Seminario

Durabilità, manutenzione, vita di servizio delle opere portuali

Roma, 30 Marzo 2004

ANDREA FERRANTE

I RAPPORTI TECNICI

INTERNAZIONALI AIPCN

UN PO’ DI PUBBLICITA’...

•Cosa è l’AIPCN (Associazione Internazionale di Navigazione)

www.pianc-aipcn.org

•Dove ha sede

•Dove ha sede la Sezione Italiana AIPCN

•Cosa fa, cosa organizza, cosa produce l’AIPCN

•Come acquisire la documentazione tecnica AIPCN? Iscrivendosi

•Contattare la segreteria: cinthia.gianani@mail.llpp.it

• MarCom 17: “Inspection, Maintenance and Repair of Maritime Structures” Supplemento al Bollettino 71, 1990

• MarCom 31: “Life Cycle Management of Port Structures – General Principles” Supplemento al Bollettino 99, 1998

• MarCom 17: “Inspection, Maintenance and Repair of Maritime Structures” (Revisione del Rapporto AIPCN del WG17). Supplemento al Bollettino 115, 2004

• MarCom 42: “Life Cycle Management of Port Structures – Recommended Practice for Implementation”. WG costituito nel Settembre 2000, attualmente in corso.

Rapporti Tecnici dei Gruppi di Lavoro (WG) della Commissione

Marittima (MarCom) AIPCN

• Progettazione• Costruzione• Gestione• Adeguamento/Demolizione 

FASI DEL CICLO DI VITA DI UN’OPERA

VALUTAZIONE (WLC)WLC)

GESTIONE (LCM)LCM) Interventi programmati di:ispezione, manutenzione e

riparazione (in caso di danno)

Strumento di valutazione economica complessiva

dei costi di un’opera

       Visione generale dei principali materiali utilizzati nelle

costruzioni portuali, e loro comportamento in ambiente marino

Principi base dei Rapporti Tecnici AIPCN

Sviluppo e formalizzazione di linee guida per la programmazione delle ispezioni e delle manutenzioni

nell’intero ciclo di vita delle opere (LCM)

       Sviluppo di un sistema di valutazione economica del ciclo di vita delle opere (Whole Life Costing -WLC )

Il riferimento normativo in Italia:

Il piano di manutenzione dell’opera

(art. 40 del DPR n° 554/1999)

Comma 1:

“Il piano di manutenzione è il documento complementare al progetto esecutivo che prevede, pianifica e programma, tenendo conto degli elaborati progettuali esecutivi effettivamente realizzati, l’attività di manutenzione dell’intervento al fine di mantenerne nel tempo la funzionalità, le caratteristiche di qualità, l’efficienza ed il valore economico.”

I materiali strutturali:

Argomenti trattati dai WG:• Principi e cause del degrado e del danneggiamento dei

materali (WG17 - 2004)• Procedure di manutenzione (WG17-2004)• Frequenza e metodi di ispezione (WG17-2004 e WG31)

• Legno

• Calcestruzzo

• Acciaio

• Pietra

DETERIORAMENTO DELLE STRUTTURE IN

LEGNO

ATTACCHI BIOLOGICI

Insetti (fuori acqua, in zona asciutta)

Funghi (fuori acqua, in zona umida)

Insetti marini e vermi (zona intertidale e subacquea)

Batteri (soprattutto in acque salmastre e dolci, a tutte le profondità)

ATTACCHI FISICI

climatici -soprattutto nella zona intertidale- e meccanici

ATTACCHI CHIMICI

acidi, alcali, metalliCAUSE DI DEGRADO DEL LEGNO

MANUTENZIONE DELLE STRUTTURE IN LEGNO

•TRATTAMENTO con creosoti (400 Kg/m3), uso di impregnanti a base di sali di arsenico (40 Kg/m3), se ammessi;

•RIVESTIMENTO “in situ”, con film plastici che inibiscono lo scambio di ossigeno (generalmente dalla quota MHL a 0.6 m nel fondale);

•PROTEZIONE delle sommità (taglio a punta, catramatura, rivestimento in plastica, rame, acciaio inox, etc.);

•PROTEZIONI varie contro l’abrasione meccanica (paraspigoli, appoggi su rulli, teli in teflon, etc);

DETERIORAMENTO DELLE STRUTTURE IN

CALCESTRUZZO

ATTACCHI CHIMICI E BIOLOGICI• SOLFATI• SOLFURI• ANIDRIDE CARBONICA• CLORURI• ALCALI (Na+ e K+)

ATTACCHI FISICI • GELO/DISGELO• RITIRO• INCENDIO

ATTACCHI MECCANICI• ABRASIONE• EROSIONE, CAVITAZIONE• URTI• VIBRAZIONI

CRITERI COSTRUTTIVI PER UN C.A. IN AMBIENTE MARINO A) il dosaggio di cemento non sia inferiore a 320 - 460 daN/mc in relazioneal diametro massimo dell’inerte per: - riempire i vuoti; - avvolgere completamente i granuli; - ridurre il rapporto A/C.B) il rapporto A/C non sia superiore a 0.40-0.45 per: - ridurre la porosità capillare; - aumentare la resistenza meccanica;C) la resistenza meccanica alla compressione sia superiore a 400 daN/cm2 per: - diminuire i rischi causati dalla fessurazione sotto carico; - ridurre le conseguenze dell’abrasione.D) impiegare cementi pozzolanici e d’altoforno per: - ridurre il contenuto dell’idrossido di calcio.E) i copriferri siano superiori a 60 mm per: - impedire la penetrazione degli ioni cloro e dell’ossigeno sino all’armatura; - ostacolare il progredire della carbonatazione. F) il cls sia maturato ad umido ed a lungo prima di essere messo a contatto con l’acqua di mare per: - ridurre la porosità capillare; - diminuire la penetrabilità degli ioni Solfato e Cloro; - migliorare la resistenza meccanica. G) - protezione delle barre di acciaio (zincatura a caldo) - uso di acciaio inox

