Applicazione del metodo FMEA per la
valutazione di affidabilità delle strutture
Application of FMEA method for assessment of
reliability of structures
Maurizio Nicolella*, Claudio Scognamillo*
* Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Ambientale, Università degli Studi di Napoli Federico II, Piazzale V. Tecchio 80, 80125, Napoli, mail: maurizio.nicolella@unina.it;
claudio.scognamillo@unina.it
Abstract Negli ultimi anni sono stati proposti diversi metodi finalizzati ad
ap-profondire il tema del degrado e dell’affidabilità dei componenti edilizi1, con lo
scopo principale di prevenire deficit prestazionali in generale, e soprattutto guasti imprevisti ed improvvisi in particolare. Questo topic rappresenta un elemento di forte competitività nel panorama delle professioni e dell’imprenditoria, e viene a trovarsi in perfetta sintonia con il trend palesemente manifestato dal quadro nor-mativo, particolarmente nel campo delle strutture. Una delle metodologie che è possibile applicare per la verifica dell’adeguatezza di un componente alle sue spe-cifiche prestazionali, e che appartiene al campo del Risk Management, è FMEA, un acronimo inglese che in italiano viene usualmente tradotto come “analisi dei modi potenziali di guasto”. Questa metodologia analizza un progetto dal punto di vista della sua affidabilità prima che questo venga portato in attuazione e tradotto in pratica. Per consentire tale verifica vengono preventivamente analizzati i com-ponenti sotto forma di disegni, specifiche tecniche, flussi, informazioni, norme, capitolati, ecc., ovvero tutti gli elementi che di fatto costituiscono la documenta-zione del lavoro da effettuare e le conoscenze disponibili sull’argomento. Molte sono state le applicazioni di FMEA ai diversi componenti edilizi, ed è da ritenersi di particolare interesse – alla luce della recrudescenza di eventi sismici dell’ultimo decennio, ma anche del palesarsi di difetti strutturali anche di una certa gravità – un utilizzo proprio nel campo delle strutture, di notevole attualità nel periodo in cui ci si interroga sulla possibilità di adeguamento del patrimonio edilizio rispetto agli eventi sismici, ma ci si pone anche il problema delle modalità e criteri della inevitabile ricostruzione di quanto non c’è più. Nel presente articolo viene propo-sta una esemplificazione applicata ad una struttura in conglomerato cementizio
1 cfr., ad esempio: UNI 11156-2; Stochastic, deterministic, statistical and artificial intelligence
based models to predict the service life of rendered facades, Silva, A., Gaspar, P. L. and Brito, J; Rat-ing buildRat-ing asset degradation with efficiency indexes, Re Cecconi, F., Dejaco, M. C. and Maltese, S, entrambi in XII DBMC Proceedings, S. Paolo del Brasile, 2014.
armato, dalla quale è possibile evincere gli item di maggior criticità e le modalità di prevenzione di eventi negativi.
Abstract In the last years several methods have been proposed, aimed to
ex-plore the theme of degradation and reliability of building components, with the main purpose of preventing performance deficits in general, and especially from sudden and unforeseen faults. This topic is an element of strong competitiveness in the world of professionals and business, and fits with the trend clearly demon-strated by the regulatory framework, particularly in the field of structures.
One of the methods that can be used to assess the suitability of a component to its performance specifications, and which belongs to the field of Risk Manage-ment, is FMEA, (Failure Modes and Effects Analysis). This methodology analyz-es a project from the point of view of its reliability before it is carried out and real-ized. To allow this verification the components are firstly verified in the form of drawings, technical specifications, flow-charts, information, standards, etc. that are all the elements that make up the documentation of the work to be performed and the knowledge that is available on the subject. There have been many applica-tions of FMEA on building components, and it is of particular interest - consider-ing the recrudescence of seismic events of the last decade, but also the emergence of structural defects, even of a certain gravity – for the use in the field of struc-tures. This is of a considerable relevance in a period when there are issues about the possibility of adaptation of the real estate to earthquakes, but it also raises the argument of the modalities and the criteria leading the inevitable reconstruction of what no longer exists. In this article an example of application to a reinforced con-crete structure is shown, from which it is possible to notice the most critical items and the modalities for preventing negative events.
Keywords: FMEA; affidabilità delle strutture; Risk Management.
1.
