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H2020

COBRI — Risultato in breve

Project ID: 698081
Finanziato nell'ambito di: H2020-EU.2.3.1.
H2020-EU.3.4.
Paese: Norvegia
Dominio: Trasporti, Ambiente, Tecnologie dell’informazione e della comunicazione

Scansione ad ultrasuoni per danni ai ponti in cemento

Dopo 2000 anni, il Pantheon di Roma, realizzato in calcestruzzo, è in condizioni eccellenti. Tuttavia, i rinforzi in acciaio possono ridurre drasticamente la durata delle strutture in calcestruzzo e il deterioramento può iniziare dopo soli 10 anni.
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, 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».

Keywords

COBRI, calcestruzzo, scanner, ponte, ultrasuoni