10.6092/issn.1973-9494/479
application/pdf
1973-9494
479
en
Antonio Sansone Santamaria
Conservation Science in Cultural Heritage
Setting up of a theoretical-experimental approach for the measurement of the vibrational impact on cultural heritages due to vehicular traffic
Text.Serial.Journal
https://conservation-science.unibo.it/
Articles
2007-12-12
2006-02-28
2015-11-02
237-359
CSCH
Antonio Sansone Santamaria
2006
10.6092/issn.1973-9494/479
237
1973-9494
en
359
Setting up of a theoretical-experimental approach for the measurement of the vibrational impact on cultural heritages due to vehicular traffic
https://conservation-science.unibo.it/article/download/479/467
    ESSA A PUNTO DI UNA PROCEDURA TEORICO-SPERIMENTALE
M   PER LA MISURA DELL’IMPATTO VIBRAZIONALE DOVUTO AL
    TRAFFICO VEICOLARE SUGLI EDIFICI DI INTERESSE STORICO-
    ARTISTICO
    ETTING UP OF A THEORETICAL-EXPERIMENTAL APPROACH
S   FOR THE MEASUREMENT OF THE VIBRATIONAL IMPACT ON
    CULTURAL HERITAGES DUE TO VEHICULAR TRAFFIC


Salvatore Barbaro, Giuseppe Barrera
Dipartimento di Ricerche Energetiche ed Ambientali
Università degli Studi di Palermo
Antonio Sansone Santamaria
Laboratorio di Fisica Dipartimento Provinciale di Palermo
ARPA Sicilia



1. Il problema del degrado dei Beni Culturali causato dalle vibrazioni da traffico

    Il passaggio dei veicoli causa vibrazioni che si trasmettono agli edifici circostanti sia
attraverso l’aria sia attraverso il suolo. Tra le vibrazioni che si trasmettono attraverso l’a-
ria vanno distinte quelle ad alta frequenza [50 ÷ 100 Hz] dovute alle vibrazioni dei moto-
ri dei grossi mezzi di trasporto da quelle legate alla velocità dei veicoli stessi. Le onde di
pressione, in entrambi i casi, causano negli edifici adiacenti vibrazioni di componenti
deformabili, quali porte e finestre, ma certamente non influenzano le parti più rigide degli
edifici stessi e, in particolare, la loro struttura portante. Le vibrazioni che si propagano
attraverso il suolo, caratterizzate da frequenze dominanti nell’intervallo [4 ÷ 20 Hz], sono         Quaderni di Scienza della Conservazione
generate dalla variazione delle forze di contatto tra le ruote e la superficie stradale [1] e
consistono sia in onde di compressione sia di taglio. Queste, attraverso la pavimentazio-
ne, la fondazione stradale e il terreno, giungono agli edifici adiacenti. L’esperienza ha
dimostrato che le vibrazioni verticali sono sempre maggiori di quelle orizzontali: cinque
volte rispetto a quelle trasversali e due volte quelle longitudinali. Le componenti verticali
delle vibrazioni sono amplificate nei solai, specialmente se in legno, mentre le compo-
nenti orizzontali causano oscillazioni che si risentono soprattutto ai piani alti degli edifici.
Vibrazioni di piccola ampiezza causano fastidio alle persone mentre vibrazioni di entità
maggiore possono provocare danni alle strutture. Tra queste quelle più vulnerabili sono
senz’altro i monumenti, spesso costruiti con materiali di basse caratteristiche meccani-

                                                                                                   237
                                                                                                   che e con fondazioni non adeguate. In molti casi siffatte strutture in vicinanza di strade di
                                                                                                   traffico intenso hanno mostrato danneggiamenti che potevano essere attribuiti alle vibra-
                                                                                                   zioni indotte da traffico.
                                                                                                       Negli ultimi anni, il continuo aumento della domanda di trasporto su gomma e su
                                                                                                   rotaia, legato al processo di sviluppo economico e sociale, ha dato luogo al fenomeno
                                                                                                   delle vibrazioni indotte dai mezzi di trasporto sollecitando la sensibilità delle popolazioni
                                                                                                   residenti e l’attenzione dei tecnici. Esso ha assunto sempre maggiore importanza in rela-
                                                                                                   zione sia all’aumentato numero di mezzi pesanti in circolazione sulle strade e alla realiz-
                                                                                                   zazione di nuove linee ferrate per il trasporto veloce delle merci e dei passeggeri, sia alla
S. Barbaro, G. Barrera, A.S. Santamaria - Messa a punto di una procedura teorico-sperimentale...




                                                                                                   diversa tipologia strutturale delle costruzioni moderne (più snelle e più leggere grazie ad
                                                                                                   un più razionale utilizzo dei materiali con migliori caratteristiche di resistenza meccani-
                                                                                                   ca). Nei centri storici delle città si possono individuare una serie di fattori concomitanti
                                                                                                   che tendono ad amplificare ulteriormente tale fenomeno:
                                                                                                   –   le sovrastrutture stradali maggiormente utilizzate nei centri storici sono spesso di tipo
                                                                                                       lapideo ed il loro impiego è dettato da motivi prevalentemente estetici;
                                                                                                   –   il non dimensionamento o la mancanza di manutenzione sono spesso causa di ele-
                                                                                                       vati livelli di irregolarità;
                                                                                                   –   nell’ottica di una politica di disincentivazione dell’uso dell’auto privata ai fini della ridu-
                                                                                                       zione dell’inquinamento atmosferico, l’incidenza dei veicoli pesanti per trasporto pub-
                                                                                                       blico nella composizione del traffico veicolare, già oggi rilevante, è destinata ad
                                                                                                       aumentare in futuro.
                                                                                                       In funzione di quanto sopra, il rumore e le vibrazioni indotte dal traffico veicolare ter-
                                                                                                   restre assumono sempre di più i connotati di una fra le principali cause di impatto
                                                                                                   ambientale.
                                                                                                       C’è da dire comunque che, sovente, la componente vibrazione negli studi di impatto
                                                                                                   ambientale viene trascurata, e ciò per diversi motivi. Uno dei motivi principali è da ricer-
                                                                                                   care nella notevole complessità dello studio relativo alla generazione e propagazione
                                                                                                   delle onde di vibrazione (in particolare attraverso il suolo), che per essere affrontato
                                                                                                   richiede il coinvolgimento di numerose competenze (ingegneria meccanica, stradale,
                                                                                                   geotecnica, strutturale).
                                                                                                       Alla difficoltà oggettiva di saper descrivere la componente vibrazione presente nel ter-
                                                                                                   ritorio prima della realizzazione di un’opera, seguono la difficoltà di non disporre di
                                                                                                   modelli matematici di previsione convalidati perfettamente e la scarsa conoscenza dei
                                                                                                   criteri di progettazione delle opere di mitigazione, compresa una seria casistica di risul-
                                                                                                   tati ottenuti laddove è stata realizzata l’opera di riduzione delle vibrazioni.