Introduzione
Nello sviluppo delle fasi di un processo edilizio, accade troppo spesso che le migliori aspettative che accompagnano l’ideazione di un edificio, subiscano poi un ridimensionamento dell’efficacia dei risultati a causa del manifestarsi di una serie di errori e difetti di varia natura. Ciò si concretizza sostanzialmente con sintomi di degrado o con guasti imprevisti riconducibili direttamente ad errori od omissioni durante la fase di progetto, errori di esecuzione o scostamenti immotivati dal pro-getto durante la fase esecutiva, errori in fase di gestione o manutenzione.
Ne derivano deficit prestazionali dell’edificio e/o delle sue parti, a volte prima ancora di iniziare ad assolvere alle proprie funzioni.
Una delle metodologie che possono essere impiegate al fine di verificare l’adeguatezza di un componente alle sue specifiche prestazionali, e di prevenire i
rischi conseguenti ad errori riconducibili alle fasi di progetto/processo è rappre-sentata dalla FMEA, acronimo inglese traducibile come “analisi dei modi poten-ziali di guasto” o “analisi dei modi e degli effetti dei guasti”. Si tratta di un model-lo previsionale incentrato sulla stima del rischio di non funzionamento dell’organismo edilizio o di un suo componente, ed è indirizzato alla individua-zione di tutti i possibili guasti che potrebbero manifestarsi durante la sua vita utile a causa di errori progettuali e/o esecutivi, al fine di prevenirli o comunque di miti-garne gli effetti.
Nel campo strutturale, l’applicazione di tale metodologia può costituire uno strumento molto interessante in un’ottica di valutazione dell’affidabilità e di pre-venzione rispetto al concretizzarsi di difetti strutturali, specialmente alla luce di quanto osservato in occasione degli ultimi eventi sismici.
In questo lavoro si propone l’applicazione della metodologia nella fase di pro-gettazione ad una struttura in conglomerato cementizio armato, focalizzando l’attenzione in particolare su un elemento costruttivo (il pilastro), analizzando in questo modo le criticità potenzialmente generatrici di guasti e le azioni correttive più appropriate per evitarle.
2.
Caratteristiche e fasi di FMEA
La metodologia FMEA (Failure Modes and Effects Analysis), come è noto, ha lo scopo di analizzare preliminarmente un processo, prodotto o sistema, dal punto di vista dell’affidabilità che questo sia in grado di garantire, al fine di identificarne le modalità di guasto, analizzarne gli effetti ed identificare le soluzioni per evitar-ne il riprodursi.
La FMEA consente quindi di individuare le cause fondamentali di tutti i possi-bili guasti e di intervenire preventivamente con azioni correttive, in funzione della probabilità che si verifichi o meno il guasto, della gravità dei suoi effetti ed anche della diagnosticabilità di questi.
Gli obiettivi principali dell’analisi sono riassumibili come segue: l) identificare le potenziali modalità di guasto durante il ciclo di vita; 2) definire gli approfondimenti e le verifiche da effettuare;
3) fissare le priorità degli interventi;
4) individuare le azioni correttive e gli interventi con le relative responsabilità; 5) documentare le scelte eseguite.
Il processo si basa principalmente sulla possibilità di scomporre il sistema complesso in sistemi semplici (componenti) e legami (interazioni) esistenti tra es-si; ed ancora di ricomporre il quadro operativo di azioni correttive come somma di tutte le soluzioni definite dall' analisi eseguita sugli elementi singoli. In questi termini, viene avvalorata la definizione secondo cui l'affidabilità di un sistema ri-sulta essere la somma dell'affidabilità delle parti che lo compongono e delle intrazioni che queste si scambiano reciprocamente fra di loro o con gli elementi e-sterni al sistema stesso.
L’esecuzione dell’analisi FMEA viene condotta attraverso le seguenti fasi: Analisi Qualitativa: è l'analisi di tutti i potenziali modi di guasto, associati alle loro cause ed effetti.
Analisi Quantitativa: in questa fase i tre elementi analizzati (modo di guasto, causa ed effetto) vengono presi in considerazione associandovi un giudizio di va-lore su criteri predefiniti, su una scala di valori da 1 a 5, utilizzando lo standard della norma militare americana MILD - STD - 1629A e della normativa SAE JI 739 (Potential Failure and Effects Analysis for Design) che permette di calcolare un indice di priorità del rischio (RPN), come prodotto dei seguenti fattori:
Occurrence:frequenza con cui una determinata causa di guasto si manifesterà;
Severity: gravità della peggiore conseguenza potenziale;
Detection: facilità con cui un guasto può essere rilevato.
