Approfondimenti tecnici

Per la qualificazione e l’identificazione di prodotti e materiali ad uso strutturale, fabbricati in accordo ad una norma armonizzata, è necessario fare riferimento al caso A) descritto al §11.1 delle Norme Tecniche per le Costruzioni.

Le norme armonizzate, superato il periodo di coesistenza, diventano obbligatorie ed occorre quindi apporre sul prodotto la relativa marcatura CE per la libera circolazione nel Mercato Europeo. Ciascuna norma armonizzata contiene il cosiddetto “Allegato ZA” che identifica i paragrafi della norma che appartengono alla parte “armonizzata” della norma stessa e che quindi diventano cogenti ai sensi del Regolamento UE 305/2011.

L’articolo 1 del CPR fissa le condizioni per l’utilizzo della marcatura CE:

• “Il presente regolamento fissa le condizioni per l’immissione o la messa a disposizione sul mercato di prodotti da costruzione stabilendo disposizioni armonizzate per la descrizione della prestazione di tali prodotti in relazione alle loro caratteristiche essenziali e per l’uso della marcatura CE sui prodotti in questione”

L’articolo 8 del CPR fissa invece i “Principi generali e uso della marcatura CE”:

1. I principi generali di cui all’articolo 30 del regolamento (CE) n. 765/2008 si applicano alla marcatura CE.
2. La marcatura CE è apposta solo sui prodotti da costruzione per i quali il fabbricante ha redatto una dichiarazione di prestazione conformemente agli articoli 4 e 6. Se la dichiarazione di prestazione non è stata redatta dal fabbricante conformemente agli articoli 4 e 6, la marcatura CE non viene apposta…
3. Per qualsiasi prodotto da costruzione che rientra nell’ambito di applicazione di una norma armonizzata o per il quale è stata rilasciata una valutazione tecnica europea, la marcatura CE è l’unica marcatura che attesta la conformità del prodotto da costruzione alla prestazione dichiarata in relazione alle caratteristiche essenziali, che rientrano nell’ambito di applicazione di tale norma armonizzata o dalla valutazione tecnica europea……

L’articolo 9 del CPR indica le “Regole e condizioni per l’apposizione della marcatura CE”:

1. La marcatura CE è apposta in modo visibile, leggibile e indelebile sul prodotto da costruzione o su un’etichetta ad esso applicata. Se ciò fosse impossibile o ingiustificato a causa della natura del prodotto, essa è apposta sull’imballaggio o sui documenti di accompagnamento.
2. La marcatura CE è seguita dalle ultime due cifre dell’anno in cui è stata apposta per la prima volta, dal nome e dall’indirizzo della sede legale del fabbricante o dal marchio di identificazione che consente, in modo semplice e non ambiguo, l’identificazione del nome e dell’indirizzo del fabbricante, dal codice unico di identificazione del prodotto-tipo, dal numero di riferimento della dichiarazione di prestazione, dal livello o classe della prestazione dichiarata, dal riferimento alla specifica tecnica armonizzata applicata, dal numero di identificazione dell’organismo notificato, se del caso, e dall’uso previsto di cui alla specifica tecnica armonizzata applicata.
3. La marcatura CE è apposta sul prodotto da costruzione prima della sua immissione sul mercato. Essa può essere seguita da un pittogramma o da qualsiasi altra marcatura che indichi segnatamente un rischio o un uso particolare.

Strutturato come un opuscolo interattivo, con link di approfondimento per ciascun argomento, il documento della Commissione Europea è focalizzato sui prodotti da costruzione e sulla rispettiva marcatura CE. In particolar modo, vengono specificati i casi in cui un prodotto deve essere marcato CE e analizzati le procedure e gli adempimenti obbligatori a carico del fabbricante.

Si riportano di seguito le principali normative armonizzate citate e proposte nella normativa vigente che riguardano i prodotti strutturali in acciaio.

Al §4.2.1.1 – Acciaio laminato le NTC 2018 indicano che “Gli acciai per impiego strutturale devono appartenere ai gradi da S235 a S460 e le loro caratteristiche devono essere conformi ai requisiti di cui al §11.3.4 delle presenti norme. In sede di progettazione, per gli acciai di cui alle norme europee armonizzate UNI EN 10025-1, UNI EN 10210-1 ed UNI EN 10219-1…OMISSIS”

Al paragrafo 11.3.4 le stesse norme riportano: “Per la realizzazione di strutture metalliche e di strutture composte si dovranno utilizzare acciai conformi alle norme armonizzate UNI EN 10025-1, UNI EN 10210-1 e UNI EN 10219-1, recanti la Marcatura CE, cui si applica il sistema di valutazione e verifica della costanza della prestazione 2+, e per i quali si rimanda a quanto specificato al punto A del § 11.1…omissis”

Normative armonizzate dei prodotti laminati a caldo:

• UNI EN 10025 – Prodotti laminati a caldo di acciai per impieghi strutturali:
  Parte 1: Condizioni tecniche generali di fornitura;
  Parte 2: Condizioni tecniche di fornitura di acciai non legati per impieghi strutturali;
  Parte 3: Condizioni tecniche di fornitura di acciai per impieghi strutturali saldabili a grano fine allo stato normalizzato/normalizzato laminato;
  Parte 4: Condizioni tecniche di fornitura di acciai per impieghi strutturali saldabili a grano fine ottenuti mediante laminazione termo meccanica;
  Parte 5: Condizioni tecniche di fornitura di acciai per impieghi strutturali con resistenza migliorata alla corrosione atmosferica;
  Parte 6: Condizioni tecniche di fornitura per prodotti piani di acciai per impieghi strutturali ad alto limite di snervamento allo stato bonificato.