                                      238
   Un altro motivo di preoccupazione e di difficoltà risiede nella consapevolezza che
un’errata progettazione di un’opera di mitigazione delle vibrazioni può sortire l’effetto con-
trario, con aumento anche pericoloso della componente per effetto della risonanza delle
strutture investite dall’energia meccanica.
   Infine, un’ulteriore difficoltà risiede nel fatto che ancora oggi in Italia non esiste una
legge cogente sull’inquinamento da vibrazioni che fissi i limiti della componente sul terri-
torio. Le norme a cui si fa riferimento per valutare effetti e rimedi sono le norme interna-
zionali ISO e quelle nazionali quali UNI, DIN, norme francesi.

1.1. Il fenomeno fisico

   Il rumore e le vibrazioni sono due fenomeni che, pur avendo origine comune da ricer-
care nell’interazione meccanica tra le ruote e la superficie di rotolamento, presentano
caratteristiche, modalità di propagazione ed effetti indotti sull’ambiente circostante note-
volmente differenti [2].
   Il rumore è dovuto alla propagazione per via aerea di onde meccaniche a frequenze
maggiori di 50 Hz.
   Le vibrazioni si generano per le proprietà elastiche delle strutture e sono fenomeni
determinati da trasferimenti di energia potenziale elastica in energia cinetica. Nascono
generalmente a causa di forze perturbatrici che agiscono sul sistema meccanico e la loro
ampiezza dipende dalle proprietà elastiche del sistema (vibrazioni forzate).
   Sperimentalmente si osserva che in un sistema meccanico, a seguito di una pertur-
bazione delle condizioni iniziali di quiete e in assenza di forzanti esterne, i fenomeni vibra-
tori tendono ad attenuarsi più o meno rapidamente. Se nel sistema fossero presenti solo
le forze elastiche e le forze d’inerzia, il decadimento dell’ampiezza dei fenomeni vibrato-
ri non si giustificherebbe (la forza elastica e quella d’inerzia sono entrambe forze con-           Quaderni di Scienza della Conservazione
servative). Nella realtà sono presenti dei fenomeni dissipativi che, ad ogni ciclo di oscil-
lazione, trasformano in energia termica o acustica, una quota parte dell’energia totale del
sistema (inizialmente solo somma di quella elastica e di quella cinetica). Queste forze,
che possono essere di diversa natura, si chiamano forze dissipative.
   La presenza delle forze dissipative è importante anche nelle vibrazioni forzate perché
limita l’ampiezza delle vibrazioni del sistema specie in corrispondenza delle frequenze di
risonanza (senza smorzamenti questa sarebbe teoricamente infinita).
   Le onde di vibrazione si attenuano con la distanza molto più gradualmente del rumo-
re ed hanno, pertanto, maggiore probabilità di raggiungere i ricevitori situati lontano dalla
linea di trasporto.

                                                                                                  239
                                                                                                   1.2. Danni prodotti dalle vibrazioni

                                                                                                       Per ricevitori si intendono tutti quei sistemi, persone, manufatti (in particolare edifici
                                                                                                   storici e fatiscenti), macchine di precisione, il cui comportamento può essere modificato,
                                                                                                   o meglio, disturbato dalla presenza delle vibrazioni.
                                                                                                       Per proteggerli è necessario prevedere il livello delle vibrazioni e verificare se esse
                                                                                                   sono tali da indurre fastidi o danni e, dove ciò avvenisse, ridurre, attraverso interventi di
                                                                                                   mitigazione, l’ampiezza delle vibrazioni e, di conseguenza, il danno o disturbo causato.
                                                                                                       La previsione del danno, indotto da sorgenti di vibrazioni a manufatti edili o infra-
S. Barbaro, G. Barrera, A.S. Santamaria - Messa a punto di una procedura teorico-sperimentale...




                                                                                                   strutture, comporta la necessità di valutare effetti di carattere:
                                                                                                   •   diretto, in conseguenza delle azioni dinamiche trasmesse ai manufatti del campo di
                                                                                                       vibrazioni propagate nel sottosuolo [3];
                                                                                                   •   indiretto, causati da cedimenti in fondazione indotte dal consolidamento del terreno
                                                                                                       sottoposto a vibrazioni.
                                                                                                       Gli effetti di entrambi i tipi scaturiscono dalla combinazione di:
                                                                                                   •   modalità di emissione di energia alla sorgente (ampiezza, contenuto in frequenza,
                                                                                                       durata);
                                                                                                   •   caratteristiche del mezzo sede del fenomeno di propagazione (proprietà meccaniche
                                                                                                       e geometriche del sottosuolo);
                                                                                                   •   interazione tra mezzo di propagazione e ricevitore.
                                                                                                       Sorgenti di vibrazioni quali attività di cantiere, scoppi di mine, funzionamento di mac-
                                                                                                   chine, traffico stradale e ferroviario [4], possono essere causa di disturbo e apprensione
                                                                                                   degli occupanti di edifici e ciò può portare alla necessità di verificare se le vibrazioni siano
                                                                                                   tali da indurre o meno danni alle costruzioni, soprattutto in presenza di evidenti danni
                                                                                                   architettonici generati da altre cause.
                                                                                                       In generale danni strutturali all’edificio nel suo insieme, attribuibili a fenomeni vibra-
                                                                                                   tori, sono estremamente rari e quasi sempre derivano dal concorso di altre cause.
                                                                                                       Perché le vibrazioni possano arrecare danni strutturali è comunque necessario che le
                                                                                                   vibrazioni raggiungano livelli tali da causare, prima, fastidio e disturbo agli occupanti.
                                                                                                   Sono invece frequenti altre forme di danno, di entità definita “di soglia” che, senza com-
                                                                                                   promettere la sicurezza strutturale degli edifici, ne possono determinare una riduzione
                                                                                                   del valore d’uso.
                                                                                                       I danni di soglia si presentano sotto forma di fessure nell’intonaco, accrescimenti di
                                                                                                   fessure già esistenti, danneggiamenti di elementi architettonici: sono indicati come
                                                                                                   “danni estetici” (cosmetic damage).

                           240
   Il problema della conservazione degli edifici di elevato valore artistico ed architettoni-
co è particolarmente sentito nei centri urbani fortemente trafficati o in vicinanza di linee
metropolitane.
   Le vibrazioni possono essere anche causa di danneggiamenti o malfunzionamenti di
apparecchi all’interno degli edifici.
   Conseguentemente la misurazione delle vibrazioni degli edifici è diventata un proble-
ma di rilevante importanza.
   Essa può essere finalizzata a diversi obiettivi:
a) riconoscimento del problema: per valutare se i livelli di vibrazione riscontrati possano
   determinare danni all’edificio o limitarne la funzionalità specifica per cui si rende
   necessario un approfondimento dello studio;
b) verifiche o controlli: per rapportare il livello delle vibrazioni ai limiti suggeriti o imposti
   da normative specifiche, relative per esempio alle condizioni di esercizio di apparec-
   chiature;
c) caratterizzazione a scopo di diagnostica: per verificare, rispetto a ipotesi progettuali
   o a condizioni precedentemente note, l’insorgenza di modifiche strutturali dovute a
   carichi accidentali severi (per esempio terremoti) o a degrado dei materiali;
d) caratterizzazione a scopo di previsione: per valutare l’attitudine dell’edificio a soppor-
   tare carichi dinamici accidentali, quali le raffiche di vento, o per stimare l’efficacia di
   provvedimenti per l’attenuazione dei fenomeni vibratori.
   Una tale caratterizzazione può anche essere effettuata al solo scopo di ottenere infor-
mazioni sulle proprietà strutturali dell’edificio, attraverso la stima dei suoi parametri dina-
mici.
   Questi differenti obiettivi richiedono diversi metodi d’approccio, per quanto riguarda
sia la misurazione delle vibrazioni sia il trattamento dei dati e la loro valutazione.                  Quaderni di Scienza della Conservazione