Tale indice, con valori compresi tra 1 e 125, esprime la criticità complessiva di una “failure” alla luce della gravità del suo effetto, della probabilità che ha di veri-ficarsi e della facilità con cui si riesce a diagnosticarla. In altri termini, il RPN sta-bilisce quanto possa essere pericoloso un potenziale evento.
Fase correttiva: Dopo aver opportunamente ordinato le modalità di guasto se-condo il RPN, è necessario che vengano decise le azioni correttive al fine di per-mettere un maggiore controllo e investigazione delle cause in esame.
La metodologia FMEA permette quindi di acquisire una visione generale ed e-saustiva di tutti gli scenari di degrado a cui potrebbe essere soggetta l'opera zia durante la sua vita utile. Attraverso un’analisi sistematica dell'organismo edili-zio ripartito nelle sue componenti fondamentali, permette dunque di ricavare informazioni indispensabili per una programmazione della manutenzione, fornen-do un quadro completo dei potenziali scenari di degrafornen-do che potrebbero portare l'organismo edilizio ad uno stato di non funzionamento; quest'ultimo può essere riconducibile alle diverse fasi del processo edilizio, ovvero:
- fase decisionale: problemi determinati da incompatibilità chimico- fisiche o meccaniche di materiali e/o prodotti accostati fra loro;
- fase esecutiva: problemi indotti da guasti manifestatisi durante le fasi di tra-sporto, stoccaggio e posa in opera dei componenti edilizi.
- fase gestionale: problemi dovuti al degrado dei prodotti utilizzati (utilizzo scorretto).
3.
Metodologia FMEA applicata ad una struttura in
conglomerato cementizio armato: analisi dell’elemento
costruttivo pilastro
Il presente lavoro riguarda l’applicazione della metodologia FMEA ad una struttura intelaiata in conglomerato cementizio armato, riferendo lo studio ad un elemento ritenuto particolarmente rappresentativo: il pilastro. Si è potuto, infatti
osservare nel corso degli interventi di risanamento strutturale degli ultimi decenni, come esso sia interessato da una ricorrenza particolarmente elevata di difetti di e-secuzione e di patologie di degrado. A tal fine si è analizzato come caso studio un pilastro al primo ordine di un edificio per civile abitazione, posto all’esterno (Fig. 1), con esposizione ad ambiente cittadino, in prossimità del mare.
Fig. 1- Localizzazione del pilastro oggetto di analisi
3.1 Caratterizzazione della soluzione tecnica e delle condizioni
ambientali
Il primo step per l'applicazione dell'analisi FMEA è quello di caratterizzare la soluzione tecnica attraverso gli elementi funzionali di cui essa è costituita. Tale operazione si basa sull'individuazione di tutti i componenti del prodotto e delle lo-ro caratteristiche, nonché dell'ambiente in cui lo stesso può essere posto.
Lo studio della soluzione tecnica individuata è stato eseguito quindi mediante una dettagliata analisi relativa a morfologia, topologia delle relazioni con gli altri componenti e composizione merceologica degli elementi costitutivi: nella figura 2 la rappresentazione schematica della sezione del pilastro con gli elementi costi-tuenti il sistema tecnologico.
Un ulteriore step fondamentale per la definizione dei potenziali scenari di de-grado è la determinazione degli agenti sollecitanti che, in accordo con la defini-zione di agente fornita dalla norma UNI 8290-3:1987, possono essere classificati nelle seguenti categorie: a) agenti naturali; b) agenti artificiali; c) agenti dovuti al-la concezione dell’edificio; d) agenti dovuti all'utilizzo degli edifici.
Allo scopo di identificare gli agenti presenti nell'ambiente interno e quello e-sterno, sono state redatte apposite tabelle sulla base di modelli forniti dalla su ri-chiamata Norma UNI e dalla ISO 6242 non riportate per motivi di brevità.
