Roma – Maggio 12, 2009 IDAC – Istituto di Acustica “O.M. Corbino” oggi IA - Centro di Responsabilità di Attività Scientifica di 1° livello “O.M. Corbino” C. Rafanelli Direttore f.f.

perché l’acustica ? perché al CNR ? ISTITUTO SPERIMENTALE DI ACUSTICA “O.M. CORBINO” (IA)

Engineering Arts Earth Science Life Science Fundamental physical acoustics Mechanical radiation in all material media Phonons Electro acoustic Sonic and ultrasonic Engineering Noise from vibration or shock Physiology Physics of Earth and atmosphere Oceanography Medicine Psycology Bioacoustics Hearing Seismic waves Sound in atmosphere Underwater Acoustic Psycho- acoustic Comunication Speech Music Visual arts Architectural Mechanical Electrical and chemical Acoustic in halls and theatre Musical scales and instruments Relevance of Acoustics Fig. 1 – Le applicazioni dell’acustica

4 Environmental Acoustic Underwater Acoustics SIT Calibration Centre n° 194 Acoustic sensors and devices Physical Techniques for Cultural Heritage Acoustic and geosciences

Centro SIT 194 È l’unico Centro di Calibrazione del CNR, unico Centro nell’area mediterranea Fig. 2 – Tabella di accreditamento Fig. 3 – Strutture del Centro e capacità operative Fig. 4 – Gruppo di Acustica Subacquea: ricerche in corso

Fig. 5 - Firma Accordo Italo Argentino (Ambasciata d’Italia a Buenos Aires - 28 Novembre 2006)

Tecniche acustiche ad ultrasuoni: Emissione Acustica

Emissione Acustica

La struttura di un materiale può essere divisa in quattro livelli: Struttura Atomica Struttura Reticolare Microstruttura Macrostruttura La struttura atomica definisce come gli atomi sono legati tra loro, ciò aiuta a dividere i materiali in: amorfi, cristallini, metalli e polimeri. Permettendoci di dare delle conclusioni sulle proprietà meccaniche e sulle caratteristiche fisiche di queste tre classi di materiali. Emissione Acustica

Misure di Spessore Measurement of a concrete specimen (0.50 m thick) with a maximum aggregate size of 32 mm. Left: travel-time corrected (distance between transmitting and receiving transducers 50 to 700 mm). t 0 : expected travel time of the echo signal. Right: pulse energy vs calculated thickness for the integration interval which is indicated at the left side.

Emissione Acustica

L’Emissione Acustica Passiva è un processo fisico legato alla generazione di onde elastiche dovute al rapido rilascio di energia immagazzinata da una o più sorgenti localizzate entro un materiale o una struttura.

Struttura reticolare a celle

Estremità di una cricca che si propaga in un solido amorfo covalente. (Simulazione dinamica molecolare di una frattura)

Dinamica di Una Frattura

Analogie con L’Emissione Acustica

The surveys on concrete specimens The compression test All cubic specimens have undergone mono-axial compression tests, trough a 1500 KN electro-hydraulic press connected to a PC, with a 50 KN/sec load gradient

The surveys on concrete specimens The compression test The break of concrete specimen. The break surfaces that cause the AE. The break of concrete specimen. The break surfaces that cause the AE. Breaks occur according to symmetric surfaces and spread up and down according to hyperboloid surfaces

150 KHz AE 25 KHz AE Load The surveys on concrete specimens The compression test AE recording The compression test AE recording

AE – Installazione in edificio

AE - Indice di Rischio

Stato di invecchiamento della struttura stessa in esito delle precedenti sollecitazioni Stato di reattività puntuale della struttura alle sollecitazioni istantanee Eventuali episodi anomali (snervamenti locali, fenomeni corrosivi, sollecitazioni straordinarie, rotture copriferri) con identificazione del posizionamento degli stessi Allarme istantaneo per superamento livello di sicurezza statica e, con preavviso più che adeguato, di inizio fase di precollasso La tecnologia fornisce : una misura dell’entità della risposta da parte del materiale allo sforzo indicazione se il materiale sta rispondendo ad un’azione applicata in atto, ovvero se sta reagendo al fine di ricercare un suo nuovo equilibrio strutturale interno dopo il danno subito da un sforzo precedente il grado di invecchiamento rivelato dal tipo di risposta fornita UN ALLERT IMMEDIATO IN CASO DI SUPERAMENTO DELLA SOGLIA CARATTERISTICA DI RESISTENZA E STABILITA’ Cogliendo già sul nascere detti eventi - ed avendo intrinsecamente la capacità di screening rispetto a tutte le altre componenti in campo - mediante appositi sensori e trasmettendo i dati ad un apposito elaboratore, è oggi possibile avere in chiaro e COSTANTEMENTE in tempo reale le seguenti informazioni:

Deduzioni L’Ultracustica trova ampie applicazioni in diversi settori disciplinari. L’AE offre prospettive per lo studio della “memoria” delle sollecitazioni cui è sottoposto una struttura. L’AE è un mezzo diagnostico per ricerche in metallurgia e su materiali omogenei, per studi di fatica, creep, ecc. Con particolari tecniche di analisi dei segnali EA si può valutare il superamento di soglie di rischio per possibili fenomeni distruttivi.

Riferimenti al DLGS 81/2008 “Obblighi a carico delle persone giuridiche e delle società in relazione alla responsabilità amministrativa di gestione dei rischi”

Art. 15 punto c) L’eliminazione dei rischi e, ove ciò non sia possibile, la loro riduzione al minimo in relazione alle conoscenze acquisite in base al progresso tecnico Art. 18 sez. 1 punto z) aggiornare le misure di prevenzione in relazione ….. al grado di evoluzione della tecnica della prevenzione e della protezione

Art. 30 “Modelli di organizzazione e gestione” 1. Il modello di organizzazione e di gestione idoneo ad avere efficacia esimente della responsabilità amministrativa delle persone giuridiche, delle società e delle ………. deve essere adottato ed efficacemente attuato, assicurando un sistema aziendale per l’adempimento di tutti gli obblighi giuridici relativi a: …….. 4. Il modello organizzativo deve altresì prevedere un idoneo sistema di controllo sull’attuazione del medesimo modello e sul mantenimento nel tempo delle condizioni di idoneità delle misure adottate. Il riesame e l’eventuale modifica del modello devono essere adottati …. in relazione al progresso scientifico e tecnologico.

L’Emissione Acustica & Il monitoraggio della Collina Parioli Implementato per il controllo dello slittamento collinare

Panoramica Ante OPERA

Panoramica IN OPERA

Panoramica Post OPERA

Dinamica Del Processo Costruttivo “ FASE 1°”

Carotaggio per prelievo di campioni da analizzare e successivo alesaggio per l’inserimento di una gabbia di ferro

Dinamica Del Processo Costruttivo “ FASE 2°” Tubo in PVC inserito come guida e contenimento per l’armatura in ferro

Dinamica Del Processo Costruttivo “ FASE 3°” Armatura in Ferro collegata da anelli elettrosaldati e da collari per la guida all’inserimento

Dinamica Del Processo Costruttivo “ FASE 4°” Pozzetti di contenimento necessari per le apparecchiature elettroniche

Dettaglio Costruttivo N° 1 Tubo in PVC necessario per alloggiare e fare scorrere l’armatura in ferro all’interno del terreno

Dettaglio Costruttivo N° 2 Diametro minimo del condotto in PVC 30 Cm

Dettaglio Costruttivo N° 3 Pozzetto in ghisa adottato come contenitore per le apparecchiature Hardware

Dettaglio Costruttivo N° 4 Armatura in ferro lunga 30 metri

Dettaglio Costruttivo N° 5 Anelli che guidano l’armatura all’interno del condotto in PVC

Breve descrizione delle componenti del sistema: 1.Coppia di sensori acustici opportunamente tarati, applicati in quantità opportuna a seconda della struttura da monitorare; 2.Tecnologia deputata alla digitalizzazione dei segnali captati ed al loro filtraggio 3.Host di elaborazione dei dati di campo e visualizzazione del diagramma istantaneo di stato 4.Differenti soluzioni tecniche di trasmissione dell’allert fino alla controll room, via etere o via cavo - customerizzazione prodotto

Collegamento tipo di una stazione AE con due canali HF & LF

L’Hardware del Sistema

Software & Sala Operativa per Controllo Remoto

grazie dal CNR Istituto di Acustica “ O.M. Corbino ” In collaborazione Con la Soc. PME Engineering Srl