Durabilità, manutenzione, vita di servizio delle opere portuali

Presentazione sul tema: "Durabilità, manutenzione, vita di servizio delle opere portuali"— Transcript della presentazione:

1 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

2 UN PO’ DI PUBBLICITA’... Cosa è l’AIPCN (Associazione Internazionale di Navigazione) 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:

3 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.

4 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

5 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 )

6 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.”

7 I materiali strutturali:
Legno Calcestruzzo Acciaio Pietra Argomenti trattati dai WG: Principi e cause del degrado e del danneggiamento dei materali (WG ) Procedure di manutenzione (WG ) Frequenza e metodi di ispezione (WG e WG31)

8 DETERIORAMENTO DELLE STRUTTURE IN LEGNO

9 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

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13 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);

14 DETERIORAMENTO DELLE STRUTTURE IN CALCESTRUZZO

15 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

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17 CRITERI COSTRUTTIVI PER UN C.A. IN AMBIENTE MARINO
A) il dosaggio di cemento non sia inferiore a 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 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

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20 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).

21 DETERIORAMENTO DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO
Tipi di corrosione: generalizzata, localizzata, galvanica, erosione, corrosione LWL. Zone di corrosione: atmosferica, spruzzi, intertidale, LWL, sommersa, interrata.

22 Range di corrosione per zone:
Atmosferica: mm/anno Splash-zone: mm/anno Intertidale: mm/anno LWL (fino a -0.5m da LWL): mm/anno Sommersa: mm/anno Interrata: <0.05 mm/anno Principio: sovraspessori inseriti in progetto

23 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

24 DETERIORAMENTO DELLE STRUTTURE IN PIETRA
abrasione per contatto tra elementi; “abrasione” da acque con sospensioni (bow-thruster); urti.

25 “Bacino Grande” dell’Arsenale di Venezia (1875)

26 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)

27 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.

28 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)

29 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;

30 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.

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

32 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”

33 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

34 GRAZIE PER L’ATTENZIONE