E’ il caso di sottolineare come per l’elemento prescelto assume particolare im-portanza il quadro degli agenti sollecitanti. In particolare:
- Per quanto riguarda gli agenti naturali, il calcestruzzo è ormai da anni scelto dal progettista in funzione dell’ambiente, secondo le classi di cui al prospetto 1 della norma UNI 11104:2004, con le adeguate considerazioni sul prospetto 4 per quanto riguarda rapporto A/C, minima classe di resistenza; minimo conte-nuto di cemento; conteconte-nuto % in aria; aggregati; tipo di cemento.
- Sarebbe, poi, buona norma che anche le caratteristiche della finitura e dell’intonaco fossero determinate non solo rispetto a prestazioni di natura pre-valentemente estetica, ma anche valorizzando il contributo che essi possono fornire in termini di durabilità del calcestruzzo oltre che di sé stessi.
- Per quanto riguarda le altre classi di agenti, non sembra inutile evidenziare la necessità di ogni più adeguata considerazione di agenti meccanici (quali peso, forze di diversa natura, vibrazioni, energia cinetica), agenti elettromagnetici (come l’irraggiamento), agenti termici (come ad esempio il cosiddetto shock termico), agenti chimici (come l’acqua, in particolare se veicola agenti aggres-sivi), e agenti biologici (quali i microrganismi).
Fig. 2 – Scomposizione funzionale schematica del pilastro per la individuazione degli e-lementi da inserire nella colonna 1 della tabella di analisi qualitativa (item/function)
3.2
Analisi funzionale
L'analisi funzionale ha l’obiettivo di comprendere come si comporta la soluzione tecnica attraverso i suoi elementi, deputati ciascuno allo svolgimento di determi-nate funzioni: il modello così definito permette di comprendere accuratamente il comportamento del sistema a fronte degli agenti sollecitanti.
Pertanto è stata eseguita una prima divisione funzionale che si identifica diret-tamente con la divisione fisica del sistema in componenti o sotto-sistemi. Sono state utilizzate tre tabelle, dette List of Functions, che corrispondono a:
- Funzioni utente (Fu): corrispondenti ai requisiti essenziali per i quali il prodot-to è realizzaprodot-to e che soddisfano direttamente le esigenze dell'utente finale; - Funzioni tecniche (Ft): che permettono al singolo componente edilizio di
arri-vare a svolgere le funzioni utente;
- Funzioni fondamentali (Ff): funzioni che garantiscono in ogni caso il soddisfacimento di vincoli primari, quali la conformità.
3.3
Analisi processuale
Dopo la FMEA di Progetto, ovvero quell'analisi eseguita sul componente della progettazione descritto da disegni, prototipi, processi, componenti ed interazioni, così come è stato concepito e definito dal progettista, lo step successivo concerne la FMEA di Processo, ovvero quell'analisi condotta sui processi tecnologici che si intendono mettere in pratica per realizzare il manufatto e sull'individuazione dei potenziali problemi che si manifestano in fase di esecuzione.
Evidenziate le fasi esecutive:
0: Stoccaggio materiali; 1: Posa delle casseforme e getto del cls; 2: Presa ed indu-rimento del cls; 3: Posa in opera dell’intonaco; 4: Posa in opera dello strato di ri-vestimento e finitura, vengono poi identificate per ognuna di esse le criticità con-nesse ai diversi errori possibili già in fase di progettazione con gli effetti che si ripercuotono sull’elemento oggetto di analisi.
3.4
Analisi qualitativa
Quella dell’analisi qualitativa rappresenta la fase più caratterizzante della me-todologia; essa si propone l'obiettivo di identificare gli scenari di degrado (es. fes-surazioni, alterazioni cromatiche), le cause (es. shock termici, inquinamento), le conseguenze (es. effetti su stabilità, permeabilità).
Il degrado di un elemento, come visto, non comporta necessariamente il non funzionamento dell'intero sistema tecnologico, ma potrebbe determinare cambia-menti strutturali e quindi sollecitazioni inattese negli strati successivi; di conse-guenza, vengono determinati non solo i degradi relativi ai diversi componenti, ma soprattutto gli scenari dei degradi che potrebbero determinare nel corso del tempo la crisi dell'intero sistema. Quest'analisi è di tipo iterativo e consente di determina-re una lista di tutti i potenziali scenari che conducono il pilastro in c.a. in una con-dizione di non funzionamento, ed anche – naturalmente – di evidenziare le azioni correttive verificandone l’efficacia in termini di diminuzione di RPN.