Normative armonizzate dei prodotti tubolari:

• UNI EN 10210-1 – Profilati cavi finiti a caldo di acciai non legati e a grano fine per impieghi strutturali. Condizioni tecniche di fornitura.
• UNI EN 10219-1 – Profilati cavi formati a freddo di acciai non legati e a grano fine per strutture saldate – Condizioni tecniche di fornitura.

Per la bulloneria strutturale, le NTC2018 riportano al §11.3.4.6.1 – Bulloni “non a serraggio controllato”: agli assiemi Vite/Dado/Rondella impiegati nelle giunzioni ‘non precaricate’ si applica quanto specificato al punto A del §11.1 in conformità alla norma europea armonizzata UNI EN 15048-1. In alternativa anche gli assiemi ad alta resistenza conformi alla norma europea armonizzata UNI EN 14399-1 sono idonei per l’uso in giunzioni non precaricate…OMISSIS”.

Al §11.3.4.6.2 – Bulloni “a serraggio controllato”: agli assiemi Vite/Dado/Rondella impiegati nelle giunzioni ‘Precaricate’ si applica quanto specificato al punto A del §11.1 in conformità alla norma europea armonizzata UNI EN 14399-1…OMISSIS”

Normative armonizzate per la bulloneria strutturale:

• UNI EN 14399-1 – Assiemi di bulloneria strutturale ad alta resistenza da precarico – Parte 1: Requisiti generali.
• UNI EN 15048-1 – Assiemi di bulloneria strutturale non da precarico – Parte 1: Requisiti generali.

Per gli acciai inossidabili, le NTC2018 indicano al par. 11.3.4.8 – Acciai inossidabili: “È consentito l’impiego di acciaio inossidabile per la realizzazione di strutture metalliche e composte. Si dovranno utilizzare acciai conformi alle norme armonizzate UNI EN 10088-4 e UNI EN 10088-5, recanti la Marcatura CE e per i quali si rimanda a quanto specificato al punto A del §11.1…OMISSIS”.

Normative armonizzate per gli acciai inossidabili ad uso strutturale:

• UNI EN 10088-4 – Acciai inossidabili – Parte 4: Condizioni tecniche di fornitura dei fogli, delle lamiere e dei nastri di acciaio resistente alla corrosione per impieghi nelle costruzioni. 

• UNI EN 10088-5 – Acciai inossidabili – Parte 5: Condizioni tecniche di fornitura delle barre, vergelle, filo, profilati e prodotti trasformati a freddo di acciaio resistente alla corrosione per impieghi nelle costruzioni.

Normative armonizzate per i pannelli coibentati autoportanti:

I pannelli coibentati vengono realizzati secondo la seguente normativa di riferimento e devono avere la marcatura CE per essere utilizzati nelle costruzioni. 

• UNI EN 14509 – Pannelli isolanti autoportanti a doppio rivestimento con paramenti metallici – Prodotti industriali – Specifiche.

La normativa riserva particolare attenzione alla produzione di strutture in acciaio, il paragrafo 11.3.4.1 delle NTC2018, cita: “OMISSIS…Per l’identificazione e qualificazione di elementi strutturali in acciaio realizzati in serie nelle officine di produzione di carpenteria metallica e nelle officine di produzione di elementi strutturali, si applica quanto specificato al punto 11.1, caso A), in conformità alla norma europea armonizzata UNI EN 1090-1…OMISSIS”.

Norme armonizzate per la produzione di strutture in acciaio ad uso strutturale (componenti e kits):

• UNI EN 1090-1 – Esecuzione di strutture di acciaio e di alluminio – Parte 1: Requisiti per la valutazione di conformità dei componenti strutturali.

Normativa armonizzata alla quale devono sottostare i componenti ed i kits strutturali, realizzati dal costruttore metallico, perciò marcati CE ed accompagnati dalla rispettiva DoP.

Da sottolineare che la normativa italiana prevede che la materia prima, da utilizzarsi per la realizzazione delle forniture, deve essere prodotta nel rispetto del CPR e delle Norme Tecniche per le Costruzioni. Per quanto riguarda i profili sottili e le lamiere grecate prodotte in accordo con la norma UNI EN 1090-1, la materia prima impiegata deve provenire da forniture che rispettino le seguenti norme UNI EN 10025-1, UNI EN 10346, UNI EN 10149-1/2/3 e UNI EN 10268.

• Per ulteriori indicazioni relative alle normative consultare l’apposita sezione.

Materiali e prodotti ad uso strutturale

I materiali ed i prodotti che compongono le opere di carpenteria metallica devono rispondere ai requisiti riportati al capitolo 11 delle Norme Tecniche per le Costruzioni. Di seguito si riportano in qualità di premessa alcune indicazioni importanti tratte dal §11.1 delle NTC2018.
“Si definiscono materiali e prodotti per uso strutturale, utilizzati nelle opere soggette alle presenti norme, quelli che consentono ad un’opera ove questi sono incorporati permanentemente di soddisfare in maniera prioritaria il requisito base delle opere n.1 “Resistenza meccanica e stabilità” di cui all’Allegato I del Regolamento UE 305/2011…OMISSIS…”.

“…OMISSIS…I materiali e prodotti per uso strutturale devono essere:
– Identificati univocamente a cura del fabbricante
– Qualificati sotto la responsabilità del fabbricante
– Accettati dal Direttore dei Lavori mediante acquisizione e verifica della documentazione di identificazione e qualificazione, nonché mediante eventuali prove di accettazione.

