Presentazione standard di PowerPoint · 2017. 2. 28. · Seminario 04 Dalla diagnostica al...

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

1


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

2


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

3


Il vapor d’acqua condensa sulla superficie quando la temperatura

del supporto è inferiore a quella dell’ambiente

Fenomeni di condensa in interno

4


Causata da danni alle coperture o da inadeguato funzionamento dei

sistemi di smaltimento delle acque meteoriche

Infiltrazioni di acqua piovana o cause

accidentali

5


Conseguenza di percolazioni da terrapieni a contatto con le

murature di scantinati e seminterrati

Infiltrazioni di altro genere


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


• 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


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


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)


• 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


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


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


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);


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;


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


Esempi applicativi

Palazzo delle Brigate, Tirana (Albania)

Prospetto frontale


Esempi applicativi

Palazzo delle Brigate, Tirana (Albania)

Infiltrazioni dalla copertura

Rischio di cedimento del

controsoffitto


Esempi applicativi

2002

2010

Fonte dell’abbondanza (Massa Marittima)


Riprese termografiche


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


Correlazione delle temperature superficiali con

il contenuto di umidità


• 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)


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




Misura non distruttiva a contatto

RxTx

𝜀0

*

r

Campo EM evanescente

US PatentN. US 7,560,937 B2 (July 14, 2009)

25


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

26


Software per la gestione dello strumento e

l’elaborazione dei dati acquisiti


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


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


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


Grazie per l’attenzione

Cristiano Riminesi

055 522 [email protected]

04 SeminarioDalla diagnostica al monitoraggio per la progettazione degli interventi e la programmazione della manutenzione

31

mailto:[email protected]

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