Sono state redatte quattro tabelle, ciascuna riferita ai quattro elementi del si-stema (strato di finitura, intonaco, calcestruzzo, armature metalliche): nella figura 3 si riporta quella relativa al calcestruzzo.
3.5
Event Driven Graph
Ultimo step fondamentale per completare l' analisi FMEA è la determinazione degli agenti presenti nel contesto ambientale in cui si trova l’elemento oggetto di analisi; attraverso l'elaborazione dell' Event Driven Graph è possibile ottenere un quadro completo di tutti i possibili scenari di degrado causati dagli agenti
indivi-E L E M E N T O F U N Z IO N E M O D O P O T E N Z IA L E D I G U A S T O E F F E T T I P O T E N Z IA L I D E L G U A S T O S E V E R IT Y C A U S E P O T E N Z IA L I D E L G U A S T O O C C U R R E N C E N O R M A L I C O N T R O L L I D I P R O G E T T O D E T E C T IO N R P N A Z IO N I R A C C O M A N D A T E S E V E R IT Y O C C U R R E N C E D E T E C T IO N R P N o s s id a z io n e a rm a tu re m e ta ll ic h e e rr a to r a p p o rt o a / c c o n tr o ll o d e l m ix -d e s ig n il m ix d e s ig n d e v e e s s e re a tt e n ta m e n te v a lu ta to i n re la z io n e a ll e c o n d iz io n i a m b ie n ta li d u ra n te l a f a s e d i g e tt o ri d o tt e c a ra tt e ri s ti c h e m e c c a n ic h e c o n d iz io n i a m b ie n ta li n o n a d e g u a te d u ra n te la m a tu ra z io n e c o n tr o ll o d e ll e m o d a li tà d i p o s a d e l c a lc e s tr u z z o u ti li z z o d i u n a t ip o lo g ia d i c e m e n to n o n e s o te rm ic a p e r c o n te n e re l a p ro d u z io n e d i c a lo re i n f a s e d i p re s a e in d u ri m e n to d e ll a p a s ta c e m e n ti z ia m a n c a to r is p e tt o d e ll e t e m p is ti c h e p e r la c o rr e tt a p re s a e d p re li e v o d i c a m p io n i s e c o n d o n o rm a ti v a il D .L L . d e v e e ff e tt u a re t u tt i i d o v u ti c o n tr o ll i p e r v e ri fi c a re l a g iu s ta m a tu ra z io n e d e l c ls m a n c a ta / e rr a ta v ib ra z io n e v e ri fi c a d e ll a c o rr e tt a m a tu ra z io n e p e r li m it a re la p o ro s it à c o n tr o ll o d e l ra p p o rt o a / c c o n e v e n tu a le v a lu ta z io n e d e ll a n e c e s s it à d i a d d it iv i fl u id if ic a n ti p e r a v e rl o < 0 ,5 a m b ie n te d i e s p o s iz io n e c o n e le v a te e s c u rs io n i te rm o ig ro m e tr ic h e c o n tr o ll o d e ll a e s a tt a p o s iz io n e d e ll e a rm a tu re n e ll e c a s s e fo rm e ri d o tt a i n te g ri tà d e g li s tr a ti p ro te tt iv i c o n tr o ll o d e ll a f a s e d i s p a n d im e n to , v ib ra z io n e e c o s ti p a m e n to o s s id a z io n e d a c a rb o n a ta z io n e c o n tr o ll o q u o ti d ia n o d e ll a m a tu ra z io n e d e ll 'o p e ra n e ll a fa s e p o s t g e tt o ri d u z io n e d e ll e c a ra tt e ri s ti c h e m e c c a n ic h e n e l te m p o e rr a to m ix d e s ig n c o n tr o ll o d e ll m ix d e s ig n il m ix d e s ig n d e v e e s s e re a tt e n ta m e n te v a lu ta to i n re la z io n e a ll e c o n d iz io n i a m b ie n ta li d u ra n te l a f a s e d i g e tt o in n e s c o d e ll a c a rb o n a ta z io n e m a n c a ta / e rr a ta v ib ra z io n e c o n tr o ll o d e ll