In particolare, per quanto attiene l’identificazione e la qualificazione, possono configurarsi i seguenti casi:

2011. A)Materiali e prodotti per i quali sia disponibile, per l’uso strutturale previsto, una norma europea armonizzata il cui riferimento sia pubblicato su GUUE. Al termine del periodo di coesistenza il loro impiego nelle opere è possibile soltanto se corredati della Dichiarazione di Prestazione e della Marcatura CE, prevista al Capo II del Regolamento UE 305/2011.
2012. B)Materiali e prodotti per uso strutturale per i quali non sia disponibile una norma europea armonizzata oppure la stessa ricada nel periodo di coesistenza, per i quali sia invece prevista la qualificazione con le modalità e le procedure indicate nelle presenti norme. È fatto salvo il caso in cui, nel periodo di coesistenza della specifica norma armonizzata, il fabbricante abbia volontariamente optato per la Marcatura CE.
2013. C)Materiali e prodotti per uso strutturale non ricadenti in una delle tipologie A) o B). in tali casi il fabbricante dovrà pervenire alla Marcatura CE sulla base della pertinente “Valutazione Tecnica Europea” (ETA), oppure dovrà ottenere un “Certificato di Valutazione Tecnica” rilasciato dal Presidente del Consiglio Superiore dei lavori Pubblici, previa istruttoria del Servizio tecnico Centrale, anche sulla base di Linee Guida approvate dal Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici, ove disponibili; con decreto del Presidente del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici, su conforme parere della competente Sezione, sono approvate Linee Guida relative alle specifiche procedure per il rilascio del “Certificato di Valutazione Tecnica…OMISSIS…”.

“…OMISSIS…Ad eccezione di quelli in possesso di Marcatura CE, possono essere impiegati materiali o prodotti conformi ad altre specifiche tecniche qualora dette specifiche garantiscano un livello di sicurezza equivalente a quello previsto nelle presenti norme. Tale equivalenza sarà accertata attraverso procedure all’uopo stabilite dal Servizio Tecnico Centrale del Consiglio Superiore dei lavori Pubblici, sentito lo stesso Consiglio Superiore.

Al fine di dimostrare l’identificazione, la qualificazione e la tracciabilità dei materiali e prodotti ad uso strutturale, il fabbricante, o altro eventuale operatore economico (importatore, distributore o mandatario come definiti ai sensi dell’articolo 2 del Regolamento UE 305/2011), è tenuto a fornire copia della documentazione di identificazione e qualificazione (casi A, B o C), i cui estremi devono essere riportati anche nei documenti di trasporto, dal fabbricante fino al cantiere, comprese eventuali fasi di commercializzazione intermedia, riferiti alla specifica fornitura…OMISSIS”.

“…OMISSIS…Per ogni materiale o prodotto identificato e qualificato mediante la marcatura CE è onere del Direttore dei Lavori, in fase di accettazione, accertarsi del possesso della marcatura stessa e richiedere copia della documentazione di marcatura CE e della Dichiarazione di Prestazione di cui al Capo II del Regolamento UE 305/2011, nonché – qualora ritenuto necessario, ai fini della verifica di quanto sopra – copia del certificato di costanza della prestazione del prodotto o di conformità del controllo della produzione in fabbrica, di cui al Capo IV ed Allegato V del Regolamento UE 305/2011, rilasciato da idoneo organismo notificato ai sensi del Capo VII dello stesso Regolamento UE 305/2011.

Per i prodotti non qualificati mediante la Marcatura CE, il Direttore dei Lavori dovrà accertarsi del possesso e del regime di validità della documentazione di qualificazione (caso B) o del Certificato di Valutazione Tecnica (caso C). I fabbricanti possono usare come Certificati di Valutazione Tecnica i Certificati di Idoneità tecnica all’impiego, già rilasciati dal Servizio Tecnico Centrale prima dell’entrata in vigore delle presenti norme tecniche, fino al termine della loro validità…OMISSIS…”.

NOTA: quest’ultima casistica è poco rilevante per quanto riguarda i prodotti in acciaio per carpenteria metallica.

“…OMISSIS…Sarà inoltre onere del Direttore dei Lavori, nell’ambito dell’accettazione dei materiali prima della loro installazione, verificare che tali prodotti corrispondano a quanto indicato nella documentazione di identificazione e qualificazione, nonché accertare l’idoneità all’uso specifico del prodotto mediante verifica delle prestazioni dichiarate per il prodotto stesso nel rispetto dei requisiti stabiliti dalla normativa tecnica applicabile per l’uso specifico e dai documenti progettuali, con particolare riferimento alla Relazione sui materiali, di cui al §10.1.

La mancata rispondenza alle prescrizioni sopra riportate comporta il divieto di impiego del materiale o prodotto…OMISSIS…”.

Acciaio per strutture metalliche e per strutture miste (NTC2018 §11.3.4)

Tutti gli acciai ad utilizzo diretto come carpenterie in strutture metalliche devono essere prodotti con un sistema permanente di controllo interno della produzione in stabilimento che deve assicurare il mantenimento dello stesso livello di affidabilità nella conformità del prodotto finito, indipendentemente dal processo di produzione. Tale condizione viene garantita per tutti i prodotti in acciaio per i quali esiste una norma armonizzata di riferimento e pertanto la Marcatura CE.

