In questo articolo andremo a parlare delle indagini non distruttive mediante prove ultrasoniche, fornendo i concetti base per comprendere questa tipologia di prove non distruttive.
Le prove ultrasoniche si eseguono molto spesso sulle strutture in conglomerato cementizio armato per valutare le proprietà meccaniche del materiale, in particole il modulo di elasticità (E).
Le indagini non distruttive mediante prove ultrasoniche sono caratterizzata dall’ emissione delle onde P ovvero onde di compressione e dalle onde S ovvero onde di taglio.
Le onde P sono caratterizzate dal fatto che si possono propagare in tutti i materiali e, allo stesso tempo, il moto delle particelle di cui sono composte segue la direzione di trasmissione.
Le onde di taglio, chiamate onde S, si muovono in maniera ortogonale al fronte d’onda e si propagano esclusivamente nei materiali aventi rigidezza al taglio.
Le prove, proprio perché denominate ultrasoniche, hanno frequenze superiori al campo udibile, tipicamente per questa tipologia di indagini le frequenze vanno da 20 Khz ai 150 kHz.
Queste indagini risultano poco distruttive in quanto necessitano solamente della rimozione dell’intonaco che ricopre l’elemento, riducendo al minimo l’impatto sulla struttura dell’edificio.
La strumentazione più tipicamente utilizzata è composta da due sonde, una emittente ed una ricevente.
La sonda emittente ha il compito di emettere impulsi ad una frequenza prestabilita, mentre la seconda ha il compito di captare tali impulsi.
Il parametro che viene misurato è il tempo di trasmissione t, ovvero il tempo impiegato dalle onde per attraversare il materiale posto tra le due sonde.
Noto il tempo di trasmissione è possibile ricavarsi la velocità di propagazione:
v = L/t
Dove:
v è la velocità di propagazione;
t è il tempo di trasmissione;
L è la distanza tra le due sonde.
La formula proposta da Stefano Colombini nel suo libro intitolato “Vulnerabilità sismica di edifici esistenti in cemento armato e muratura”, editore EPC, per valutare il modulo elastico del materiale partendo dalla velocità di propagazione è:
Dove:
ρ è la densità del materiale;
V è la velocità di propagazione;
ν è il coefficiente di Poisson;
E è il modo elastico espresso in (MPa).
Bibliografia:
Vulnerabilità sismica di edicifici esistenti in cemento armato e in muratura,Stefano Colombini, EPC editore, anno 2014.