e m o d a li tà d i p o s a d e l c a lc e s tr u z z o il D .L L . d e v e e ff e tt u a re t u tt i i d o v u ti c o n tr o ll i p e r v e ri fi c a re l a g iu s ta m a tu ra z io n e d e l c ls in fi lt ra z io n e d i c lo ru ri n e l c ls s c a rs a l a v o ra b il it à d e l c a lc e s tr u z z o v e ri fi c a d e ll a c o rr e tt a m a tu ra z io n e c o n tr o ll o d e l ra p p o rt o a / c c o n e v e n tu a le v a lu ta z io n e d e ll a n e c e s s it à d i a d d it iv i fl u id if ic a n ti p e r a v e rl o < 0 ,5 in s u ff ic ie n z a d e l c o p ri fe rr o c o n c o n s e g u e n te o s s id a z io n e d e ll e a rm a tu re e rr o ri n e l d is a rm o u ti li z z a re u n a t ip o lo g ia d i c e m e n to n o n e s o te rm ic a c o n te n e n e d o l a p ro d u z io n e d i c a lo re i n f a s e d i p re s a e in d u ri m e n to d e ll a p a s ta c e m e n ti z ia c o n tr o ll o d e ll a e s a tt a p o s iz io n e d e ll e a rm a tu re n e ll e c a s s e fo rm e c o n d iz io n i d i e s e rc iz io n o n p re v is te i n f a s e p ro g e tt u a le v e ri fi c a re l a c o rr is p o n d e n z a d e ll e c a ra tt e ri s ti c h e d e i m a te ri a li c o n i r e q u is it i te c n ic i p ro g e tt u a li d u ra n te l 'e s e c u z io n e d e ll 'o p e ra il p ro g e tt o e s e c u ti v o d e v e te n e re i n c o n s id e ra z io n e l e re a li c o n d iz io n i te rm o ig ro m e tr ic h e i n r e la z io n e a ll a d e s ti n a z io n e d e ll 'e d if ic io in c re m e n to d e i c a ri c h i a g e n ti m o n it o ra re g li s p o s ta m e n ti e g li e v e n tu a li q u a d ri f e s s u ra ti v i (a n c h e s u g li e le m e n ti n o n s tr u tt u ra li ) d u ra n te l a v it a u ti le d e ll 'o p e ra in a d e g u a to d im e n s io n a m e n to fe s s u ra z io n i d if fu s e 2 CALCESTRUZZO e le m e n to s tr u tt u ra le c o m p o s to d a c e m e n to , i n e rt i g ro s s i e f in i, e d a c q u a , c h e h a la fu n z io n e d i s o p p o rt a re le s o ll e c it a z io n i d i c o m p re s s io n e in d o tt e d a i c a rr ic h i g ra v it a z io n a li e d a i c a ri c h i s is m ic i [C 2 5 / 3 0 ] fe s s u ra z io n i 5 4 4 0 4 2 1 8 4 1 1 4 d e fo rm a z io n i v is c o s e in c re m e n to d e g li s p o s ta m e n ti n e l te m p o s o tt o c a ri c o c o s ta n te ( fl u a g e ) 3 2 5 3 0 n id i d i g h ia ia e / o l a c u n e c o n e s p o s iz io n e d e ll e a rm a tu re 5 3 2 3 0 1 1 2 2 in c re m e n to d e ll e v ib ra z io n i in d o tt e d a c a ri c h i d in a m ic i
duati nella fase precedente, che possono portare nel tempo il sistema verso uno stato di degrado e/o di guasto.
Nella figura 4 si evidenzia, a titolo di esempio, come la sola penetrazione di acqua al di sotto degli strati superficiali (finitura, intonaco e copriferro) possa co-stituire l’innesco di un processo di degrado che può portare alla crisi strutturale dell’elemento. L’analisi di questo schema, unitamente alla When & Why Matrix, porta alla individuazione delle fasi critiche e della loro successione, ma anche del le cause che più frequentemente presiedono ai guasti, rappresentando così un mo-mento fondamentale per la identificazione delle azioni correttive da attuare.
