionamento in linea sull'impianto di Porto Vesme (CA)
•
Controllo automatico della
usura dei cavi di trazione
elettrica ferroviaria con
tecniche di telerilevamento In
collaborazione
con
MER-MEC di Bari e l'Ente
Ferrovie è stato progettato
e provato in laboratorio un
sistema di controllo automatico in grado di lavorare
a distanza di sicurezza dai
cavi
di
alimentazione
senza, pertanto, richiedere
l'interruzione del servizio.
Prototipo del sistema automatico ultrasonoro
messo a punto per il controllo in linea di saldature
laser su lamiere di acciaio durante prove
in laboratorio
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ANALISI NON DISTRUTTIVE
• Determinazione di difetti in protesi in materiale ceramico e dell’integrazione nei tessuti biologici - La radiografia microfuoco, accoppiata
con l’elaborazione delle immagini e la tomografia, ha permesso di
stabilire: la presenza di difetti in protesi in materiali bio-compatibili
(zirconia, titanio ecc.); l’aderenza tra protesi e interfaccia; l’assorbimento della protesi nella struttura ossea.
•
Ispezione di palette di turbina per uso aeronautico - L’analisi, effettuata (per conto di un’industria nazionale) in tempo reale mediante
radiografia microfuoco, digitalizzazione delle immagini, verifica dei
difetti in banca dati, analisi dimensionale dei fori di lubrificazione o
raffreddamento, si è dimostrata un valido supporto per la qualifica
di componenti vitali per la sicurezza dell’aereo.
• Messa a punto di metodi di controllo di scambiatori di calore di
nuova generazione – Il progetto Bayhex prevede l’utilizzo di controlli incrociati (radiografici, topografici e con ultrasuoni) per rilevare
difetti molto piccoli (50-70 mm) su tali scambiatori che utilizzano
tubi in materiali ceramici (es.: carburo di silicio, SiC).
Visualizzazione di cricche artificiali
su tubo in carburo di silicio (SiC)
Visualizzazione della sezione
trasversale di una cricca artificiale
su tubo in carburo di silicio (SiC)
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ANALISI NON DISTRUTTIVE
Settore civile
•
Indagini non invasive del sottosuolo con prospezione radar per
l’individuazione di una antica fontana in pietra di forma circolare Cattedrale di S. Sabino e Mausoleo di Boemondo d’Altavilla - Canosa
di Puglia (BA) - L’indagine era diretta alla ricerca di una fontana in
pietra, presumibilmente di forma circolare, risalente al periodo
romano imperiale. Le informazioni storiche in possesso dell’ufficio
tecnico comunale davano solo una vaga indicazione circa la dislocazione e la profondità nel sottosuolo del reperto, per cui è stato
necessario scansionare un’area di terreno assai più estesa rispetto
alle dimensioni del reperto stesso.
Al disotto del piano strada, a una profondità compresa tra 40 e 400 cm,
nessuna fra tutte le scansioni radar effettuate ha rilevato la presenza
di un oggetto identificabile con la fontana, oggetto di ricerca.
•
Indagini non invasive con prospezione radar per l’individuazione di
strutture e cunicoli ubicati nelle mura del Castello Svevo - Bari Le indagini conoscitive erano dirette all’individuazione e caratterizzazione di strutture, cavità e cunicoli presenti all’interno delle mura
del Castello Svevo di Bari, in particolare alla base del fossato che
circonda il castello. Le attività di prospezioni geofisiche condotte
sono state volte al ritrovamento dei corridoi di contramina ubicati
nelle mura del castello (cortine Ovest, Sud, Est), e di eventuali strutture di epoca sveva.
•
Indagini conoscitive per il recupero urbano: due esempi nel Comune
di Rotondella (MT) - “Palazzo D’Alessandro” e “Mercato Coperto” La campagna sperimentale è stata effettuata nell’ambito di un
accordo di collaborazione stipulato con il comune di Rotondella.