1.3. Analisi dinamica sperimentale

   L’analisi sperimentale in campo dinamico di elementi strutturali ha un’importanza fon-
damentale nello studio di ciascun modello [5] e, condotta di pari passo ad analisi teori-
che di tipo analitico-numerico [6], va considerata come un passo essenziale nella model-
lazione stessa. La sperimentazione fornisce, infatti, la base meccanica di ciascuno stu-
dio e diventa motivazione per l’affinamento dei modelli analitici di confronto e strumento
indispensabile di convalida di qualunque risultato di tipo analitico.
   L’analisi delle vibrazioni indotte dal traffico non può prescindere dallo studio speri-
mentale, sia al fine di verificare l’entità e gli effetti delle vibrazioni stesse, sia per caratte-

                                                                                                      241
                                                                                                   rizzare la struttura dal punto di vista dinamico e valutarne la vulnerabilità. L’analisi dina-
                                                                                                   mica sperimentale rappresenta, pertanto, uno strumento utile in tutte le fasi della vita di
                                                                                                   una struttura:
                                                                                                   –   in fase di progettazione, attraverso prove su modelli in scala della struttura o di suoi
                                                                                                       componenti, consente di confrontare varie soluzioni progettuali;
                                                                                                   –   in fase di collaudo, consente di controllare l’effettivo comportamento dinamico dell’o-
                                                                                                       pera, da confrontare con quello previsto in fase di progetto;
                                                                                                   –   in fase di esercizio, permette di verificare lo stato di salute dell’opera, di diagnostica-
                                                                                                       re la presenza di danni e fenomeni di degrado; inoltre il monitoraggio dinamico con-
S. Barbaro, G. Barrera, A.S. Santamaria - Messa a punto di una procedura teorico-sperimentale...




                                                                                                       sente il controllo continuo dell’opera e costituisce lo strumento più adatto nel caso di
                                                                                                       strutture soggette in esercizio a carichi dinamici quali sisma, vento e traffico.
                                                                                                       Il presente lavoro riguarda l’analisi dei metodi di previsione e di osservazione e l’ap-
                                                                                                   plicazione di tali metodi ad un caso reale.

                                                                                                   1.4. Propagazione delle onde nell’edificio

                                                                                                       La propagazione delle onde all’interno degli edifici dipende dall’interazione suolo-fon-
                                                                                                   dazioni [7] e dalla propagazione attraverso le strutture portanti. La scarsa solidarietà tra
                                                                                                   fondazioni e terreno [8] comporta dei fenomeni dissipativi, differenti per le diverse tipolo-
                                                                                                   gie di fondazione. La presenza nella struttura di solai, con frequenze di risonanza com-
                                                                                                   prese tra 10 ÷ 30 Hz, può causare problemi di amplificazione.
                                                                                                       Per la valutazione degli effetti di propagazione delle vibrazioni negli edifici si deve
                                                                                                   tenere conto dei seguenti fattori:
                                                                                                   –   attenuazione dovuta alla perdita di energia vibrazionale dovuta all’accoppiamento ter-
                                                                                                       reno-fondazione;
                                                                                                   –   amplificazione dovuta alla presenza di eventuali fenomeni di risonanza con le fre-
                                                                                                       quenze proprie della struttura dell’edificio;
                                                                                                   –   variazione del livello dovuta alla propagazione, dal basso verso l’alto, passando dai
                                                                                                       piani bassi verso quelli alti;
                                                                                                   –   trasformazione delle vibrazioni di pareti e solaio in rumore.

                                                                                                   Accoppiamento suolo fondazioni

                                                                                                       È possibile reperire in letteratura dei valori di attenuazione delle onde vibrazionali in
                                                                                                   funzione della banda di frequenza e della tipologia di edificio (tab. 1).
                                                                                                       Considerando per ciascun tipo di edificio il valore della attenuazione ed applicandolo
                                                                                                   a ciascuna banda di frequenze della eccitazione si ottengono i livelli sulla fondazione.

                                  242
Tabella 1. Valori di attenuazione delle onde vibrazionali in funzione della banda di fre-
quenza e della tipologia di edificio.

     Tipo di edificio        4 Hz          8 Hz     16 Hz    31,5 Hz     63 Hz     125 Hz
 In muratura su pali           5            5           6       7         10         13
 In muratura su platea        10           10           12     14         13         13
 Villino                       4            4           4       5          5          4
 In muratura a 2-4 piani       4            5           10     12         12         11
 Commerciali 1-2 piani         7            7           7       8          8          7



Amplificazione dovuta alla presenza di risonanze

   Per poter tenere conto di questo fenomeno è necessario valutare prima i valori delle
frequenze proprie della struttura e poi confrontarli per costatarne la coincidenza o meno
con le frequenze delle componenti vibrazionali.
   La norma DIN 4150, per le frequenze orizzontali, suggerisce di calcolare le frequen-
ze proprie ai vari piani con la formula:
                                            f0 = 10/n
dove n è il numero del piano.
   Per le frequenze connesse a vibrazioni verticali, la frequenza fondamentale dipende
con proporzionalità diretta dalle condizioni di vincolo e dallo spessore del solaio, mentre
con proporzionalità inversa dalla luce libera, dal modulo di Young e dalla densità del
materiale costituente il solaio.
   Oltre alla prima frequenza di risonanza verticale, è considerata anche la seconda fre-
quenza. Essa si calcola analogamente alla prima, variando le condizioni di vincolo.               Quaderni di Scienza della Conservazione
   Aumentando il rapporto tra frequenza di eccitazione e frequenza propria varia il fatto-
re di trasferimento e dunque gli spostamenti dell’edificio sotto l’azione del traffico veico-
lare aumentano, fino a raggiungere il massimo quando frequenza di eccitazione e fre-
quenza propria coincidono.

Trasformazione delle vibrazioni in rumore

   Le vibrazioni della struttura di un edificio causano un incremento di rumore che dipen-
de, oltre che dalle caratteristiche geometriche degli ambienti e dal coefficiente di assor-
bimento delle pareti, anche e soprattutto dalle caratteristiche della vibrazione entrante.
   Il calcolo del rumore così generato potrebbe essere eseguito considerando il classi-

                                                                                                243
                                                                                                   co problema della parete vibrante. Numerose esperienze hanno però messo in evidenza
                                                                                                   che il livello di pressione sonora può essere valutato utilizzando il livello di accelerazione
                                                                                                   rilevabile ovvero prevedibile sulle pareti della stanza, sul soffitto e sul pavimento.

