presentazione standard di powerpoint · 2017. 2. 28. · seminario 04 dalla diagnostica al...
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SeminarioDalla diagnostica al monitoraggio per la progettazione degli interventi e la programmazione della manutenzione 04
Termografia IR e misura del contenuto dell’umidità sub-superficiale
Cristiano Riminesi
04 SeminarioDalla diagnostica al monitoraggio per la progettazione degli interventi e la programmazione della manutenzione
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SeminarioDalla diagnostica al monitoraggio per la progettazione degli interventi e la programmazione della manutenzione 04
Sommario
• Termografia nell’infrarosso termico per la valutazioni di
superfici murarie
• Dielettrometria a microonde per la diagnostica sub-
superficiale del contenuto di umidità nelle murature
• Relazione tra temperatura superficiale e contenuto di
umidità
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Il fronte di acqua sale per capillarità dal terreno e si manifesta con la
comparsa di macchie scure e/o efflorescenze saline
Fenomeni di umidità di risalita capillare
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Il vapor d’acqua condensa sulla superficie quando la temperatura
del supporto è inferiore a quella dell’ambiente
Fenomeni di condensa in interno
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Causata da danni alle coperture o da inadeguato funzionamento dei
sistemi di smaltimento delle acque meteoriche
Infiltrazioni di acqua piovana o cause
accidentali
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Conseguenza di percolazioni da terrapieni a contatto con le
murature di scantinati e seminterrati
Infiltrazioni di altro genere
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La presenza e la diffusione dell’acqua all’interno delle murature è
una delle maggiori fonti di degrado
Per una corretta identificazione della sorgente del degrado è
indispensabile effettuare delle msiure
Termografia IR SUSI
Registrazione dei
parametri
ambientali
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• La radiazione IR si trova tra il VIS e le microonde.
• La principale sorgente di radiazione infrarossa è il calore
• Ogni oggetto ha una propria temperatura di emissione che è
superiore allo zero assoluto (0° Kelvin, ovvero -273,15°C)
Termografia nell’infrarosso termico
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Applicazioni della termografia
• È una tecnica diagnostica non invasiva
• Misura della temperatura superficiale di strutture
murarie e manufatti
• Identificazione di anomalie strutturali (distacchi, dis-
omogeneità nella tessitura muraria, presenza di
umidità)
• Monitoraggio e controllo dell’efficacia e della durabilità
di interventi di risanamento e/o di restauro
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La termocamera
• L'energia all’infrarosso (A) emessa da un oggetto viene fatta
convergere dai componenti ottici (B) verso un detector
all’infrarosso (C).
• Il detector invia le informazioni al sensore elettronico (D) per
l’elaborazione dell’immagine.
• L'elettronica traduce i dati provenienti dal detector in
un’immagine visibile sul monitor LCD (E).
(A)(B)
(C)
(D)
(E)
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• Misura le radiazioni IR ricevute all’interno del suo campo di vista e
nell’intervallo spettrale 7-15mm (600-1400 cm-1);
• Determina la T della superficie dell’oggetto una volta fissati i
seguenti parametri:
Emissività dell’oggetto (ε);
Riflettività dell’oggetto (r);
Compensazione per la
temperatura riflessa (RTC =
Reflected Temperature
Compensation).
La termocamera
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Principi di base
La radiazione IR registrata dalla termocamera è data
dalla sovrapposizione di 3 contributi:
radiazioni emesse (ε), riflesse (r) e trasmesse (t)
Legge di Kirchhoff
1 tr
1 r
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Principi di base
Emissività (ε) = è la capacità di un materiale di emettere
radiazioni IR.
• ε dipende da: caratteristiche della superficie, dal materiale e dalla temperatura;
• ε<1 (ε max.=1), i corpi non solo emettono, ma riflettono radiazioni IR;
• I metalli, in particolare quelli con una superficie lucida, hanno una bassa ε che dipende da T;
• Materiali non metallici (PVC, cemento, sostanze organiche, etc.) hanno ε elevata che non dipende da T
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Principi di base
Riflettività (r) = è la capacità del materiale di riflettere le
radiazioni IR.
