IMPRONTA MICROSISMICA

Nel post precedente abbiamo declamato la solidità del bancone fatto con mattoni a secco.
Nostra tradizione e vocazione è la diagnostica (...e poi da veri makers amiamo mescolare artigianalità e tecnologia), pertanto ci siamo posti il problema ( il consolidamento sarà stato efficace?, potrò verificarlo nel tempo?). Queste in realtà sono domande che nel caso dei beni storico architettonici, ma anche nell'edilizia in genere sarebbe bene porsi sempre...ma continuiamo il nostro gioco.

Prima domanda (avremo migliorato la compattezza del pilastrino?)
Abbiamo fatto una prima prova ecometrica per verificare la velocità dell'onda sonica attraverso il pilastrino in condizioni di tensionamento e detensionamento, sperando di trovare un incremento della stessa con il tensionamento. La strumentazione utilizzata è costituita da un martello strumentato con accelerometro e un ricevitore sempre costituito da un accelerometro.
Nella foto si vede la prova con il martello strumentato.

Prova ecometrica/sonica

Grafico prova sonica

Come ipotizzato la velocità media dell'onda sonica è stata minore con il cavetto allentato rispetto allo stato tensionato (in genere la velocità dell'onda è proporzionale al modulo elastico del materiale) passando da  da 389 m/s a 412 m/s

Seconda domanda (possiamo "fotografare" lo stato di fatto ?)

La prova sonica ha dato buoni risultati ma non fotografa a sufficienza la situazione, siamo quindi ricorsi ad un metodo per registrare i modi di vibrare della struttura utilizzando una terna di velocimetri con digitalizzatore (in pratica un sismografo), metodo che proponiamo comunemente sulle strutture.In questo modo tentiamo di fotografare non un particolare ma il comportamento di insieme della struttura. Abbiamo quindi posizionato lo strumento in testa alla struttura ed effettuato misure in entrambi gli stati gli stati (tensione e non in tensione) senza sollecitare dinamicamente la struttura utilizzando la tecnica del microtremore ambientale.
Ecco la sovrapposizione dei due grafici (per semplicità solo direzione est-ovest e una sola prova)

Spettro modi di vibrare dei due stati

E' interessante notare (abbiamo fatto più prove) come la migrazione del picco da circa 30 Hz a 40 Hz rappresenti la nostra "firma" dello stato tensionale, mentre il picco a 10 Hz rimane circa invariato.

A questo punto possiamo utilizzare le prove svolte per creare una sorta di scheda dello stato di fatto ed accorgerci, effettuando delle prove, dell'eventuale decadimento.

Terza domanda (non è che magari i modi di vibrare individuati sono gli stessi che avremmo in caso di sisma ?)

Per quanto in caso di sisma siamo più preoccupati per l'edificio che per il tavolo (ma è ovvio che il gioco si riferisce a tecniche che sarebbe bene applicare agli edifici) abbiamo sollecitato sismicamente il nostro tavolo (con una botta). La bibliografia, ma anche prove da noi svolte in caso di sisma (vedi qui ma anche qui), suggerisce che in caso di sisma forte la frequenza individuata con i microtremori tende ad abbassarsi, specialmente (è ovvio) se la struttura esce dal campo elastico.

Nel grafico vediamo l'accelerogramma del nostro sisma sulla struttura (la botta) con accelerazioni di quasi 0.5 g

Nei grafici sotto si riportano  invece i confronti (spettri) della reazione al sisma nel caso di struttura tensionata (a sx) e non tensionata (a dx) e confrontandolo sullo stesso grafico con le frequenze (chiaramente scalate) individuate con il rumore ambientale.

In tensione: confronto sisma rumore

Non in tensione: confronto sisma rumore

E' molto interessante notare lo shift verso le basse frequenze, osservando per semplicità solo il primo modo di vibrare (comunque il più importante in caso di sisma) attorno ai 10 Hz e come lo shift sia decisamente maggiore nel caso di struttura non tensionata. L'utilità di ciò trasferito agli edifici è evidente.

Un approfondimento sulla tecnica si può trovare qui.