                                                                                                   2. Norme di riferimento

                                                                                                       Molti ricercatori hanno studiato gli effetti delle vibrazioni sugli edifici e sulle persone al
                                                                                                   fine di stabilire le scale di percezione e i limiti ammissibili. Le ricerche in questo campo,
                                                                                                   alle quali hanno contribuito, tra gli altri, Malloch (1965), Reiher (1970), Soliman,
                                                                                                   Dieckermann, Zeller (1980), hanno portato alla formulazione delle normative sulla prote-
S. Barbaro, G. Barrera, A.S. Santamaria - Messa a punto di una procedura teorico-sperimentale...




                                                                                                   zione dell’uomo e degli edifici dalle vibrazioni. Le sperimentazioni iniziarono utilizzando
                                                                                                   vibrazioni di forma armonica semplice, fino ad arrivare a comprendere vibrazioni aleato-
                                                                                                   rie o non periodiche a spettro conosciuto.
                                                                                                       In tale modo le diverse normative hanno fissato i limiti di durata di esposizione alle
                                                                                                   vibrazioni (limiti di comfort, soglia di fatica, e soglia di pericolo) in funzione della frequen-
                                                                                                   za e dell’accelerazione.
                                                                                                       Si premette che per ricevitore si intende un qualunque sistema il cui comportamento
                                                                                                   può essere influenzato dalle vibrazioni (persone, edifici storici monumentali, macchinari
                                                                                                   di precisione) (fig. 1).
                                                                                                       La risposta di un edificio o dei suoi elementi strutturali sottoposti ad eccitazione dina-
                                                                                                   mica dipende, oltre che dal contenuto spettrale dell’eccitazione stessa, dalle caratteristi-



                                                                                                                                               Strutture
                                                                                                                                                                           Danni

                                                                                                                     Tipologia del            Macchinari
                                                                                                                       ricevitore
                                                                                                                                                                       Disturbi
                                                                                                                                                 Uomo




                                                                                                                                       Normative di settore che
                                                                                                                                   definiscono i limiti di tollerabilità
                                                                                                                                     delle componenti vibratorie



                                                                                                                Figura 1. Tipologia di ricevitore di vibrazioni.

                             244
che dinamiche dell’edificio [9]. Queste sono influenzate dalla tipologia strutturale dell’edi-
ficio, dal suo stato di conservazione, nonché dalle condizioni di interazione con il terreno
e dalle caratteristiche (tipo e grado di compattezza) di quest’ultimo.
    La caratterizzazione della risposta di un edificio richiede, in generale, la valutazione
dell’ampiezza di risposta, delle frequenze naturali dell’edificio e degli smorzamenti asso-
ciati.

2.1. Norma UNI 9916

    La norma UNI 9916 fornisce una guida per la scelta delle metodologie appropriate per
la misurazione, il trattamento dei dati e la valutazione degli effetti delle vibrazioni sugli
edifici. Essa identifica inoltre le possibili sorgenti di vibrazione ed i fattori che influenzano
la risposta strutturale dell’edificio alle vibrazioni.
    Le vibrazioni possono essere generate dall’esterno, trasmesse attraverso il terreno o
causate da sovrappressioni d’aria (per esempio traffico aereo, vento, rombo di motori,
etc.), ovvero dall’interno, dovute ad attività antropiche o ad azioni di macchinari. Si con-
siderano vibrazioni di carattere sia transitorio che continuo. Sono presi in considerazione
solo gli effetti diretti delle vibrazioni sugli edifici: altri effetti delle vibrazioni, quali il movi-
mento di oggetti non fissati all’interno degli edifici, la possibilità di danni ad apparecchia-
ture e gli effetti delle vibrazioni sugli occupanti non sono trattati nella norma.
    La norma fornisce criteri e metodologie atti a valutare la potenzialità delle vibrazioni
a causare danni di tipo architettonico e fornisce nell’Appendice D valori indicativi di riferi-
mento, i quali non possono tuttavia essere considerati come limiti assoluti di accettabili-
tà o non accettabilità.
    La norma si applica, in generale, a tutte le tipologie di edifici di carattere abitativo,
industriale e monumentale. Ciminiere, ponti e strutture sotterranee, quali gallerie e tuba-                 Quaderni di Scienza della Conservazione
zioni, non vengono considerate. Effetti di vibrazioni generate da terremoti e da onde mari-
ne sono al di fuori del campo di interesse della norma.
    Le raccomandazioni, fornite nella UNI 9916 sulla risposta strutturale degli edifici, si
limitano agli effetti delle vibrazioni che possono comportare l’insorgere di “danno archi-
tettonico o di soglia”, come per esempio fessurazione di intonaco, apertura di finestre già
esistenti, rottura di vetri, etc.
    Vi è da dire comunque che danni ad elementi strutturali di un edificio integro attribui-
ti a vibrazioni continuative sono estremamente rari, e comunque è necessario che le
vibrazioni raggiungano livelli tali da causare prima fastidio e dolore agli occupanti l’edifi-
cio medesimo.

                                                                                                          245
                                                                                                      I valori e le metodologie semplificate riportati non sono generalmente applicabili ai
                                                                                                   casi di insorgenza di “danno maggiore”, per il quale è necessario ricorrere a valutazioni
                                                                                                   ed approfondimenti specifici.
                                                                                                      Svilupperemo successivamente la metodologia di analisi per la misura delle vibrazio-
                                                                                                   ni indotte da traffico veicolare.

                                                                                                   2.2. Norma DIN 4150/3

                                                                                                      Le norme tedesche DIN 4150/3 sono tra le più diffuse a livello internazionale e ven-
                                                                                                   gono menzionate anche nelle nostre norme UNI 9916. Affrontano il problema della sicu-
S. Barbaro, G. Barrera, A.S. Santamaria - Messa a punto di una procedura teorico-sperimentale...




                                                                                                   rezza contro il danneggiamento strutturale e sono tra i riferimenti più completi. Il para-
                                                                                                   metro utilizzato è la massima velocità assoluta di vibrazione, rilevata indipendentemente
                                                                                                   in direzione orizzontale o verticale. I valori di riferimento della velocità massima di vibra-
                                                                                                   zione, in funzione del campo di frequenza e per tipologie strutturali, sono indicati in forma
                                                                                                   tabellare.
                                                                                                      Per la valutazione delle vibrazioni sono determinanti le tensioni esistenti nell’opera
                                                                                                   edile. Esse devono essere determinate attraverso la misurazione ed il calcolo. Si riassu-
                                                                                                   mono i procedimenti possibili:
                                                                                                   1) misurazioni della dilatazione delle parti edili oscillanti → determinazione delle tensio-
                                                                                                      ni (mediante la legge costitutiva dei materiali);
                                                                                                   2) misurazioni delle vibrazioni → linee di deformazione e frequenza di vibrazione →
                                                                                                      forze di inerzia → sollecitazioni.
                                                                                                      I valori delle tensioni ricavati vanno quindi raffrontati con quelli ammissibili previsti
                                                                                                   dalla normativa.

                                                                                                   Tabella 2. Norma DIN 4150.

