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La valutazione dello stato di conservazione dei sistemi di post-tensione rappresenta una delle principali sfide nella gestione dei ponti esistenti in calcestruzzo. La presenza di vuoti nelle guaine, difetti di iniezione e possibili fenomeni corrosivi può compromettere nel tempo l’affidabilità delle strutture, rendendo necessarie indagini diagnostiche approfondite. In occasione di FABRE 2026, Gianni Moor ha illustrato, insieme al collega Guido Tronca, le potenzialità dell’integrazione tra georadar, tomografia ultrasonica e verifiche dirette, presentando un caso applicativo su un ponte nei pressi di Zurigo e le prospettive offerte dalle più recenti tecnologie di elaborazione dei dati.
La sicurezza dei ponti post-tesi: prevenire il degrado attraverso la diagnostica
Le infrastrutture in calcestruzzo post-teso costituiscono una componente importante del patrimonio infrastrutturale esistente. Questa tecnologia costruttiva, ampiamente utilizzata nella realizzazione di ponti e viadotti, consente di ottenere strutture più snelle, capaci di coprire luci maggiori e di ottimizzare l’impiego dei materiali.
Accanto agli indubbi vantaggi strutturali, tuttavia, i sistemi di post-tensione presentano alcune criticità legate soprattutto alla durabilità degli elementi metallici e alla difficoltà di verificarne direttamente lo stato di conservazione.
È proprio su questi aspetti che si è concentrato l’intervento di Gianni Moor, presentato a FABRE 2026, dedicato alla valutazione dei sistemi di post-tensione aderenti nei ponti esistenti attraverso l’impiego di tecniche avanzate di controllo non distruttivo.
L’intervento, sviluppato in collaborazione con Guido Tronca, ha affrontato sia le problematiche legate al degrado dei cavi sia le modalità operative attraverso cui le moderne tecnologie diagnostiche possono contribuire a individuare anomalie e orientare gli interventi di verifica.
Il punto di partenza è una considerazione fondamentale: le conseguenze di un deterioramento non individuato tempestivamente possono essere molto più onerose rispetto all’attuazione di un programma strutturato di ispezione e manutenzione preventiva.
Nel corso degli anni, infatti, diversi episodi di malfunzionamento dei sistemi di post-tensione hanno reso necessari interventi di rinforzo, limitazioni all’utilizzo delle infrastrutture e, nei casi più gravi, la sostituzione delle opere.
La prevenzione assume quindi una rilevanza non soltanto tecnica, ma anche economica e gestionale.
Post-tensione e durabilità: il problema dei vuoti nelle guaine
Il principio della post-tensione consiste nell’introdurre uno stato di compressione nel calcestruzzo mediante la tesatura di appositi cavi metallici. Questo consente di contrastare le tensioni di trazione generate dai carichi e di limitare la formazione delle fessure.
Rispetto a una struttura priva di precompressione, una trave post-tesa può essere progettata con sezioni più contenute, mantenendo adeguate prestazioni strutturali.
Tra i principali benefici si possono evidenziare la riduzione del consumo di materiali, la possibilità di realizzare elementi più sottili e luci maggiori, nonché il potenziale contenimento del carbonio incorporato nella costruzione.
Questi vantaggi, tuttavia, dipendono anche dalla corretta esecuzione e conservazione del sistema di post-tensione.
Difetti di iniezione e rischio di corrosione dei cavi
Nei sistemi di post-tensione aderenti, i cavi sono generalmente inseriti all’interno di guaine successivamente riempite mediante iniezione di malta cementizia.
Il materiale di iniezione svolge una funzione essenziale perché contribuisce alla protezione delle armature metalliche dalla corrosione e permette di realizzare l’aderenza tra il sistema di post-tensione e il calcestruzzo circostante.
Una delle principali problematiche è rappresentata dalla presenza di vuoti all’interno delle guaine, che possono derivare da un’iniezione incompleta o non correttamente eseguita.
Tali discontinuità possono favorire, in presenza di acqua e di altre condizioni aggressive, l’innesco di fenomeni corrosivi che interessano i trefoli metallici.
