Seminario Durabilità, manutenzione, vita di servizio delle opere portuali Roma, 30 Marzo 2004...
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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: [email protected]
• 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