                                                                                                     Classe del fabbricato                Tipo di fabbricato           Vel. amm. (mm/s)
                                                                                                                                       Rovine, fabbbricati
                                                                                                                 I                 danneggiati sotto il patrocinio               2
                                                                                                                                        dei beni culturali
                                                                                                                II                 Fabbricati con danni a vista,                 4
                                                                                                                                      crepe nella muratura
                                                                                                                                     Fabbricati senza danni in
                                                                                                                III                 buono stato tecnico (anche                   8
                                                                                                                                     con fessure nell’intonaco)
                                                                                                                IV                     Fabbricati ben realizzati           da 10 a 40


                              246
     Molte informazioni relative ai danni causate alle strutture da vibrazioni sono state
ottenute da quelli provocati da esplosioni, ed infatti la norma prevede anche una valu-
tazione delle velocità ammissibili per quel che concerne le vibrazioni in seguito a pro-
cessi di urto, in particolari scoppi.
     I valori orientativi in tab. 2 valgono per vibrazioni da scoppio in ambito di frequenza
da 8 ad 80 Hz, quando questo tipo di vibrazione si verifica una sola volta o di rado, cioè
fino a due scoppi per giorno lavorativo; i valori orientativi vanno diminuiti fino ad 1/2 del
loro valore, in caso di frequenze superiori ad 80 Hz.

2.3. Confronti fra norme

     Nel confronto tra le norme presentate si può evidenziare una diversa classificazione
delle tipologie di appartenenza degli edifici e dei campi di frequenze individuati.
     Particolare attenzione sembra meritare la norma svizzera che si differenzia dalle
altre per l’inserimento del numero di sollecitazioni che colpiscono la struttura e quindi
forniscono un ulteriore parametro di valutazione.
     È interessante notare che se si considera la soglia di danno architettonico, tra le
norme dei vari paesi esistono notevoli differenze nei valori massimi ammissibili per le
strutture di elevato pregio artistico ed architettonico.
     Ad esempio, la norma UNI 9916 riporta un valore di soglia di 3 mm/sec in fondazio-
ne e di 8 mm/sec in elevazione per frequenze inferiori ai 10 Hz, mentre le norme tede-
sche DIN 4150/3 fanno riferimento agli stessi valori di soglia, ma considerano come
grandezza di misura la velocità istantanea, calcolata come radice quadrata della somma
dei quadrati dei valori di velocità calcolati nelle tre direzioni. Le norme svizzere indivi-
duano invece una soglia di 1,5 mm/sec, in termini di velocità istantanea, se la classe di
sollecitazione è di tipo permanente; altri autori [11] suggeriscono un valore massimo pari        Quaderni di Scienza della Conservazione
ad 1 mm/sec.

3. Metodologia di analisi

•    Gamma di frequenze caratteristiche
     Dipende dalla sorgente inquinante: per il traffico veicolare, le frequenze di interesse
sono comprese tra 1 e 80 Hz.
•    Metodi di misura
Ø Grandezze da misurare
     La scelta delle grandezze da misurare dipende da:
I.   Durata e ampiezza della vibrazione;

                                                                                                247
                                                                                                   II. Campo di frequenza di interesse;
                                                                                                   II. Caratteristiche dimensionali dell’elemento strutturale di interesse.
                                                                                                        Si prendono in considerazione grandezze di tipo cinematico (spostamento, velocità,
                                                                                                   accelerazione); in alcuni casi si effettuano misure di deformazione in elementi strutturali
                                                                                                   Ø Metodi di misura
                                                                                                        La scelta del metodo di misura dipende da:
                                                                                                   I.   Caratteristiche dell’edificio oggetto delle rilevazioni (dimensioni, tipologia strutturale)
                                                                                                   II. Finalità delle rilevazioni.
                                                                                                   Ø Posizionamento e numero dei punti di misura
S. Barbaro, G. Barrera, A.S. Santamaria - Messa a punto di una procedura teorico-sperimentale...




                                                                                                        Per verificare il livello di vibrazione alla base dell’edificio (p.es. in rapporto a valori di
                                                                                                   riferimento), la posizione di misura va scelta in corrispondenza della fondazione. Per edi-
                                                                                                   fici senza fondazioni, la misura va effettuata in corrispondenza del muro di sostegno
                                                                                                   esterno, ad una altezza inferiore a 0.5 m. I punti di misura sulle fondazioni vanno predi-
                                                                                                   sposti, se possibile, sul lato dell’edificio prossimo alla sorgente di vibrazioni (almeno 3
                                                                                                   punti di misura).
                                                                                                        Per ciascun punto devono essere misurate le vibrazioni sia in direzione verticale che in
                                                                                                   due direzioni orizzontali ortogonali, preferibilmente coincidenti con gli assi principali dell’e-
                                                                                                   dificio. Per edifici ad ampia superficie di base (dimensione di base maggiore di 20 m), le
                                                                                                   misure vanno eseguite simultaneamente in più punti (indicativamente 1 punto ogni 10 m).
                                                                                                   Ø Misura della risposta dell’edificio
                                                                                                        Per valutare l’ampiezza di vibrazioni in particolari parti strutturali dell’edificio, il posi-
                                                                                                   zionamento dei trasduttori deve essere effettuato direttamente sulle parti strutturali, nei
                                                                                                   punti di presumibile massima ampiezza del fenomeno vibratorio. I trasduttori sono acce-
                                                                                                   lerometri sismici di tipo piezoelettrico a componenti monoassiali con elettronica integrata
                                                                                                   e sono realizzati con un elemento piezoelettrico a forma di tronco di cono cavo. Questo
                                                                                                   sistema di realizzazione offre diversi vantaggi tra cui una spiccata affidabilità, e consen-
                                                                                                   te di ottenere alte sensibilità con dimensioni contenute. Gli accelerometri piezo-tronic
                                                                                                   integrano un convertitore carica/tensione e sono alimentati da una sorgente di corrente
                                                                                                   costante. Questi trasduttori hanno un’uscita in tensione a bassa impedenza e sono immu-
                                                                                                   ni dal rumore.
                                                                                                        Il segnale rilevato dagli accelerometri è trasmesso in forma analogica (mediante la
                                                                                                   forza elettromotrice indotta) ad una scheda di acquisizione dati che, dopo aver amplifi-
                                                                                                   cato il segnale, esegue una scansione dei canali in ingresso alla frequenza di campio-
                                                                                                   namento stabilita per ogni canale. A questo punto, il segnale acquisito è sottoposto ad
                                                                                                   un ciclo di elaborazione che prevede per ogni canale:

                              248
a) l’esecuzione della trasformata di Fourier;
b) la successiva correzione secondo la curva di risposta dello strumento;
c) l’integrazione e la derivazione nel dominio delle frequenze;
d) la esecuzione della trasformata inversa per ricavare l’andamento temporale della
   accelerazione.
   Nel ciclo di elaborazione vengono altresì utilizzati algoritmi di anti-aliasing e anti-lea-
kage. I dati acquisiti sono, infine, memorizzati nella memoria di massa del personal com-
puter.
   Per edifici di altezza inferiore a 12 m (circa 4 piani), è sufficiente effettuare la misura
alla fondazione e all’ultimo piano dell’edificio, sempre nelle tre direzioni ortogonali, con
riferimento agli assi principali della struttura.
   Per edifici di altezza superiore a 12 m, dovranno essere aggiunti punti di misura ai
piani intermedi; le posizioni di misura devono essere scelte in corrispondenza degli ele-
menti strutturali che determinano la rigidezza dell’edificio (solitamente 3 componenti di
misura sugli angoli).
   Se l’edificio ha più di 10 m di lunghezza, si devono effettuare misure ad intervalli oriz-
zontali di circa 10 m.
   In presenza di edifici dissimmetrici o sottoposti a carichi dissimmetrici devono essere
previste posizioni di misura atte a rilevare modi di vibrare torsionali dell’edificio.
   Punti di misura aggiuntivi possono essere previsti in funzione delle richieste degli
occupanti o a seguito di rilevazioni preliminari.
   Nel caso in cui le vibrazioni si mantengano con caratteristiche stazionarie per una
durata sufficiente, è possibile utilizzare il medesimo trasduttore per effettuare misure in
più posizioni, purché si conservi almeno un captatore di riferimento fisso, in corrispon-
denza alla fondazione.                                                                             Quaderni di Scienza della Conservazione
Ø Criteri di fissaggio dei trasduttori
   Le modalità di fissaggio dei trasduttori dovranno consentire la fedele riproduzione del
moto vibratorio dell’elemento al quale sono fissati, evitando alterazioni alla misura deri-
vanti dal sistema di accoppiamento trasduttore-struttura. Il sistema di montaggio dovrà
quindi essere quanto più leggero e rigido possibile.
Ø Fissaggio agli elementi strutturali
   Il fissaggio dei trasduttori deve essere effettuato in conformità alle indicazioni del
costruttore, o per gli accelerometri, alla ISO 5348. Le modalità di fissaggio devono esse-
re indicate nel rapporto di prova.
   Il fissaggio diretto del captatore è sempre preferibile. Sono ammessi il montaggio

                                                                                                 249
                                                                                                   meccanico con vite, l’incollaggio con resine ad essiccazione rapida ed il fissaggio magne-
                                                                                                   tico. Dovrebbero, se possibile, essere evitate le misure su rivestimenti.
                                                                                                      Gli strumenti di misura non devono essere fissati vicino o in corrispondenza di ele-
                                                                                                   menti strutturali quali fessure di grossa entità, punti di infiltrazione di acqua, porte di ven-
                                                                                                   tilazione, e così via, a meno che non si debbano misurare le vibrazioni proprio in quei
                                                                                                   punti.
                                                                                                   Ø Fissaggio al terreno
                                                                                                      È opportuno assicurare un contatto stretto trasduttore e terreno. Nel caso di acce-
                                                                                                   lerazioni > 1m/s2, è necessario un collegamento fisso al terreno per prevenire slitta-
S. Barbaro, G. Barrera, A.S. Santamaria - Messa a punto di una procedura teorico-sperimentale...




                                                                                                   menti.
                                                                                                      Quando i trasduttori devono essere montati nel terreno, vanno interrati ad una pro-
                                                                                                   fondità > o = 3 volte la dimensione principale del sistema captatore-elemento di fissag-
                                                                                                   gio.
                                                                                                      La misura delle vibrazioni, effettuata alla superficie del terreno, al fine di valutare le
                                                                                                   vibrazioni delle fondazioni dell’edificio è da evitare, a meno che non si conosca la fun-
                                                                                                   zione di trasferimento del terreno.

                                                                                                   4. Analisi dinamica sperimentale

                                                                                                      Tra le eccitazioni ambientali quella da traffico veicolare è risultata quella più appro-
                                                                                                   priata al fine del monitoraggio strutturale, in quanto oltre ad essere tra le più comuni e dif-
                                                                                                   fuse all’interno delle nostre città, provoca vibrazioni al piede di una costruzione facilmen-
                                                                                                   te misurabili.
                                                                                                      Negli ultimi anni è stata sviluppata una metodologia di analisi strutturale basata su
                                                                                                   monitoraggio, inteso come sperimentazione non invasiva di edifici “reali”, finalizzata alle
                                                                                                   determinazione di specifiche risposte strutturali, e alla identificazione strutturale adottata,
                                                                                                   per definire la distribuzione delle caratteristiche elastiche. Il soddisfacimento di tali esi-
                                                                                                   genze nel caso di edifici già realizzati soprattutto se datati, all’atto pratico può incappare
                                                                                                   nell’ostacolo costituito dall’impossibilità di pervenire ad una completa conoscenza sia del-
                                                                                                   l’organismo strutturale (in termini di geometria, tecniche costruttive, caratteristiche mec-
                                                                                                   caniche dei materiali costituenti, etc.), sia dell’effettivo stato di conservazione di ogni suo
                                                                                                   componente. Un livello di conoscenza del tutto esauriente sarebbe infatti conseguibile
                                                                                                   soltanto applicando estensivamente metodi di indagine tali da indurre pesanti disturbi al
                                                                                                   manufatto analizzato. Da queste considerazione parte l’idea della costruzione di un
                                                                                                   sistema elementare di cui siano note tutte le caratteristiche geometriche, meccaniche che
                                                                                                   possa coprire l’intervallo di frequenze tra 1 e 20 Hz.

                                  250
   L’idea è quella di realizzare un modellino da portare in sito, vicino alla sorgente vibra-
zionale, eccitandolo quindi senza operazioni di filtraggio che sarebbero inevitabili in labo-
ratorio (in considerazione del fatto che ogni strumento ha la propria funzione di trasferi-
mento). Il modellino deve essere trasportabile, quindi avere delle dimensioni limitate e un
peso non eccessivo. Inoltre deve essere posizionato vicino alla sorgente senza arrecare
disturbo alla circolazione dei veicoli e al monumento analizzato. Altro vincolo di tipo
ambientale è costituito dall’impossibilità di utilizzare la base d’appoggio (marciapiedi,
vicoli, etc.) per la creazione di un sistema che renda le parti solidali.

4.1. Costruzione del modello con MSC.visualNastran

   Il sistema realizzato è un oscillatore elementare formato da un’asta in alluminio di
dimensioni (0,6 x 7 x 120 cm) ed ha una massa in acciaio di dimensioni (4 x 20 x 16 cm)
e massa pari a 10 kg, che può scorrere per tutta l’altezza dell’asta, fissata alle diverse
quote attraverso bulloni. L’asta quindi è stata incastrata al piede ad un blocchetto di cal-
cestruzzo di dimensioni (40 x 40 x 15 cm). Il peso complessivo del sistema è stato con-
tenuto in kg 80. In tab. 3 sono evidenziate le proprietà dinamiche del modellino per le
diverse quote del baricentro della massa in acciaio, considerando la trave incastrata ad
un vincolo fisso.
   In realtà l’asta di alluminio (fig. 2) sarà incastrata al blocchetto di calcestruzzo (che
avrà una armatura minima), ma quest’ultimo non è un vincolo fisso. Infatti, la necessità
di non arrecare disturbo all’ambiente circostante limita il vincolo ad un semplice appog-


Tabella 3. Proprietà dinamiche del modello.