Il deterioramento può svilupparsi senza produrre immediatamente manifestazioni evidenti sulla superficie della struttura, rendendo particolarmente complessa l’individuazione precoce del problema.
Durante la relazione sono stati richiamati alcuni casi verificatisi nel Regno Unito e negli Stati Uniti, dove problematiche legate alla corrosione dei sistemi di post-tensione hanno comportato interventi urgenti, chiusure di ponti e significative ripercussioni sulla funzionalità delle reti infrastrutturali.
Moor ha inoltre ricordato come, a partire dalla seconda metà degli anni Novanta, siano stati introdotti in Europa requisiti e procedure più rigorosi per migliorare l’affidabilità delle operazioni di iniezione.
Questo percorso di evoluzione normativa e tecnica ha contribuito a ridurre le criticità nelle realizzazioni successive.
Rimane tuttavia una particolare attenzione nei confronti delle opere costruite precedentemente all’introduzione di tali requisiti, per le quali possono sussistere maggiori incertezze sulle caratteristiche originarie dell’iniezione.
L’epoca di costruzione diventa quindi un elemento importante per orientare le priorità diagnostiche, pur non essendo sufficiente, da sola, a determinare l’effettivo stato di conservazione dell’infrastruttura.
Georadar e ultrasuoni: due tecnologie complementari per l’ispezione
La seconda parte dell’intervento, illustrata da Guido Tronca, ha approfondito le metodologie utilizzate per localizzare i cavi di post-tensione e individuare eventuali anomalie.
L’approccio descritto si basa sull’impiego combinato di due tecnologie non distruttive: georadar (GPR) e tomografia ultrasonica.
Le due metodologie sfruttano principi fisici differenti e forniscono informazioni complementari.
Il georadar utilizza onde elettromagnetiche ed è particolarmente efficace nell’individuazione degli elementi metallici presenti all’interno del calcestruzzo.
Gli ultrasuoni, invece, si basano sulla propagazione di onde elastiche e risultano sensibili alle discontinuità interne dei materiali, comprese quelle riconducibili a vuoti e fessurazioni.
La loro integrazione permette di costruire un percorso di indagine progressivo, articolato in più fasi.
La mappatura preliminare dei cavi mediante georadar
Il primo passaggio consiste generalmente nella localizzazione dei cavi e nella ricostruzione della loro geometria attraverso rilievi radar.
Le tecniche tradizionali prevedono l’acquisizione di dati lungo griglie di misura, mentre l’evoluzione degli strumenti ha portato allo sviluppo di sistemi multicanale, denominati array, capaci di acquisire grandi quantità di informazioni in tempi relativamente contenuti.
Questi dispositivi consentono di ottenere rappresentazioni tridimensionali del volume indagato, migliorando la possibilità di riconoscere armature ordinarie, guaine e altre caratteristiche costruttive.
L’elevata densità dei dati permette di ricostruire con maggiore precisione la posizione e l’andamento dei cavi, anche quando questi presentano traiettorie curve all’interno dell’impalcato.
La disponibilità di informazioni geometriche affidabili è particolarmente importante per pianificare le successive indagini ultrasoniche ed evitare interventi diretti non necessari.
Le acquisizioni radar possono inoltre fornire elementi utili per la valutazione di altri aspetti della durabilità, come la distribuzione delle armature e lo spessore del copriferro.
L’analisi delle ampiezze di riflessione può contribuire all’individuazione di aree caratterizzate da condizioni potenzialmente sfavorevoli, da interpretare comunque alla luce delle caratteristiche del materiale e delle condizioni di misura.
La tomografia ultrasonica per individuare le anomalie
Una volta ricostruito il percorso dei cavi, l’indagine può proseguire mediante scansioni ultrasoniche in corrispondenza delle zone considerate più significative.
Il principio diagnostico è legato alle caratteristiche delle onde riflesse dalle discontinuità presenti all’interno della struttura.
Riflessioni particolarmente intense possono risultare compatibili con la presenza di interfacce tra materiali differenti, inclusi eventuali vuoti d’aria.