CASO A

“Per la realizzazione di strutture metalliche e di strutture composte si dovranno utilizzare acciai conformi alle norme armonizzate…OMISSIS…” (NTC2018 §11.3.4.1)

Prodotti finiti laminati:

UNI EN 10025-1 – Prodotti laminati a caldo di acciai per impieghi strutturali – Parte 1: Condizioni tecniche generali di fornitura

Prodotti finiti cavi:

UNI EN 10210-1 – Profilati cavi finiti a caldo di acciai non legati e a grano fine per impieghi strutturali – Parte 1: Condizioni tecniche di fornitura
UNI EN 10219-1 – Profilati cavi saldati formati a freddo per impieghi strutturali di acciai non legati e a grano fine – Parte 1: Condizioni tecniche di fornitura

Prodotti finiti in acciaio inossidabile:

UNI EN 10088-4 – Acciai inossidabili – Parte 4: Condizioni tecniche di fornitura dei fogli, delle lamiere e dei nastri di acciaio resistente alla corrosione per impieghi nelle costruzioni
UNI EN 10088-5 – Acciai inossidabili – Parte 5: Condizioni tecniche di fornitura delle barre, vergelle, filo, profilati e prodotti trasformati a freddo di acciaio resistente alla corrosione per impieghi nelle costruzioni

Bulloneria strutturale per sistemi di giunzione:

UNI EN 14399-1 – Assiemi di bulloneria strutturale ad alta resistenza da precarico – Parte 1: Requisiti generali
UNI EN 15048-1 – Assiemi di bulloneria strutturale non da precarico – Parte 1: Requisiti generali

Componenti e kits strutturali:

UNI EN 1090-1 – Esecuzione di strutture di acciaio e di alluminio – Parte 1: Requisiti per la valutazione di conformità dei componenti strutturali.

Per l’identificazione e la qualificazione di elementi strutturali realizzati in serie nelle officine di produzione di carpenteria metallica e nelle officine di produzione di elementi strutturali è necessario fare riferimento a questa ultima norma, applicando quanto specificato al punto 11.1 (caso A) delle NTC2018.

La filiera dell’acciaio: prodotti coperti da norme europee armonizzate

CASO B

Quando non sia applicabile la marcatura CE, ai sensi del Regolamento UE 305/2011, la valutazione della conformità del controllo di produzione in stabilimento e del prodotto finito è effettuata attraverso la procedura di qualificazione indicata al §11.3.1.2 e §11.3.4.11 delle NTC2018. Si ribadisce tuttavia che questa casistica è poco rilevante per quanto riguarda i prodotti in acciaio per carpenteria metallica.

“…OMISSIS…Tutte le forniture di acciaio, per le quali sussista l’obbligo della Marcatura CE, devono essere accompagnate dalla Dichiarazione di Prestazione di cui al Regolamento UE 305/2011, dalla prevista Marcatura CE nonché dal certificato di controllo interno tipo 3.1, di cui alla norma UNI EN 10204, dello specifico lotto di materiale fornito”.

NOTA: Fondazione Promozione Acciaio ha chiesto chiarimenti al Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici in merito al certificato di controllo interno 3.1, il quale deve obbligatoriamente accompagnare le forniture secondo le NTC 2018: nello specifico, non risulta chiaro se tale certificato si riferisca al materiale di origine (produttore) oppure al prodotto finito (officina di carpenteria metallica). È stato infatti chiesto che, all’interno della Circolare di prossima pubblicazione, venga specificato che l’obbligatorietà del certificato 3.1 in presenza di DOP sia a discrezione della DL e che tale certificato faccia riferimento, unicamente, al certificato 3.1 di origine delle principali membrature (travi e/o colonne).

“Il riferimento agli attestati comprovanti la qualificazione del prodotto deve essere riportato sul documento di trasporto.

Le forniture effettuate da un distributore devono essere accompagnate da copia dei documenti rilasciati dal fabbricante e completati con il riferimento al documento di trasporto del distributore stesso.

Nel caso di fornitura in cantiere non proveniente da centro di trasformazione, il Direttore dei Lavori, prima della messa in opera, è tenuto a verificare quanto sopra indicato ed a rifiutare le eventuali forniture non conformi, ferme restando le responsabilità del fabbricante…OMISSIS…”.

“…OMISSIS…Tutte le forniture di acciaio, per le quali non sussista l’obbligo della Marcatura CE, devono essere accompagnate dalla copia dell’attestato di qualificazione (*) del Servizio Tecnico Centrale e dal certificato di controllo interno tipo 3.1, di cui alla norma UNI EN 10204, dello specifico lotto di materiale fornito…OMISSIS”.

(*) Questa affermazione è valida per i prodotti ricadenti nel CASO B, mentre quelli ricadenti nel CASO C devono essere accompagnati dal certificato di valutazione tecnica rilasciato dal Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici.

È importante notare che la Circolare Esplicativa delle NTC2018 abbia fatto chiarezza in merito alla fornitura del Certificato di controllo interno della produzione tipo 3.1.

Al §C11.3.1.5 della Circolare si afferma quanto segue:

“OMISSIS…il certificato di controllo interno tipo 3.1, di cui alla norma UNI EN 10204, citato dalle NTC, deve intendersi strettamente riferito al certificato di origine fornito dall’acciaieria (produttore) all’atto di immissione in commercio del prodotto laminato”. Per la fornitura dei prodotti coperti dalla UNI EN 1090-1 non è pertanto necessario quest’ultimo documento: “Con riferimento ai “kit” definiti all’art 2 del CPR e coperti da amrcatura CE, è sufficiente accompagnare la fornitura con la copia della Dichiarazione di Prestazioni CE, oltre che on il documento di trasporto completo delle informazioni necessarie”.