• ρ dipende dalle proprietà della superficie (rugosità, colore), dalla temperatura e dal tipo di materiale;
• superfici lisce e lucide riflettono più delle superfici ruvide e opache fatte dello stesso materiale;
• Per superfici lisce l’angolo di riflessione è uguale all’angolo d’incidenza (Riflessione speculare);
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Condizioni di ripresa
• Condizioni atmosferiche stabili e cielo nuvoloso prima e
durante la misura (per misure all’aperto);
• Assenza di luce solare diretta prima e durante la misura;
• Assenza di precipitazioni;
• Superficie dell’oggetto priva di fonti «termiche»
d’interferenza (es. assenza di foglie sulla superficie);
• Assenza di vento o correnti d’aria;
• Emissività della superficie dell’oggetto di misura nota;
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Qualità dell’immagine
• Scegliere il giusto campo d’inquadratura;
• Mettere a fuoco correttamente l’immagine IR;
• Considerare, prevenire o schermare tutte le fonti
d’interferenza;
• Cambiare la posizione di ripresa al fine di individuare
qualsiasi riflessione;
• Mantenere la distanza di misura quanto più piccola
possibile;
• Utilizzare una termocamera con fotocamera digitale
integrata per consentire l’elaborazione in un momento
successivo
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Esempi applicativi
Palazzo delle Brigate, Tirana (Albania)
Prospetto frontale
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Esempi applicativi
Palazzo delle Brigate, Tirana (Albania)
Infiltrazioni dalla copertura
Rischio di cedimento del
controsoffitto
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Esempi applicativi
2002
2010
Fonte dell’abbondanza (Massa Marittima)
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Riprese termografiche
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Estrazione dei profili di temperatura
0 1 2 3 4 5 6
23
.52
4.0
24
.52
5.0
25
.52
6.0
26
.5
Distanza da parete SX (m)
T (
C)
alto
basso
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Correlazione delle temperature superficiali con
il contenuto di umidità
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• In fase di diagnosi: per valutare e quantificare la presenza di
sali nel supporto
• Durante le fasi dell’intervento: controllo dell’effetto di un
impacco estrattivo o di un intervento di risanamento
• A fine lavori: controllo dell’efficacia dell’intervento (controllo
di qualità), monitoraggio della durabilità dell’intervento
(manutenzione programmata)
• Misura del contenuto di umidità
sub-superficiale
• Valutazione sub-superficiale della
presenza di sali nel supporto
SUSI® (Sistema di Umidità-Salinità Integrato)
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Specifiche
• Misura a contatto non-distruttiva
• Misura sub-superficiale fino a 2cm di profondità
• Misurare l’umidità (MC): 0-20%
• Indice di salinità (SI): 1-10
Vantaggi
• Risposta in tempo reale
• Riproducibilità della misura
• Portabilità dello strumento
Svantaggi
• Dipendenza dal materiale, calibrazione necessaria
SUSI® (Sistema di Umidità-Salinità Integrato)
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SUSI® (Sistema di Umidità-Salinità Integrato)
Misura non distruttiva a contatto
RxTx
𝜀0
*
r
Campo EM evanescente
US PatentN. US 7,560,937 B2 (July 14, 2009)
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Razionale fisico
1260 1280 1300 1320 1340
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
frequency (MHz)
Norm
aliz
ed t
ransm
issio
n
Contenuto di
umidità e di sali
elevato
Contenuto di
umidità e di sali
basso
Il contrasto dielettrico tra acqua (80) e materiale
ospite (2-5) è possibile determinare la presenza
di acqua nel supporto anche in piccole quantità
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Software per la gestione dello strumento e
l’elaborazione dei dati acquisiti
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Applicazioni
Valutazione del contenuto di umidità e di sali su due pilastri
affrescati prima (e dopo) un intervento di “isolamento”
La leggenda di S. Alessio
Miracolo di S. Clemente
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Applicazioni
4 5 6 7 8 9 10
12
34
56
MC (%)
riga
colonna
riga
1
2
3
4
5
6
1 2 3 4 5 6
4
5
6
7
8
9
colonna
riga
1
2
3
4
5
6
1 2 3 4 5 6
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
0 2 4 6 8
12
34
56
SI
riga
La leggenda di S. Alessio
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Applicazioni
12
34
5
data
Indic
e d
i salin
ità
gen 17 gen 19 gen 21 gen 23
12
34
5
data
Indic
e d
i salin
ità
gen 17 gen 19 gen 21 gen 23
Scelta e valutazione dell’efficacia del tipo di impacco estrattivo
Arbocel +Sepiolite Westox Cocoon
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Grazie per l’attenzione
Cristiano Riminesi
055 522 [email protected]
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