Controllo di qualità e monitoraggio dei rinforzi in FRP

Nell’ultimo decennio i materiali compositi fibrorinforzati (FRP) hanno avuto un interesse crescente negli interventi di rinforzo strutturale, legato principalmente alla semplicità di messa in opera, al loro minore peso e, soprattutto, alla loro elevata resistenza rispetto agli agenti corrosivi. Infatti, negli ultimi anni il totale degli investimenti realizzati a livello mondiale nel settore della ricerca dei materiali compositi FRP nel campo delle strutture civili, ha raggiunto circa un quarto di miliardo di dollari. D’altra parte, alcuni aspetti hanno limitato la diffusione delle applicazioni di tali materiali nella riabilitazione strutturale, tra cui: la mancanza di linee guida contenenti formule progettuali per il proporzionamento e la verifica dei rinforzi, l’assenza di indicazioni per il controllo di qualità degli interventi e la carenza di manodopera specializzata per tali tipi di applicazioni. Le Istruzioni CNR DT 200/2004 forniscono, a livello italiano, una risposta molto efficace a tali esigenze fornendo, oltre ad una struttura organizzata di formule e criteri di progetto per le diverse carenze strutturali, indicazioni dettagliate sulle procedure ed i metodi di controllo della qualità delle installazioni e di monitoraggio nel tempo. Il problema del controllo di qualità è infatti un aspetto fondamentale per una tecnologia innovativa come quella dei compositi FRP, la cui installazione presuppone la realizzazione in cantiere di una serie di operazioni e controlli. Tra i diversi metodi che consentono il controllo di qualità, rivestono un ruolo centrale le tecniche non invasive (NDE), che hanno suscitato l’interesse di molti ricercatori. L’affidabilità di queste tecniche influisce su due aspetti: ottimizzazione dell’installazione e raccolta di informazioni utili sull’esito degli interventi. Naturalmente la ricerca di un efficace controllo di qualità deve passare, poi, attraverso la formazione delle competenze di tutti gli attori che entrano in gioco nel processo, a partire dai produttori, ai progettisti, alle manovalanze operanti ed agli operatori che eseguono i controlli. Tra gli aspetti innovativi delle Istruzioni CNR DT 200/2004 può essere senz’altro annoverato il fatto che esse affrontano in maniera sistematica il controllo di qualità nelle varie fasi esecutive dell’installazione, dalla preparazione del substrato all’applicazione vera e propria fino al suo monitoraggio a lungo periodo. Tra le linee guida esistenti a livello internazionale prima delle Istruzioni un posto certamente di rilievo va riconosciuto al fib bulletin 14. In esso sono descritte le procedure da seguire per ottenere una buona applicazione degli FRP, e sono specificate le operazioni da effettuare, a partire dalla preparazione del substrato fino all’applicazione del rinforzo e alla predisposizione di uno strato di finitura, distinguendo tra sistema “wet-lay-up” e sistema “pre-cured”; è descritta anche la fase di controllo di qualità e sono fornite per i produttori le prescrizioni sui materiali. Si richiede, inoltre, che sia certificata la competenza degli operatori e che tutte le fasi di applicazione, nonché le condizioni ambientali nelle quali si va ad operare siano controllate. Dopo l’applicazione possono poi essere realizzati prove parzialmente distruttive e non distruttive, che servono a verificare la qualità dell’aderenza tra rinforzo e substrato. Tra quelli non distruttivi si fa riferimento a prove con ultrasuoni e termografia, lasciando la possibilità di utilizzare altri prove, che in futuro possano rivelarsi validi. Si richiede poi la predisposizione di un piano di manutenzione e controllo dell'opera. Il documento ACI 440 sul rinforzo esterno con FRP riporta anch’esso una descrizione dettagliata delle procedure da seguire per realizzare l'intervento e vengono fornite, come nella normativa fib, prescrizioni sui materiali, che vanno certificati dai produttori sulla base di prove sperimentali di laboratorio e sulla base di osserva...