La filiera dell’acciaio: sintesi tracciabilità dei prodotti ad uso strutturale

“I controlli di accettazione in cantiere, da eseguirsi presso un laboratorio di cui all’art. 59 del DPR n. 380/2001, sono obbligatori per tutte le forniture di elementi e/o prodotti, qualunque sia la loro provenienza e la tipologia di qualificazione.

Il prelievo dei campioni va eseguito alla presenza del Direttore dei Lavori o di un tecnico di sua fiducia che provvede alla redazione di apposito verbale di prelievo ed alla identificazione dei provini mediante sigle, etichettature indelebili, ecc.; la certificazione effettuata dal laboratorio prove materiali deve riportare riferimento a tale verbale. La richiesta di prove al laboratorio incaricato deve essere sempre firmata dal Direttore dei Lavori, che rimane anche responsabile della trasmissione dei campioni.

Qualora la fornitura di elementi lavorati provenga da un Centro di trasformazione o da un fabbricante di elementi marcati CE dopo essersi accertato preliminarmente che il suddetto Centro di trasformazione o il fabbricante sia in possesso di tutti i requisiti previsti dalla norma, Il Direttore dei Lavori può recarsi presso il medesimo Centro di trasformazione o fabbricante ed effettuare in stabilimento tutti i controlli di cui sopra. In tal caso il prelievo dei campioni viene effettuato dal Direttore Tecnico del Centro di trasformazione o del fabbricante secondo le disposizioni del Direttore dei Lavori; quest’ultimo deve assicurare, mediante sigle, etichettature indelebili, ecc., che i campioni inviati per le prove al laboratorio incaricato siano effettivamente quelli da lui prelevati, nonché sottoscrivere la relativa richiesta di prove.

Il laboratorio incaricato di effettuare le prove provvede all’accettazione dei campioni accompagnati dalla lettera di richiesta sottoscritta dal direttore dei lavori. Il laboratorio verifica lo stato dei provini e la documentazione di riferimento ed in caso di anomalie riscontrate sui campioni oppure di mancanza totale o parziale degli strumenti idonei per la identificazione degli stessi, deve sospendere l’esecuzione delle prove e darne notizia al Servizio Tecnico Centrale del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici.

Il prelievo potrà anche essere eseguito dallo stesso laboratorio incaricato della esecuzione delle prove. I laboratori devono conservare i campioni sottoposti a prova per almeno trenta giorni dopo l’emissione dei certificati di prova, in modo da consentirne l’identificabilità e la rintracciabilità.

A seconda delle tipologie di materiali pervenute in cantiere il Direttore dei Lavori deve effettuare i seguenti controlli:

– Elementi di Carpenteria Metallica: 3 prove ogni 90 tonnellate; il numero di campioni, prelevati e provati nell’ambito di una stessa opera, non può comunque essere inferiore a tre. Per opere per la cui realizzazione è previsto l’impiego di quantità di acciaio da carpenteria non superiore a 2 tonnellate, il numero di campioni da prelevare è individuato dal Direttore dei Lavori, che terrà conto anche della complessità della struttura.

– Lamiere grecate e profili formati a freddo: 3 prove ogni 15 tonnellate; il numero di campioni, prelevati e provati nell’ambito di una stessa opera, non può comunque essere inferiore a tre. Per opere per la cui realizzazione è previsto l’impiego di una quantità di lamiere grecate o profili formati a freddo non superiore a 0.5 tonnellate, il numero di campioni da prelevare è individuato dal Direttore dei Lavori.

– Bulloni e chiodi: 3 campioni ogni 1500 pezzi impiegati; il numero di campioni, prelevati e provati nell’ambito di una stessa opera, non può comunque essere inferiore a tre. Per opere per la cui realizzazione è previsto l’impiego di una quantità di pezzi non superiore a 100, il numero di campioni da prelevare è individuato dal Direttore dei Lavori.

– Giunzioni meccaniche: 3 campioni ogni 100 pezzi impiegati; il numero di campioni, prelevati e provati nell’ambito di una stessa opera, non può comunque essere inferiore a tre. Per opere per la cui realizzazione è previsto l’impiego di una quantità di pezzi non superiore a 10, il numero di campioni da prelevare è individuato dal Direttore dei Lavori.

I controlli di accettazione devono essere effettuati prima della posa in opera degli elementi e/o dei prodotti…OMISSIS…”.

NOTA1: Per l’accertamento delle caratteristiche meccaniche, il prelievo dei saggi, la posizione nel pezzo da cui essi devono essere prelevati, la preparazione delle provette e le modalità di prova devono rispondere alle prescrizioni delle seguenti norme (NTC2018 §11.3.4.1):

• UNI EN ISO 377:2017 – Acciaio e prodotti di acciaio – Prelievo e preparazione dei campioni e dei provini per prove meccaniche
• UNI EN ISO 6892-1:2016 – Materiali metallici – Prova di trazione – Parte 1: Metodo di prova a temperatura ambiente
• UNI EN ISO 148-1:2016 – Materiali metallici – Prova di resilienza Charpy – Parte 1: Metodo di prova

NOTA2: per i valori minimi della tensione di snervamento fyk e della tensione a rottura ftk relativi alle prove è possibile fare riferimento a quelli riportati nelle seguenti tabelle delle NTC2018:

“…OMISSIS…I criteri di valutazione dei risultati dei controlli di accettazione devono essere adeguatamente stabiliti dal Direttore dei Lavori in relazione alle caratteristiche meccaniche dichiarate dal fabbricante nella documentazione di identificazione e qualificazione e previste dalle presenti norme o dalla documentazione di progetto per la specifica opera. Questi criteri tengono conto della dispersione dei dati e delle variazioni che possono intervenire tra diverse apparecchiature e modalità di prova. Tali criteri devono essere adeguatamente illustrati nella “Relazione sui controlli e sulle prove di accettazione sui materiali e prodotti strutturali” predisposta dal Direttore dei lavori al termine dei lavori stessi…OMISSIS…”.

