Diagnosi di elementi strutturali lignei mediante tomografia sonica per la valutazione dello stato di conservazione

Gli elementi strutturali lignei costituiscono spesso una parte importante del nostro costruito storico per quanto riguarda ad esempio solai e coperture della costruzione. Già nelle sue forme costruttive più semplici questo materiale e le tecniche impiegate di lavorazione e assemblaggio sono testimonianza, oltre che di conoscenze, sapienza di progetto ed esperienza artigianale, anche di valenze storiche, sociali, culturali, economiche che debbono essere tutelati e tramandati attraverso un’attenta conservazione materica. Alla luce della recente normativa tecnica italiana delle costruzioni e in particolare delle sue Linee Guida dedicate al patrimonio culturale, la diagnostica strutturale da condursi in sito, possibilmente secondo modalità non distruttive o micro-distruttive va ricoprendo un ruolo crescente; una opportuna diagnosi dell’oggetto permetterebbe di fornire al progettista conservatore quelle fondamentali informazioni per impostare un corretto progetto di manutenzione o di intervento. Per quanto riguarda il materiale ligneo, a fronte della disponibilità di un numero limitato di tali metodologie e tecniche diagnostiche, che per lo più ancora soffrono di limitazioni quali controversie sull’affidabilità delle interpretazioni ricavate dai dati acquisiti o il carattere puntuale dell’informazione registrata, si evidenzia la necessità di metodiche avanzate che, acquisendo dati su porzioni estese dell’elemento strutturale, consentano di produrre una visualizzazione dei dati più facilmente interpretabile, una conoscenza più estesa e possibilmente in termini quantitativi dello stato di conservazione dell’elemento ligneo. Il presente contributo, con riferimento alla tomografia sonica, una tecnica non distruttiva di derivazione geofisica e medica che recentemente è stata impiegata anche nell’ambito delle costruzioni murarie ma non ancora applicata ad elementi lignei in sito, riporta un lavoro di ricerca sperimentale condotta in laboratorio su una trave storica in legno di abete bianco da una capriata di copertura di un edificio esistente, allo scopo di quantificare l’estensione del danno e la sua gravità. Grazie ad un’opportuna progettazione dell’orientamento e numerosità dei percorsi di prova tomografica, preliminare alle acquisizioni, e attraverso la registrazione di variazioni del “tempo di volo” ossia della velocità di propagazione, nel mezzo tridimensionale, di impulsi elastici generati sulla superficie dell’elemento ligneo per mezzo di un martelletto, è possibile visualizzare mappe di velocità del segnale corrispondenti a sezioni dell’elemento convenientemente orientate. Le variazioni di velocità eventualmente registrate e presentate secondo una legenda colori, delimitano aree della sezione con diversa densità e proprietà meccanica, ossia in differenti stati di degrado. Dopo aver presentato i principi di funzionamento della tecnica tomografica, le fasi di progettazione della campagna di acquisizione dati e le procedure operative da adottarsi in sito, il contributo presenta i risultati sperimentali ottenuti mediante tomografia sonica in trasmissione del segnale lungo una sezione longitudinale della trave e lungo sezioni trasversali in zone di legno sano e degradato. L’affidabilità del metodo adottato per la diagnosi dell’elemento ligneo e la bontà dei risultati conseguiti vengono verificati attraverso l’ispezione visuale delle sezioni indagate compiuta ex-post attraverso autopsia della trave.