Fig. 4 Event Driven Graph relativo alla penetrazione di acqua
Nell’esempio di figura 3 le azioni correttive che consentono di diminuire sensi-bilmente i valori di RPN (40-8; 30-4; 30-2) sono:
- la valutazione delle condizioni ambientali nello specifico periodo metereologi-co di svolgimento dei getti, anche in riferimento al metereologi-contesto microclimatimetereologi-co;
A CQ U A ST R A TO D I FIN IT U R A EF FL O R ES C EN ZA ES FO LIA ZIO N E E M A CC H IE D EG RA D O IN TO N A C O C IV IL E EF FL O R ES C EN ZA RIG O N FIA M EN TO FE SS U R A ZIO N E D IS TA CC O C A LC ES TR U ZZ O C A R BO N A TA ZIO N E FE SS U RA ZIO N E LA CU N A C O N ES PO SIZ IO N E D EL LE A RM A TU RE A R M A TU R E M ET A LL IC H E O SS ID A ZIO N E CO RR O SIO N E G U A ST O FA SE 1 FA SE 2 FA SE 3 FA SE 4 FA SE 5 FA SE 6 EV EN T D RIV EN G RA PH
- l’utilizzo di un cemento non esotermico per contenere la produzione di calore in fase di presa e indurimento;
- la programmazione di controlli di particolare severità in relazione a necessità di additivi, posizione delle armature nelle casseforme, fase di spandimento-vibrazione-costipamento, maturazione post getto, monitoraggio in fase di eser-cizio.
4.
Discussione e conclusioni
Dalla Criticality Matrix, che per brevità non si riporta, si rileva che i casi di al-tissima criticità (very high criticalities), caratterizzati da massimi punteggi dei due parametri di Severity e Occurrence, sono quelli che si manifestano di più rispetto agli altri casi (v . Fig. 5).
Fig. 5
Come si può notare da questa tabella, i casi di maggiore criticità dei guasti pos-sono riguardare più del 90% dei componenti che costituiscono il pilastro e di con-seguenza possono indurre al non funzionamento globale dell'elemento stesso.
Un ulteriore aspetto molto importante che emerge dall'analisi FMEA riguarda le probabili cause ed il momento in cui si verificano i guasti per ogni singolo componente del pilastro in cemento armato. Questi dati consentono di avere un quadro generale circa tutti i guasti che hanno origine dalla fase di progettazione del sistema oppure dalla fase del progetto esecutivo o ancora durante la fase di post-installazione del componente.
Inoltre, grazie alla redazione della When & Why Matrix (Fig. 6), che consente la valutazione del “quando” e del “perché” si verificano i guasti, si è potuto osser-vare come la maggior parte dei guasti (circa il 25%) e dei difetti possono deriosser-vare già da una sbagliata progettazione iniziale del pilastro. Un’alta percentuale dei guasti (circa il 20%) si verifica durante la fase di fabbricazione, in stabilimento oppure in cantiere, dei singoli componenti costituenti il pilastro, come ad esempio un’errata composizione e miscelazione del calcestruzzo, oppure una errata propor-zione di tutti i componenti necessari alla realizzapropor-zione degli intonaci.
Ancora, circa il 15% dei guasti che possono verificarsi sono dovuti ad errori nella fase di posa in opera, che comprende diverse attività: realizzazione delle cas-seforme, posizionamento delle armature, spandimento, vibrazione, costipamento, disarmo. Ulteriori guasti critici del pilastro (circa il 15%) sono poi dovuti all'umi-dità, ovvero proprio l’agente di cui alla Fig. 4, che appare particolarmente critico soprattutto perché presente in qualunque contesto.
Infine, circa il 15% dei guasti sono dovuti alle sollecitazioni che insistono sul pilastro (meccaniche, termiche, chimiche, cicli di gelo/disgelo e shock termici) ed in ultimo circa il 10% sono dovuti alle radiazioni solari.
In conclusione, la conoscenza del fenomeno che può condurre il componente edilizio al guasto consente da un lato di risalire al difetto generatore e più in gene-rale alle cause e agli errori commessi da determinati operatori del processo edilizio a partire dal guasto stesso, dall'altro di identificare i criteri per la messa a punto soluzioni idonee a riportare il sub-sistema sui livelli di prestazione programmati, attraverso una disattivazione preventiva dei fattori di disturbo.
Ne consegue che le indicazioni fornite dall’analisi delle priorità di rischio spin-gono da un lato verso una migliore allocazione delle risorse, in maniera tale che si possano prevenire in maniera più efficiente i rischi, dall’altro a migliorare le con-dizioni organizzative che riguardano la progettazione edilizia, il tutto finalizzato ad ottenere nel tempo una migliore gestione della qualità edilizia.
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