“…OMISSIS…Al termine dei lavori che interessano gli elementi strutturali, il Direttore dei Lavori predispone, nell’ambito della Relazione a struttura ultimata di cui all’articolo 65 del DPR 380/01, una sezione specifica relativa ai controlli e prove di accettazione sui materiali e prodotti strutturali, nella quale sia data evidenza documentale riguardo all’identificazione e qualificazione dei materiali e prodotti, alle prove di accettazione ed alle eventuali ulteriori valutazioni sulle prestazioni…OMISSIS”.

“…OMISSIS…Le prove sui materiali e prodotti, a seconda delle specifiche procedure applicabili, come specificato di volta in volta nel seguito, devono generalmente essere effettuate da:
a) Laboratori di prova notificati ai sensi del Capo VII del Regolamento UE 305/2011;
b) Laboratori di cui all’art. 59 del DPR 380/2001;
c) Altri laboratori, dotati di adeguata competenza e idonee attrezzature, previo nulla osta del Servizio Tecnico Centrale.

Qualora si applichino specifiche tecniche europee armonizzate, ai fini della Marcatura CE, le attività di certificazione di prodotto o del controllo di produzione in fabbrica e di prova dovranno essere eseguite dai soggetti previsti dal relativo sistema di valutazione e verifica della costanza delle prestazioni, di cui al Capo IV ed Allegato V del Regolamento UE 305/2011, applicabile al prodotto…OMISSIS…

“…OMISSIS…Le durezze eseguite sulle macrografie non dovranno essere superiori a 350 HV30.

Per la saldatura ad arco di prigionieri di materiali metallici (saldatura ad innesco mediante sollevamento e saldatura a scarica di condensatori ad innesco sulla punta) si applica la norma UNI EN ISO 14555:2017; valgono perciò i requisiti di qualità di cui al prospetto A1 della appendice A della stessa norma.

Le prove di qualifica dei saldatori, degli operatori e dei procedimenti dovranno essere eseguite da un Ente terzo; in assenza di prescrizioni in proposito l’Ente sarà scelto dal costruttore secondo criteri di competenza e di indipendenza.

Sono richieste caratteristiche di duttilità, snervamento, resistenza e tenacità in zona fusa e in zona termica alterata non inferiori a quelle del materiale base.

Nell’esecuzione delle saldature dovranno inoltre essere rispettate le norme UNI EN 1011-1:2009 ed UNI EN 1011-2:2005 per gli acciai ferritici ed UNI EN 1011-3:2005 per gli acciai inossidabili. Per la preparazione dei lembi si applicherà, salvo casi particolari, la norma UNI EN ISO 9692-1:2013.

Le saldature saranno sottoposte a controlli non distruttivi finali per accertare la corrispondenza ai livelli di qualità stabiliti dal progettista sulla base delle norme applicate per la progettazione.

In assenza di tali dati per strutture non soggette a fatica si adotterà il livello C della norma UNI EN ISO 5817:2014 e il livello B per strutture soggette a fatica.

L’entità ed il tipo di tali controlli, distruttivi e non distruttivi, in aggiunta a quello visivo al 100%, saranno definiti dal Collaudatore e dal Direttore dei Lavori; per i cordoni ad angolo o giunti a parziale penetrazione si useranno metodi di superficie (ad es. liquidi penetranti o polveri magnetiche), mentre per i giunti a piena penetrazione, oltre a quanto sopra previsto, si useranno metodi volumetrici e cioè raggi X o gamma o ultrasuoni per i giunti testa a testa e solo ultrasuoni per i giunti a T a piena penetrazione.

Per le modalità di esecuzione dei controlli ed i livelli di accettabilità si potrà fare utile riferimento alle prescrizioni della norma UNI EN ISO 17635.

Tutti gli operatori che eseguiranno i controlli dovranno essere qualificati secondo la norma UNI EN ISO 9712:2012 almeno di secondo livello…OMISSIS”

GIUNTO SALDATO

Dopo la solidificazione del giunto saldato, si possono individuare le seguenti tre zone:

• ZF Zona fusa
• ZTA Zona termicamente alterata
• MB Zona materiale base

La ZONA FUSA è costituita dal materiale base e dal materiale d’apporto che si sono mescolati durante il processo di saldatura, formando il bagno di fusione che raffreddandosi origina il cordone di saldatura.

La ZONA TERMICAMENTE ALTERATA è costituita dal materiale base che durante il processo di saldatura non ha raggiunto la temperatura di fusione, ma che ha raggiunto elevate temperature. Il materiale di questa zona viene riscaldato e successivamente raffreddato più o meno rapidamente, con conseguenti trasformazioni strutturali che sono in funzione essenzialmente dalla massima temperatura raggiunta e della severità del ciclo termico.

Il MATERIALE BASE è costituito dal materiale che costituisce le parti da saldare, che non ha subito un riscaldamento tale da provocare trasformazioni microstrutturali.

