Seminario Durabilità, manutenzione, vita di servizio delle opere portuali Roma, 30 Marzo 2004

1. 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) • 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

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. 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. 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 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 (WG17 - 2004) • Procedure di manutenzione (WG17-2004) • Frequenza e metodi di ispezione (WG17-2004 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

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

17. 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: - 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

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: 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

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