La termografia è una tecnica di indagine non distruttiva che viene utilizzata nell'ambito delle diagnosi strutturali degli edifici esistenti per rilevare eventuali difformità strutturali sulla base di anomalie termiche. Questa tecnica consente di rilevare l’intensità delle radiazioni infrarosse (cioè il calore) emesse, riflesse ed eventualmente trasmesse da un corpo e ne determina la distribuzione superficiale delle temperature.
L'utilizzo del rilievo termografico per la valutazione sismica degli edifici esistenti è diventato sempre più diffuso negli ultimi anni. Questo è dovuto alla sua capacità di individuare eventuali irregolarità strutturali, che possono rappresentare un rischio per la stabilità dell'edificio, soprattutto in caso di un evento sismico.
La termografia consente di rilevare diverse anomalie strutturali, tra cui:
l’aderenza dei rivestimenti ai supporti murari;
la tipologia del paramento murario;
i vuoti, le discontinuità, le tracce di passati interventi e di vecchie aperture;
le architravature delle aperture, con relativi particolari di appoggio;
gli elementi spingenti e presenza di presidi atti ad assorbirne le spinte;
le orditure dei solai, particolari di appoggio delle travi, loro collegamenti con le pareti circostanti;
gli elementi di elevata vulnerabilità (pareti divisorie sottili o non ammorsate, controsoffitti, impianti e comignoli);
la qualità del collegamento tra orizzontamenti e pareti ed eventuale presenza di cordoli di piano o di altri dispositivi di collegamento
Il rilievo termografico viene condotto attraverso un’apparecchio composto da un corpo macchina e da un obiettivo con lenti opache nello spettro del visibile, ma trasparenti in quello dell’infrarosso e di un sensore sensibile alla radiazione termica.
L’energia termica rilevata dalla termocamera viene convertita in segnale elettrico la cui variabilità dipende dall’intensità della radiazione incidente ogni pixel componente il sensore.
L’insieme delle intensità di tutte le radiazioni termiche forma un’immagine chiamata termogramma, che racchiude tutte le informazioni radiometriche incidenti sul sensore della termocamera. L’energia termica rilevata viene convertita in temperatura superficiale, impostando emissività e temperatura riflessa, e ad ogni pixel dell’immagine termica viene attribuito un colore (scala di grigi o falsi colori). L’insieme dei pixel colorati riproduce forma e dimensioni degli elementi nascosti, per esempio, sotto l’intonaco. La differenza di temperatura tra un punto e l’altro può arrivare a frazioni centesimali di grado centigrado.
Selezionando poi opportunamente il campo di temperatura entro il quale operare, il contrasto cromatico del termogramma si pone in stretta relazione con le temperature dell’oggetto osservato.
Oltre alle applicazioni prettamente legate al rilievo strutturale, la termografia può essere utilizzata per la valutazione dell'isolamento termico dell'edificio. La perdita di calore attraverso le pareti esterne dell'edificio può causare un aumento del consumo energetico e dei costi di riscaldamento. La termografia può essere utilizzata anche per individuare le aree dell'edificio dove avviene la maggior perdita di calore, consentendo di individuare eventuali problemi di isolamento termico in un’ottica di intervento finalizzato al migliore efficientamento energetico.
Per quanto estremamente efficace, è importante sottolineare che la termografia non può sostituire completamente altre tecniche di indagine strutturale, ma deve essere utilizzata in combinazione con esse per ottenere una valutazione più completa e accurata della stabilità dell'edificio.
L’utilità dell’analisi termografica in ambito edile
Tuttavia, il rilievo termografico può essere utilizzato anche per la valutazione dell'isolamento termico dell'edificio, che può essere un problema anche per strutture costruite con altri tipi di materiali. Non solo: infatti, i cosiddetti “ponti termici” a volte non indicano problemi di dispersione di calore ma criticità più gravi, come indebolimenti strutturali che possono mettere a rischio le costruzioni, in particolare in zone sismiche.
Il rilievo termografico è particolarmente utile su edifici storici perché è una tecnica di indagine non distruttiva, ideale laddove la conservazione dell'integrità strutturale e architettonica dell'edificio è di fondamentale importanza. Infatti, le tecniche di indagine distruttive possono danneggiare l'edificio e comprometterne la stabilità, oltre a comprometterne l'estetica e il valore storico e artistico.
Inoltre, la termografia può essere utilizzata per valutare anche gli aspetti termici dell'edificio, come l'isolamento termico e la presenza di ponti termici. Ciò può essere particolarmente importante per gli edifici storici, dove la preservazione dell'integrità strutturale è spesso accompagnata dalla necessità di garantire il massimo comfort abitativo.
La strumentazione della termografia: la termocamera
La fotocamera termica per il rilievo termografico degli edifici è stata inventata negli anni '60 del XX secolo. Inizialmente, questi strumenti erano molto costosi e poco diffusi, ma tra gli anni '70 e '80 hanno iniziato a diventare sempre più accessibili grazie al progresso della tecnologia e alla miniaturizzazione dei sensori termici. Oggi, le fotocamere termiche sono diventate molto diffuse e sono utilizzate in molte applicazioni, tra cui il rilievo termografico degli edifici.
Le prime fotocamere termiche utilizzavano un sensore termico bolometrico, che consisteva in un dispositivo sensibile alla variazione di temperatura e in grado di generare un segnale proporzionale alla radiazione termica. Oggi, invece, le fotocamere termiche utilizzano principalmente sensori a microbolometro, che sono più piccoli, più economici e più precisi.
L'evoluzione delle fotocamere termiche ha reso il rilievo termografico degli edifici sempre più preciso e affidabile, ma come funzionano?
La termocamera impiegata per il rilievo della radiazione termica è sostanzialmente simile ad una telecamera. Il calore emesso da un oggetto sotto forma di radiazione infrarossa viene captata dall’ottica e concentrata sul sensore termico. Da qui l’elettronica contenuta nell’apparecchiatura converte l’energia termica in segnali elettrici, elaborati successivamente in immagine termica (termogramma) visualizzabili su un monitor e trasferibili su computer per elaborazioni tramite software dedicato.
Il termogramma è rappresentato da una scala di colori in funzione delle temperature superficiali dell’oggetto indagato: i colori più caldi (solitamente il rosso e il giallo) rappresentano le temperature più alte e i colori più freddi (solitamente il blu e il viola) rappresentano le temperature più basse. L'immagine termografica mostra le differenze di temperatura superficiali degli oggetti inquadrati, consentendo di individuare eventuali anomalie.
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