PRINCIPALI DIFETTI DELLE SALDATURE

Cricche a freddo: la saldatura è caratterizzata da piccole masse di metallo portate rapidamente in fusione e rapidamente raffreddate (il calore è assorbito rapidamente dal metallo circostante). I cicli termici con elevata velocità di raffreddamento possono comportare, specie nel materiale di base adiacente alla saldatura, zone di elevata durezza. Queste zone, che si sviluppano nel materiale di base ai margini della saldatura, possono essere sede di incrinature chiamate cricche a freddo. La prevenzione da questo problema può avvenire raddolcendo il ciclo termico preriscaldando il pezzo da saldare ed utilizzando elettrodi con rivestimento tale da non sviluppare idrogeno.

Cricche a caldo: si generano nella zona fusa per un elevato tenore di impurezza; le cricche si formano durante la solidificazione a causa di segregazioni di impurezza che si addensano e che solidificano a temperature più basse dell’acciaio dando luogo, per effetto degli sforzi da ritiro, a delle fessure lungo la saldatura.

Inclusioni o soffiature: punti deboli all’interno della saldatura per la presenza di scorie o gas nel materiale fuso.

Strappi lamellari: difetti di separazione o frattura nel materiale base causato da deformazioni da ritiro indotte da procedimenti di saldatura.

Mancanza di penetrazione e di fusione al vertice di pezzi cianfrinati: talvolta è infatti difficile ottenere una regolare e completa fusione del lembo mediante la prima passata, oppure difetti geometrici quali il disassamento dei lembi.

Difetti geometrici (e.g. disassamento)

I metodi utilizzati abitualmente per il controllo non distruttivo delle saldature sono di seguito riportati.

CONTROLLI DI TIPO SUPERFICIALE

• ESAME VISIVO (VT) – UNI EN ISO 17637
• ESAME CON LIQUIDI PENETRANTI (PT) – UNI EN ISO 3452-1
• CONTROLLO MEDIANTE CORENTI INDOTTE (ET) – UNI EN ISO 15549 maggiormente applicato nei processi industriali
• CONTROLLO CON PARTICELLE MAGNETICHE (MT) – UNI EN ISO 17638

Questi controlli sono considerati di tipo superficiale, cioè in grado di individuare difetti presenti sulla superficie della saldatura. Si prestano ai controlli sulle saldature a cordone d’angolo.

CONTROLLI SULL’INTERO SPESSORE

• CONTROLLO MEDIANTE ULTRASUONI (UT) – UNI EN ISO 17640
• CONTROLLO RADIOGRAFICO (RT) – UNI EN ISO 17636-1/2 (difficilmente effettuabile in sito)

Questi ultimi invece sono considerati esami volumetrici, cioè in grado di individuare difetti presenti all’interno della saldatura. Sono infatti impiegati per le saldature a completa penetrazione.
Ognuno di questi esami può essere condotto solo da personale qualificato. Nella carpenteria comune si eseguono solitamente i seguenti controlli non distruttivi:
– Esame visivo sui giunti ad angolo ed a piena penetrazione;
– Esame con particelle magnetiche sui giunti ad angolo ed a piena penetrazione;
– Esame con ultrasuoni sui giunti ad angolo ed a piena penetrazione.

Si cerca di evitare il controllo radiografico a causa della sua pericolosità e la necessità di fermare tutte le attività produttive durante la sua esecuzione.

CONTROLLO VISIVO (VT)

Il controllo visivo viene condotto secondo la norma UNI EN ISO 17637, da operatori qualificati di secondo livello, mentre i criteri di accettabilità sono contenuti nella UNI EN ISO 5817.

L’esame visivo è il più importante metodo d’indagine non distruttiva di qualsiasi oggetto. Infatti, in senso lato, tutti i risultati d’ogni metodo d’indagine devono esser visualizzati dall’operatore, per la loro registrazione ed interpretazione. Tuttavia, per esame visivo si intende soltanto l’ispezione degli oggetti ad occhio nudo o col solo ausilio di lenti a basso ingrandimento o sistemi remotizzati quali boroscopi, fibroscopi, videoendoscopi.

Esame visivo diretto
Esame visivo caratterizzato da un percorso ottico ininterrotto dall’occhio dell’osservatore all’area di prova. Esso può essere non assistito o assistito per esempio mediante specchio, lenti, endoscopio o fibra ottica.

Esame visivo remoto
Esame visivo caratterizzato da un percorso ottico interrotto dall’occhio dell’osservatore all’area di prova. L’esame visivo remoto include l’uso della fotografia, sistemi video, sistemi automatizzati e robotizzati.

FASI DI ESECUZIONE DEL CONTROLLO VISIVO

Il controllo visivo può essere condotto prima della saldatura per verificare che siano state eseguite in maniera corretta le seguenti attività:
– preparazione dei cianfrini;
– preparazione delle superfici;
– posizionamento dei sostegni alla saldatura ove richiesto (supporto ceramico o metallico);
– assemblaggio dei componenti come da disegno.

Il controllo visivo può essere condotto durante la saldatura per verificare che siano state eseguite in maniera corretta le seguenti attività:
– esecuzione della prima passata;
– esecuzione della ripresa a rovescio ove richiesto;
– assenza di imperfezioni tra le passate.

Il controllo visivo deve essere condotto dopo la saldatura per verificare quanto segue:
– Assenza di difetti superficiali;
– Assenza di colpi d’arco o incisioni di mola;
– Dimensioni corrette dei giunti saldati in accordo ai disegni d’officina.