Si è deciso di intervenire su due edifici: il “Palazzo D’Alessandro” e
l’ex “Mercato Coperto”, entrambi parzialmente utilizzati con conseguente degrado. I due manufatti sono ubicati nel centro storico; il
primo, Palazzo D’Alessandro, è un edificio del XVIII sec. realizzato in
muratura irregolare con copertura a volta al piano terra e solai lignei
ai piani superiori. Il secondo, l’ex Mercato Coperto, è stato realizzato
nei primi anni 70 del secolo scorso ed è costituito da una struttura
in cemento armato con tamponatura in laterizio faccia a vista.
Le analisi, finalizzate alla conoscenza del sito e all’individuazione e
mappatura del degrado, sono state condotte tramite rilievo topografico,
rilievo fotogrammetrico, analisi termografica e dei materiali.
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ANALISI NON DISTRUTTIVE
a
b
c
d
Intervento sul Palazzo d’Alessandro di Rotondella (MT):
a - Immagine del prospetto del palazzo realizzata con macchina metrica
b - Immagine raddrizzata con metodo analitico tramite punti di controllo
c - Prospetto elaborato al CAD mediante il rilievo topografico diretto e la restituzione
vettoriale fotogrammetrica con l’analisi dello stato attuale del degrado
d - Prospetto con individuazione dei materiali
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ANALISI NON DISTRUTTIVE
Salvaguardia del patrimonio artistico
•
Il gigante dell'Appennino,
statua del Giambologna
realizzata con struttura
mista in pietra, laterizi e
ferro - Intervento effettuato
per la Sopraintendenza
per i beni Ambientali ed
Architettonici delle province
di Firenze e Pistoia, con
tecniche
endoscopiche,
“eddy current” e termografiche. Esso ha consentito
di rilevare danneggiamenti
a superfici e intonaci, di
definire l'impianto idrico
originario e di studiare il
sistema di ancoraggi e
tiranti in ferro che sostengono la testa aggettante.
•
La
Chimera
d'Arezzo,
bronzo etrusco del IV
Gigante dell’Appennino del Giambologna
secolo a.C. - Intervento
effettuato sotto il patrocinio della Sopraintendenza Archeologica della Toscana, con tecniche
endoscopiche, “eddy current”, termografiche, olointerferometriche e
di fluorescenza Rx. Esso ha contribuito alla valutazione più accurata
della datazione dell'opera, ha messo in luce la tessitura delle
armature in ferro interne alla fusione, le disomogeneità della lega
costituente la statua, gli assottigliamenti locali di spessore e
l'estensione delle cricche propagantesi dal vistoso rattoppo sul fianco
sinistro.
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7
Vista del lato destro della Chimera d’Arezzo riportante
le indicazioni delle anomalie rilevate
15
ANALISI NON DISTRUTTIVE
Chiostro di S. Chiara
•
Chiostro di S. Chiara di Primario Gagliardo (1310 - 1340) - Napoli Indagine eseguita mediante l’infrarosso termico nel tentativo di
evidenziare precocemente il deterioramento delle maioliche costituenti il rivestimento del chiostro dovuto allo sviluppo di licheni al di
sotto dell’invetriatura. Le immagini registrate sono state elaborate
con opportuno software allo scopo di esaltarne il contrasto.
L’indagine ha permesso di evidenziare alcuni distacchi dell’invetriatura non altrimenti visibili.
•
Amore sacro e amore profano, dipinto di Tiziano Vecellio del 1515 Roma, Galleria Borghese - In occasione del restauro del dipinto la
Soprintendenza ai Beni Artistici e Storici di Roma ha proceduto alla
raccolta del maggior numero di informazioni possibili relative alle
caratteristiche tecniche ed esecutive dell’opera. L’intervento ENEA si
collocava in tale prospettiva ed era finalizzato soprattutto allo
studio mediante fluorescenza x di alcune patine brune di dubbia
interpretazione soprastanti le campiture verdi.
Il dipinto Amore sacro e amore profano di Tiziano durante le analisi
mediante fluorescenza ai raggi x
UNITÀ TECNICO-SCIENTIFICA MATERIALI E NUOVE TECNOLOGIE
ENEA - Centro Ricerche Casaccia - Via Anguillarese, 301 - 00060 S. Maria di Galeria (Roma)
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