Scansione ad ultrasuoni per danni ai ponti in cemento
Generalmente, le infrastrutture come ponti e strade sono in cemento armato, un materiale che richiede un monitoraggio continuo per il regolare funzionamento e la sicurezza. Grandi strutture in calcestruzzo pongono varie sfide principalmente a causa della vasta gamma di aggregati, frammenti compattati insieme nel materiale. In campo i controlli non distruttivi con ultrasuoni I controlli non distruttivi (CND) sono uno dei modi migliori per ispezionare queste strutture in calcestruzzo. Il progetto COBRI(si apre in una nuova finestra), parzialmente finanziato dall'UE, ha sviluppato un sistema semplice ed efficiente che è anche a basso costo e portatile. Come ci spiega Philippe Olivier, CEO di ELOP AS, la società che coordina COBRI, «la principale innovazione tecnologica è un nuovo progetto in grado di acquisire i dati degli ultrasuoni in tempo reale dalle strutture in calcestruzzo e presentare questi dati in un formato video 3D leggibile». Lo scanner a ultrasuoni include anche una serie di altre funzionalità. È ad alta velocità e scansiona da 10 cm/s a 100 cm/s in base alla risoluzione. La profondità di penetrazione è stata aumentata da 15 cm a 50 cm. La risoluzione di circa 1 cm è in grado di rilevare i tondini per cemento armato e la separazione del materiale in strati, oltre che le crepe. Sviluppo, test e convalida del prototipo Lo sviluppo del prototipo ha posto delle sfide che non erano state preventivate. La gestione delle diverse forme d'onda e la dispersione dagli aggregati ha richiesto molte ricerche supplementari e lunghi esperimenti. Un test sul campo è stato eseguito da Ramboll, una società altamente qualificata nell'ispezione di ponti e nei test CND. ELOP ha collaborato con partner come TOPRO, Aurotech Ultrasound AS, COWI e RAMBOL per realizzare questo progetto. Prossimi passi - scalabilità ed espansione del mercato COBRI si è concluso alla fine del 2017 e si è posto piani ambiziosi per estendere le caratteristiche tecnologiche e il lancio sul mercato. Si prevede che l’ottimizzazione dell'elaborazione del segnale porterà alla distinzione tra i diversi materiali: acciaio, aria e acqua. Parallelamente sarà completata l'industrializzazione dello scanner e l'azienda predisporrà la forza vendita e inizierà la produzione. Per le aree orizzontali più grandi, una versione trolley che utilizza gli stessi rulli di base è in fase di progettazione. Il terreno per l'ispezione non è sempre pianeggiante e strutture come dighe, pilastri e silos necessitano di un'impalcatura per l'accesso che richiede tempi lunghi e costi elevati. La risposta è lo scanner mobile, collegato a robot o a cingoli. Sulla base dello stesso principio di movimento per l'acquisizione rapida e sicura dei dati a ultrasuoni, il team sta progettando di rivolgersi ad un nuovo mercato. Utilizzando frequenze più elevate, i nuovi scanner a banda larga possono essere utilizzati su materiali compositi e sul metallo. Inoltre, strutture da monitorare in maniera non distruttiva potrebbero essere pale di mulino a vento, saldature, serbatoi e scafi delle navi, elementi in fase di esplorazione tramite il progetto di spin-off Multrawheel. Impatto socioeconomico e ambientale «L’impatto non prevede solo l'individuazione di problemi nelle strutture in cemento armato, anche se l'individuazione preventiva proattiva di corrosione, crepe e delaminazioni potrebbe portare a risparmi di miliardi di euro in tutto il mondo», sottolinea Olivier. La catena di valore dell'utente include costruttori, consulenti di ispezione e fornitori di servizi CND ai proprietari del ponte. Inoltre lo scanner richiede meno formazione specialistica rispetto ai sistemi attualmente in uso e i dati possono essere trasferiti in un sito centrale dove possono essere analizzati da esperti. I benefici ambientali includono la riduzione del consumo energetico per la produzione del cemento e per gli scarti di demolizione. Minori ritardi nel traffico si traducono in minor consumo di carburante insieme a meno rumore e inquinamento atmosferico. Riassumendo il successo del progetto, «forniamo una soluzione a basso costo per i CND delle strutture in calcestruzzo, facile e poco costosa», conclude Olivier. Riferendosi all'impatto sull'infrastruttura stradale, prosegue: «Questa soluzione innovativa semplificherà e migliorerà gli attuali metodi di ispezione dei ponti e conseguentemente migliorerà la sicurezza, gli investimenti di capitale e la capacità delle infrastrutture stradali».