L’interpretazione delle misure permette quindi di identificare aree che richiedono ulteriori approfondimenti.
Un aspetto importante sottolineato durante la relazione riguarda però i limiti di questa tecnica.
Una risposta ultrasonica anomala non rappresenta necessariamente la prova dell’esistenza di un difetto strutturalmente significativo.
Le riflessioni possono infatti essere generate anche da microfessurazioni, piccoli distacchi tra guaina e calcestruzzo o altre discontinuità che non corrispondono a un effettivo problema di iniezione interna.
Per questa ragione, l’indagine ultrasonica deve essere considerata uno strumento di selezione delle aree da verificare, piuttosto che un metodo capace di fornire autonomamente una diagnosi definitiva.
Il caso studio di un ponte nei pressi di Zurigo
Per illustrare concretamente le potenzialità dell’approccio integrato, è stato presentato un caso applicativo relativo a un ponte situato nei pressi di Zurigo, in Svizzera.
La struttura è costituita da un impalcato a tre campate, con dimensioni planimetriche indicative di circa 40 metri per 10 metri, caratterizzato da una soletta piena post-tesa e dalla presenza di cavi longitudinali e trasversali.
L’obiettivo dell’indagine era ricostruire la disposizione dei sistemi di post-tensione e individuare eventuali anomalie da sottoporre a verifiche dirette.
Acquisizione radar ad alta densità
La prima fase delle operazioni è stata eseguita mediante un sistema radar multicanale dotato di 50 canali di acquisizione, caratterizzato da spaziature molto ridotte tra gli elementi sensibili.
La strumentazione ha consentito di raccogliere dati ad altissima densità in un tempo indicativo di circa mezz’ora per l’acquisizione descritta.
L’elaborazione delle informazioni ha restituito rappresentazioni dell’interno dell’impalcato a profondità differenti.
Attraverso queste visualizzazioni è stato possibile riconoscere dapprima gli strati di armatura ordinaria e successivamente l’andamento dei cavi di post-tensione, che scendevano progressivamente verso l’intradosso della struttura.
La qualità delle acquisizioni ha permesso di individuare in modo soddisfacente i cavi presenti nelle porzioni esaminate.
Un ulteriore vantaggio è stato rappresentato dalla possibilità di analizzare non soltanto le ampiezze dei segnali radar, ma anche le informazioni associate alla loro fase, contribuendo a una lettura più dettagliata delle caratteristiche interne.
Inoltre, la stessa campagna di indagine ha consentito di ricavare informazioni utili per la mappatura delle armature e l’individuazione di zone con copriferro ridotto o potenzialmente esposte a condizioni di degrado.
Le verifiche ultrasoniche e il confronto con le indagini dirette
Dopo la mappatura radar sono state eseguite scansioni ultrasoniche trasversali ai cavi, distribuite in circa 40 postazioni di misura, prevalentemente lungo il tratto superiore del loro sviluppo.
L’interpretazione dei dati è stata condotta sulla base dell’intensità delle riflessioni, utilizzando criteri relativi di valutazione coerenti con gli approcci diagnostici consolidati.
Le zone caratterizzate da risposte più significative sono state considerate meritevoli di approfondimento.
Successivamente sono state effettuate verifiche dirette attraverso aperture localizzate ed esami endoscopici.
Il confronto tra risultati tomografici e osservazioni dirette ha evidenziato un elemento di particolare interesse: alcune delle anomalie individuate mediante ultrasuoni non corrispondevano a difetti di iniezione strutturalmente rilevanti.
In diversi casi, infatti, la risposta strumentale era riconducibile alla presenza di aria in piccole discontinuità, come microfessurazioni o distacchi localizzati tra guaina e calcestruzzo.
Il caso studio ha quindi confermato il carattere cautelativo dell’indagine ultrasonica e la necessità di affiancarla a osservazioni dirette opportunamente selezionate.
L’obiettivo non è eliminare completamente le verifiche invasive, ma ridurne il numero e concentrarle nei punti in cui possono fornire il massimo contributo conoscitivo.