MANUTENZIONE DELLE STRUTTURE IN CALCESTRUZZO

• TRATTAMENTI SUPERFICIALI (impregnanti, sigillanti, vernici);

• RIVESTIMENTI (film plastici restringenti, fibra di vetro, etc.);

• PROTEZIONI CATODICHE (corrente impressa alle armature, o anodi sacrificali esterni);

• USO DI INIBITORI (chimici, tipo nitrato di calcio);

• AUMENTO/RIPRISTINO DEL COPRIFERRO (con malta, cls, o polimeri inorganici).

DETERIORAMENTO DELLE STRUTTURE IN

ACCIAIO

Tipi di corrosione: generalizzata, localizzata, galvanica, erosione, corrosione LWL.

Zone di corrosione: atmosferica, spruzzi, intertidale, LWL, sommersa, interrata.

Range di corrosione per zone:

Atmosferica: 0.1-0.3 mm/anno

Splash-zone: 0.1-0.3 mm/anno

Intertidale: 0.0-0.1 mm/anno

LWL (fino a -0.5m da LWL): 0.15-0.35 mm/anno

Sommersa: 0.03-0.1 mm/anno

Interrata: <0.05 mm/anno

Principio: sovraspessori inseriti in progetto

MANUTENZIONE DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO

• PROTEZIONI CATODICHE (anodi sacrificali, corrente impressa);

• RIVESTIMENTI INORGANICI (malta, metallici);

• RIVESTIMENTI ORGANICI (polietilene, epoxy, plastici, etc.);

• RIVESTIMENTI MISTI (pitture in epoxy-zinco, in resine, etc.);

• RIVESTIMENTI IN BITUME

DETERIORAMENTO DELLE STRUTTURE IN

PIETRA

• abrasione per contatto tra elementi;

• “abrasione” da acque con sospensioni (bow-thruster);

• urti.

“Bacino Grande” dell’Arsenale di Venezia (1875)

FREQUENZA E METODI DI ISPEZIONE (definiti nel LCM)

• ISPEZIONI PERIODICHE (ad intervalli regolari, eventualmente limitati ad elementi “rappresentativi”)

• ISPEZIONI GENERALIZZATE (quando le ispezioni periodiche ne suggeriscano la necessità, sono riferite a tutti gli elementi strutturali. Saranno via via più frequenti nel tempo)

• ISPEZIONI SPECIALI (prima e dopo ingenti interventi di riparazione/manutenzione e dopo eventi straordinari)

I metodi di ispezione (diversi a seconda del materiale costituente l’opera in esame) constano di:

• ispezioni visive;• test meccanici in situ;• misure degli spessori/diametri residui;• test non distruttivi;• test distruttivi;• test di corrosione;• test di laboratorio;• altri test.

Il database delle risultanze delle ispezioni ed il programma di manutenzione devono evidenziare, in una logica di continuo aggiornamento:• la capacità della struttura di assolvere alle funzioni a cui è dedicata;• la necessità di intervenire secondo il programma di manutenzione;• la vita tecnica residua dell’opera.

Principio: le risultanze del programma di ispezioni possono portare alla parziale/totale ricalibrazione della periodicità e delle modalità del programma di manutenzione (“feedback” delle ispezioni sulla manutenzione)

Tante “buone ragioni” per implementare il LCM e il WLC

•Redigere un progetto che tenga conto delle problematiche che si possono sviluppare nel corso dell'intera vita utile dell'opera;•Selezionare, in fase di valutazione comparata propria del progetto preliminare, una tipologia di intervento che minimizzi i costi totali (anche sulla base di documentati “casi di studio” relativi alla ispezione e manutenzione di interventi similari già realizzati mettere in “circolo virtuoso” le informazioni);•Programmare un regime di manutenzione programmata in un ottica di prevenzione del degrado;•Ottimizzare la riparazione delle strutture nel momento in cui queste sono strutturalmente inefficienti o in uno stato di degrado pericoloso;

E ancora:

•Ridurre la perdita di valore del capitale investito;•Ridurre il rischio di tempi di interruzione della funzionalità dell'opera; •Ottimizzare l'uso dei fondi destinati alla manutenzione.

PROGETTA

ESEGUI

GESTISCI

IMPARA (Lesson learned)

Il circolo “virtuoso” del LCM

Obiettivo:

veicolare i contenuti dei Rapporti Tecnici AIPCN (già pubblicati e di futura

pubblicazione) all’interno di “Linee guida per la redazione del piano di manutenzione

per le opere portuali”

Doverosa conclusiva citazione e ringraziamento:

parte delle lastrine elettroniche presentate sono state prodotte dal Prof. Ing. Piero Ruol della facoltà di Ingegneria della Università

degli Studi di Padova

GRAZIE

PER

L’ATTENZIONE