 Quota del baricentro        Pulsazione            Periodo
 della massa rispetto    naturale o angolare      del sistema               Frequenza             Quaderni di Scienza della Conservazione
      alla base in           del sistema
     calcestruzzo
   h = 112.5 cm         W0 = 13.47 rad/sec         T = 0.466 sec            f = 2.14 Hz
   h = 97.5 cm          W0 = 16.51 rad/sec         T = 0.380 sec            f = 2.63 Hz
   h = 82.5 cm          W0 = 21.35 rad/sec         T = 0.295 sec            f = 3.4 Hz
   h = 67.5 cm          W0 = 28.70 rad/sec         T = 0.218 sec            f = 4.58 Hz
   h = 52.5 cm          W0 = 42.01 rad/sec         T = 0.149 sec            f = 6.68 Hz
   h = 37.5 cm          W0 = 69.65 rad/sec         T = 0.09 sec             f = 11.09 Hz
   h = 22.5 cm          W0 = 149.9 rad/sec         T = 0.041 sec            f = 23.86 Hz


                                                                                                251
                                                                                                                                          gio ad attrito tra le superfici a contatto. Per verifi-
                                                                                                                                          care i valori teorici ottenuti e valutare se effettiva-
                                                                                                                                          mente il sistema sotto l’azione del traffico veicola-
                                                                                                                                          re conservi le proprie caratteristiche, abbiamo si-
                                                                                                                                          mulato il comportamento dinamico del sistema
                                                                                                                                          utilizzando il programma di calcolo MSC.visual
                                                                                                                                          Nastran.
                                                                                                                                             Quest’ultimo utilizzato principalmente in inge-
                                                                                                                                          gneria meccanica permette una ottima visualizza-
S. Barbaro, G. Barrera, A.S. Santamaria - Messa a punto di una procedura teorico-sperimentale...




                                                                                                                                          zione del comportamento dinamico del sistema
                                                                                                                                          sia in termini di spostamenti che di sollecitazione.
                                                                                                                                          Inoltre la semplicità dei comandi unita alla possi-
                                                                                                                                          bilità di importare dati e immagini da altri pro-
                                                                                                                                          grammi (Autocad, Acrobat), ne fanno un valido
                                                                                                                                          strumento anche in campo strutturale.
                                                                                                                                             Due studiosi, Paul Mitiguy e Arun K. Banerjee,
                                                                                                   Figura 2. Modello ricevitore ideale.   in una loro relazione (riportata integralmente in




                                                                                                   Figura 3. Determinazione della frequenza       Figura 4. Determinazione della frequenza
                                                                                                   del sistema per altezza della massa hM =       del sistema per hM = 97.5 cm.
                                                                                                   112.5 cm.

                                          252
Figura 5. Determinazione della frequenza           Figura 6. Determinazione della frequen-
del sistema per hM = 82.5 cm.                      za del sistema per hM = 67.5 cm.

appendice) delineano un metodo di modellazione di una trave in campo elastico con l’u-
tilizzo di MSC.VisualNastran.
   La trave viene considerata come un insieme di corpi rigidi legati da molle elastiche:
una estensionale, due flessionali, ed una torcente.
   Vengono indicati i metodi di calcolo delle costanti elastiche che dipendono dal nume-
ro di elementi rigidi in cui si è discretizzata la trave, nel nostro caso otto elementi rigidi,
ciascuno della lunghezza di 15 cm.
   Allontanando la massa dalla posizione di equilibrio statico e imprimendo uno sposta-             Quaderni di Scienza della Conservazione
mento lungo la direzione x, si è determinata la frequenza naturale del sistema. Questa è
risultata essere coincidente alla frequenza teorica del sistema per le diverse altezze della
massa (hM) in acciaio, come si può vedere dalle figg. 3-6, dove è immediato notare dal
diagramma degli spostamenti la coincidenza tra il periodo T (teorico) e quello ottenuto
dalla simulazione.

4.2. Simulazione del comportamento dinamico

   Il moto di un sistema soggetto ad una accelerazione impressa ai vincoli può essere
ricondotto alla studio di un sistema fisso alla base, soggetto ad un carico pari all’accele-
razione del suolo per la massa.

                                                                                                  253
S. Barbaro, G. Barrera, A.S. Santamaria - Messa a punto di una procedura teorico-sperimentale...




                                                                                                                                                       Figura 7. Storia temporale acce-
                                                                                                                                                       lerazione.




                                                                                                   Figura 8. Simulazione degli spostamenti del sistema forzato da traffico veicolare.


                                     254
   Prendiamo quindi in esame come forzante la registrazione delle accelerazioni indot-
te dal traffico veicolare e precisamente quelle misurate al punto 4 in direzione ortogona-
le alla parete perimetrale.
   Si è fatto riferimento a 5 minuti di registrazione (fig. 7) in cui erano presenti picchi di
accelerazione dovuti al passaggio di mezzi pesanti.
   Si può evidenziare (fig. 8) una prima fase in cui le accelerazioni hanno una intensità
medio-bassa e il contenuto in frequenza piuttosto alto che provocano piccoli spostamen-
ti del sistema.
   In una seconda fase le ampiezze crescono sensibilmente, in corrispondenza del pas-
saggio di veicoli pesanti in cui si nota anche un abbassamento del contenuto in frequen-
za, quindi un avvicinamento alla frequenza del sistema.
   Si è quindi eccitato il sistema con una forzante sinusoidale con frequenza propria
coincidente a quella naturale del sistema. La visualizzazione grafica (fig. 9) del compor-




                                                                                                   Quaderni di Scienza della Conservazione




         Figura 9. Simulazione degli spostamenti del sistema a risonanza.


                                                                                                 255
S. Barbaro, G. Barrera, A.S. Santamaria - Messa a punto di una procedura teorico-sperimentale...




                                                                                                                                                    Figura 10. Comportamento dinamico con
                                                                                                                                                    altezza della massa hM = 82.5 cm.

                                                                                                   tamento dinamico del sistema a risonanza, evidenzia come tale fenomeno sia particolar-
                                                                                                   mente insidioso nei problemi dinamici. La risposta del sistema è caratterizzata da grandi
                                                                                                   spostamenti, i quali non hanno comunque causato variazioni ai vincoli.
                                                                                                      In questo intervallo notiamo spostamenti dell’ordine di qualche centimetro, di gran
                                                                                                   lunga superiori a quelli iniziali.
                                                                                                      Infine riportiamo (fig. 10) i risultati del comportamento dinamico del modellino ponen-
                                                                                                   do il baricentro della massa alla quota h = 82.5 cm. È ovvio che il sistema risulti più rigi-
                                                                                                   do del precedente, e che contestualmente la frequenza aumenti. Dal diagramma degli
                                                                                                   spostamenti si evince una amplificazione della risposta causata dall’avvicinamento della
                                                                                                   frequenza naturale a quella della forzante.



                                                                                                   Bibliografia
                                                                                                   [1] LOSA M. 2000, Vibrazioni indotte dal traffico: valutazione dei parametri dinamici degli
                                                                                                       strati della pavimentazione mediante prove deflettometriche, XX Congresso S.I.I.V.,
                                                                                                       Catania, 26-28 ottobre.
                                                                                                   [2] DOMENICHINI L., FERRO R., LA TORRE F. 1999, Vibration produced by road traf-
                                                                                                       fic: influence of road surface characteristics, International Symposium on
                                                                                                       Environmental impact of Road Unevenness, Porto.

