Durabilità, manutenzione, vita di servizio delle opere portuali 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

Rapporti Tecnici dei Gruppi di Lavoro (WG) della Commissione Marittima (MarCom) AIPCN 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.

Interventi programmati di: ispezione, manutenzione e GESTIONE (LCM) Interventi programmati di: ispezione, manutenzione e riparazione (in caso di danno) FASI DEL CICLO DI VITA DI UN’OPERA Progettazione Costruzione Gestione Adeguamento/Demolizione   VALUTAZIONE (WLC) Strumento di valutazione economica complessiva dei costi di un’opera

Rapporti Tecnici AIPCN Principi base dei Rapporti Tecnici AIPCN         Visione generale dei principali materiali utilizzati nelle costruzioni portuali, e loro comportamento in ambiente marino 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 piano di manutenzione dell’opera 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: Legno Calcestruzzo Acciaio Pietra 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)

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, metalli CAUSE 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 relazione al 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: - 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.

Il circolo “virtuoso” del LCM PROGETTA ESEGUI IMPARA (Lesson learned) GESTISCI

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