Dal rilievo diagnostico al gemello digitale dell’infrastruttura
Un altro aspetto affrontato durante la presentazione riguarda la gestione e la conservazione delle informazioni raccolte nel corso delle campagne di indagine.
Nel caso illustrato, i risultati delle diverse tecniche diagnostiche sono stati integrati all’interno di una piattaforma digitale destinata a raccogliere l’insieme dei dati relativi all’infrastruttura.
Il sistema, sviluppato in accordo con la committenza, è stato descritto come un vero e proprio gemello digitale del ponte, nel quale confluiscono le informazioni geometriche, i risultati strumentali e le valutazioni effettuate.
I parametri di attenzione definiti insieme alle autorità locali sono stati organizzati in forma tabellare, così da renderli consultabili e utilizzabili anche nelle successive attività di gestione.
Il valore di questa impostazione risiede soprattutto nella continuità delle informazioni.
I risultati delle indagini, infatti, non rimangono confinati all’interno di una singola relazione tecnica, ma diventano parte di una base conoscitiva strutturata, aggiornabile nel tempo.
Questo permette di confrontare campagne diagnostiche successive, documentare l’evoluzione delle eventuali anomalie e supportare decisioni più consapevoli in materia di manutenzione.
La digitalizzazione del processo diagnostico assume dunque un ruolo strategico nel passaggio da una gestione prevalentemente reattiva delle infrastrutture a una gestione maggiormente preventiva e basata sui dati.
Le prospettive future: radar 4D e tecniche avanzate di elaborazione
La parte conclusiva dell’intervento ha affrontato alcune delle direzioni verso cui si sta orientando la ricerca nel campo della diagnostica non distruttiva.
Tra queste figurano l’evoluzione del georadar verso applicazioni temporali, il miglioramento dell’interpretazione delle misure ultrasoniche e l’impiego di algoritmi avanzati di inversione dei dati.
Dal radar tridimensionale al monitoraggio 4D
Una delle prospettive più interessanti riguarda il passaggio dal radar 3D al cosiddetto radar 4D, nel quale alle tre dimensioni spaziali viene aggiunta la dimensione temporale.
Il principio consiste nell’eseguire acquisizioni periodiche sulla stessa struttura, così da confrontare i risultati ottenuti in momenti differenti.
Questo approccio potrebbe consentire di riconoscere variazioni delle caratteristiche elettromagnetiche nel tempo, offrendo ulteriori elementi per individuare fenomeni evolutivi.
L’obiettivo è trasformare il rilievo radar da semplice fotografia delle condizioni dell’infrastruttura a strumento di controllo periodico.
Le variazioni osservate, opportunamente interpretate e verificate, potrebbero contribuire all’aggiornamento delle priorità di intervento e all’organizzazione delle attività manutentive.
Si tratta di una prospettiva particolarmente significativa nell’ambito della gestione di patrimoni infrastrutturali estesi, dove la disponibilità di criteri oggettivi di prioritizzazione rappresenta un’esigenza fondamentale.
Ultrasuoni: migliorare l’affidabilità e ridurre i falsi positivi
Un’altra linea di sviluppo riguarda il miglioramento delle tecniche di elaborazione dei segnali ultrasonici.
Come evidenziato nel corso della relazione, gli attuali metodi di valutazione tendono a privilegiare un approccio prudenziale, che può portare all’individuazione di numerose anomalie successivamente non confermate dalle verifiche dirette.
Questa caratteristica, pur essendo utile per limitare il rischio di trascurare situazioni potenzialmente critiche, può comportare un aumento delle attività di controllo e dei relativi costi.
La ricerca sta quindi esplorando criteri di interpretazione più avanzati, basati sull’analisi combinata di parametri differenti.
In particolare, sono stati richiamati studi sviluppati anche in Giappone che approfondiscono l’utilizzo dell’ampiezza e della fase dei segnali ultrasonici per migliorare la capacità di distinguere le diverse tipologie di discontinuità.
La prospettiva è ottenere diagnosi più selettive, capaci di ridurre i falsi positivi senza compromettere l’affidabilità complessiva dell’indagine.