                                      256
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    tofondo stradale dal traffico veicolare, Tesi di Dottorato Dipartimento di Ingegneria
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[5] ABRUZZESE D., AA.VV. 2002, Comportamento dinamico di torri in muratura attra-
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    civili, Workshop: Problemi di vibrazioni nelle strutture civili e nelle costruzioni mec-
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[10] PISANI R. 2000, Origine, propagazione e modelli previsionali delle vibrazioni dei
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[11] BLONDE et al. 1998, Vibration produced by road traffic, Quaderno AIPCR, Comitato
     Nazionale Italiano, Verona, 18/21 maggio 1998.

Riassunto
Negli ultimi anni, il continuo aumento della domanda di trasporto su gomma e su rotaia, legato al
processo di sviluppo economico e sociale, ha dato luogo al fenomeno delle vibrazioni indotte dai
mezzi di trasporto sollecitando la sensibilità delle popolazioni residenti e l’attenzione dei tecnici.        Quaderni di Scienza della Conservazione
Nei centri storici delle città si possono individuare una serie di fattori concomitanti che tendono ad
amplificare ulteriormente tale fenomeno:
– le sovrastrutture stradali maggiormente utilizzate nei centri storici sono spesso di tipo lapideo ed
    il loro impiego è dettato da motivi prevalentemente estetici;
– il non dimensionamento o la mancanza di manutenzione sono spesso causa di elevati livelli di
    irregolarità;
– gli edifici presenti nei centri storici presentano carattere storico-artistico di primaria importanza e
    parti di essi (mosaici, affreschi, etc.) sono sensibili alle vibrazioni essendo aderenti alle pareti
    perimetrali.
In funzione di quanto sopra, il rumore e le vibrazioni indotte dal traffico veicolare assumono sempre
di più i connotati di una fra le principali cause di impatto ambientale.


Summary
During the last years, the constant increase of the request for transport by road and by rail, con-
nected to the economic and social development process, has provoked the birth of the phenomenon

                                                                                                            257
                                                                                                   of the vibrations induced by the means of transports, with the result of stimulating the resident pop-
                                                                                                   ulation’s curiosity and the technical personnel’s interest.
                                                                                                   Into the historic centres of the towns, it is possible to trace a series of concomitant factors that tend
                                                                                                   further to increase this process:
                                                                                                   – the road superstructure mostly used in the historical centres are often stony, and their usage is
                                                                                                       due mainly to aesthetic reasons;
                                                                                                   – the no-measurement or the lack of maintenance are often the causes of high levels of roughness;
                                                                                                   – the buildings set into the historical centres have got a historical-art value of primary importance
                                                                                                       and some parts of them (such as mosaics, pictures, etc.) are very sensitive to vibrations, being
                                                                                                       sticking to the outside walls;
                                                                                                   According to what said above, the noisy and vibrations provoked by the road traffic are becoming
                                                                                                   even more one of the main cause of the environmental damage.
S. Barbaro, G. Barrera, A.S. Santamaria - Messa a punto di una procedura teorico-sperimentale...




                                                                                                   Résumé
                                                                                                   Dans les dernières années, l’augmentation continue de la demande de transport routier et par che-
                                                                                                   min de fer, liée au procès de développement économique et social, a donné lieu au phénomène des
                                                                                                   vibrations déterminées par des moyens de transport sollicitant la sensibilité des populations rési-
                                                                                                   dantes et l’attention des techniciens.
                                                                                                   Dans les centres historiques des villes, on peut localiser une série de facteurs concomitants qui ten-
                                                                                                   dent à amplifier ultérieurement ce phénomène:
                                                                                                   – les superstructures routières les plus utilisées dans les centres historiques sont souvent de type
                                                                                                      en pierre et leur emploi est dicté par des motifs essentiellement esthétiques;
                                                                                                   – le non dimensionnement ou le manque d’entretien sont souvent cause de niveaux élevés d’irré-
                                                                                                      gularité;
                                                                                                   – les édifices présents dans les centres historiques présentent un caractère historico-artistique de
                                                                                                      primaire importance et une partie de ceux-ci (mosaïques, fresques, etc.) sont sensibles aux vibra-
                                                                                                      tions étant collants aux murs extérieurs.
                                                                                                   En fonction de ce qui a été dit plus haut, le bruit et les vibrations déterminées par le trafic véhiculai-
                                                                                                   re assument toujours plus les connotations d’une des principales causes d’impact de l’environne-
                                                                                                   ment.


                                                                                                   Zusammenfassung
                                                                                                   Während den letzten Jahren hat die wachsende, durch die wirtschaftlich-gesellschaftliche
                                                                                                   Entwicklung geforderte Nachfrage nach Transport auf Reifen und Bahn das Phänomen der
                                                                                                   Vibrationen verursacht, die mit Verkehrsmitteln verbunden sind. Diese Lage hat die Empfindlichkeit
                                                                                                   der Befohlkehrung und das Interesse der Fachleute wiedererweckt.
                                                                                                   In den Altstädten kann man sich von einer ganzen Reihe von Faktoren anmerken, die dieses
                                                                                                   Phänomen maßgeblich erweitern:
                                                                                                   – Die am meisten benutzten Strassen in den Altstädten sind oft mit Steinen bedeckt, die nur aus
                                                                                                      Optischen Gründen gewählt wurden;
                                                                                                   – Wegen Diskrepanz der Dimensionen oder fehlender Wartung werden oft hohe Niveaus der
                                                                                                      Unregelmäßigkeit hier erläutert;
                                                                                                   – Die Gebäude der Altstädte sind hochbedeutende kunsthistorische Werke und ihre Teile
                                                                                                      (Mosaiken, Fresken, usw.) sind vibrationsempfindlich, da sie an die Äußermauer liegen.
                                                                                                   Schlussfolgerung der obigen Analyse ist, dass der Lärm und die verkehrverbundene Vibrationen
                                                                                                   immer mehr zu den Hauptursache der Umweltbeschädigung gehören.


                                                                                                   Resumen
                                                                                                   En los últimos años, el continuo aumento de la demanda de transportes por carretera y ferrocarril,
                                                                                                   ligado al proceso de desarrollo económico y social, ha dado lugar al fenómeno de las vibraciones

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generadas por los medios de transporte, que despierta a la sensibilidad de las poblaciones afecta-
das y la atención de los técnicos.
En los cascos antiguos de las ciudades, pueden identificarse una serie de factores concomitantes
que tienden a amplificar aún más el fenómeno:
– las superestructuras viales más utilizadas en los cascos antiguos generalmente son de tipo lapí-
   deo y su empleo obedece a razones primordialmente estéticas;
– unas proporciones inadecuadas o la falta de mantenimiento son a menudo causa de altos nive-
   les de irregularidad;
– los edificios de los cascos antiguos poseen un carácter histórico-artístico de primaria importan-
   cia, y algunas partes de los mismos (mosaicos, frescos, etc.) son sensibles a las vibraciones, ya
   que están adheridos a las paredes del perímetro.
En función de todo ello, el ruido y las vibraciones inducidas por el tráfico de vehículos asumen cada
vez más las connotaciones de una de las principales causas de impacto medio-ambiental.




                                                                                                          Quaderni di Scienza della Conservazione




                                                                                                        259