Full Waveform Inversion: una nuova frontiera per la ricostruzione dei difetti
Tra le tecnologie emergenti presentate figura anche la Full Waveform Inversion (FWI), metodologia già utilizzata in diversi ambiti della geofisica e oggi oggetto di interesse per applicazioni diagnostiche più specialistiche.
Il metodo si basa sull’elaborazione numerica dell’intera forma d’onda acquisita durante le misurazioni.
A partire da un modello iniziale del mezzo indagato, vengono simulate le risposte che ci si aspetterebbe di registrare in determinate condizioni.
I risultati della simulazione sono quindi confrontati con i dati sperimentali effettivamente misurati.
Attraverso un processo iterativo, il modello viene progressivamente modificato per ridurre gli scarti tra risposta teorica e risposta osservata.
Questo procedimento consente di ricostruire le caratteristiche del volume analizzato con un livello di dettaglio potenzialmente superiore rispetto alle interpretazioni basate soltanto su singoli parametri del segnale.
Nel caso dei sistemi di post-tensione, l’interesse è rivolto soprattutto alla possibilità di rappresentare contemporaneamente materiali e discontinuità differenti, come calcestruzzo, elementi metallici, guaine e vuoti d’aria.
Durante la presentazione è stato illustrato il lavoro di un gruppo di ricerca e sviluppo impegnato nell’adattamento di questa metodologia alle problematiche diagnostiche dei sistemi di post-tensione.
I risultati presentati indicano potenzialità interessanti per il riconoscimento delle diverse componenti interne, anche se il trasferimento di questi approcci alla pratica operativa richiede ulteriori sviluppi e validazioni.
Verso una diagnostica integrata e una manutenzione più consapevole
L’esperienza illustrata a FABRE 2026 evidenzia come la valutazione dei sistemi di post-tensione nei ponti esistenti richieda un approccio integrato, nel quale differenti metodologie contribuiscono a costruire un quadro conoscitivo progressivamente più affidabile.
Il georadar consente di localizzare i cavi, ricostruirne l’andamento e acquisire informazioni sugli elementi costruttivi presenti all’interno dell’impalcato.
La tomografia ultrasonica permette di individuare anomalie compatibili con la presenza di discontinuità e vuoti, selezionando le aree che necessitano di ulteriori verifiche.
Le osservazioni dirette, infine, consentono di confermare o chiarire le indicazioni fornite dalle misure strumentali, limitando le incertezze interpretative.
La combinazione tra indagini non distruttive e controlli diretti mirati rappresenta quindi la soluzione più efficace per ridurre l’invasività delle verifiche senza rinunciare a un’impostazione diagnostica cautelativa.
Accanto all’evoluzione degli strumenti, assume un’importanza crescente anche la gestione digitale dei dati, che permette di conservare nel tempo le informazioni raccolte e utilizzarle come riferimento per successive campagne di controllo.
Le prospettive aperte dal radar 4D, dalle nuove tecniche di analisi ultrasonica e dagli algoritmi di Full Waveform Inversion indicano inoltre la possibilità di sviluppare sistemi diagnostici sempre più precisi e orientati al monitoraggio dell’evoluzione delle condizioni strutturali.
Il messaggio conclusivo dell’intervento è chiaro: la sicurezza e la durabilità dei ponti post-tesi dipendono sempre più dalla capacità di conoscere le condizioni reali delle strutture, individuare tempestivamente le criticità e programmare gli interventi prima che il degrado produca conseguenze significative.
In questo scenario, l’innovazione diagnostica non rappresenta soltanto un progresso tecnologico, ma diventa uno strumento concreto per migliorare l’efficienza della manutenzione, contenere i costi nel ciclo di vita e preservare la funzionalità del patrimonio infrastrutturale esistente.
DI SEGUITO LA RELAZIONE INTEGRALE DI GIANNI MOOR E GUIDO TRONCA.
Il testo è stato elaborato grazie alla videoregistrazione dell’intervento, con l’ausilio di strumenti di IA (ChatGpT).