CONTROLLO CON LIQUIDI PENETRANTI (PT)

Il controllo con liquidi penetranti viene condotto secondo la norma europea UNI EN ISO 3452-1, da operatori qualificati di secondo livello, mentre i criteri di accettabilità sono contenuti nella UNI EN ISO 23277. Questo esame consente di verificare l’integrità superficiale della saldatura, della zona termicamente alterata e del materiale base. Il metodo dei liquidi penetranti continua ad essere uno dei controlli superficiali di maggiore applicazione, sia in fase di fabbricazione che in attività ispettive di manutenzione. Il principio del metodo, utilizzato per individuare discontinuità non visibili ad occhio ma comunicanti con la superficie, è la capillarità. Il liquido penetrante, applicato sulla superficie, entra nella discontinuità in un tempo definito “tempo di penetrazione”; al termine di questa fase il liquido penetrante in eccesso viene rimosso e mediante l’impiego di un “rilevatore” assorbente risale in superficie, formando l’indicazione della discontinuità.

VANTAGGI
– Il controllo e l’interpretazione è relativamente semplice ed economico (una bomboletta di penetrante rosso, una di rilevatore bianco ed un secchio di acqua con uno straccio);
– Il procedimento d’esame può essere applicato a qualsiasi tipo di materiale (acciaio al carbonio, inox, ghisa, alluminio, ecc.);
– Il controllo rivela precisamente l’ubicazione del difetto e da un’indicazione ingrandita rispetto alla dimensione reale del difetto (la dimensione della macchia è direttamente proporzionale alla cavità)

SVANTAGGI
– È in grado di rilevare difetti solo quando questi sono comunicanti con la superficie;
– La geometria e le dimensioni del pezzo possono porre limitazioni nell’uso di determinate tecniche d’esame.

CONTROLLO CON PARTICELLE MAGNETICHE (MT)

Il controllo con particelle magnetiche viene condotto secondo la norma UNI EN ISO 17638, da operatori qualificati di secondo livello, mentre i criteri di accettabilità sono contenuti nella UNI EN ISO 23278. Questo esame può essere utilizzato in alternativa al metodo con liquidi penetranti, l’esame con particelle magnetiche è un semplice metodo superficiale applicabile esclusivamente a materiali ferromagnetici per rilevarne la presenza di eventuali discontinuità o di difetti. Questo tipo di esame consiste nel magnetizzare la regione da controllare e nel ricoprire la superficie del pezzo con piccole particelle di polvere di ferro. Tali particelle sono attirate verso le zone a campo magnetico localizzato che fuoriescono dal pezzo a causa della presenza di difetti superficiali.

L’indicazione della discontinuità si rileva per l’addensamento delle polveri ferromagnetiche in corrispondenza della dispersione di flusso.

L’esame con particelle magnetiche permette di evidenziare difetti superficiali e sub superficiali, non rivelabili con i liquidi penetranti, purché le linee di forza del campo magnetico possano raggiungere la superficie in modo significativo. La massima sensibilità di rilevazione si ottiene quando si intercetta la discontinuità con le linee di forza del campo magnetico orientate perpendicolarmente rispetto alla stessa.

Questo esame non può essere condotto su materiali amagnetici come per esempio gli acciai inossidabili austenitici quali AISI304, AISI3016, AISI321, ecc.

L’esame utilizza particelle ferromagnetiche come mezzo rilevatore, le particelle possono essere colorate o fluorescenti, a secco o ad umido in sospensione acquosa o non acquosa, in alcuni casi viene utilizzata anche una lacca di contrasto bianca per rendere più facilmente individuabili le discontinuità. La massima sensibilità, per il tipo di visione e per le dimensioni delle particelle, si ottiene con particelle fluorescenti ad umido. Trovano applicazione come strumenti di magnetizzazione: elettromagneti, apparecchiature a puntali, conduttori centrali (superfici cave), avvolgimento di cavi.

FASI DELL’ ESAME
– pulizia del pezzo, anche se in modo meno accurato rispetto alle prove con liquidi penetranti;
– magnetizzazione del pezzo, in modo che le linee di forza del campo magnetico si dispongano perpendicolarmente alle direzioni delle eventuali discontinuità;
– applicazione delle particelle magnetiche durante la magnetizzazione;
– interruzione del ciclo di magnetizzazione;
– Esame.

VANTAGGI
– La procedura è di facile apprendimento;
– Può essere facilmente automatizzato, tranne che nell’osservazione visiva;
– Raggiunge elevate sensibilità;
– È applicabile anche su pezzi con moderati strati ricoperti (vernice, zincatura a caldo, ecc.);
– L’interpretazione delle indicazioni è relativamente semplice;
– Presenta una buona accessibilità.

SVANTAGGI
– Si può applicare solo ai materiali ferromagnetici e per rilevare difetti superficiali o subsuperficiali, non è applicabile pertanto per acciai inossidabili austenitici;
– La geometria e le dimensioni del pezzo possono porre limitazioni nell’uso di determinate tecniche d’esame;
– Se i componenti sono messi in opera senza trattamenti superficiali, come per esempio il Corten, la vernice di contrasto deve essere rimossa con sabbiatura o spazzolatura;
– La smagnetizzazione, se necessaria, può essere difficoltosa qualora vengano richiesti valori di magnetismo residuo molto bassi.

CONTROLLO CON ULTRASUONI (UT)

L’ispezione mediante ultrasuoni è un metodo non distruttivo in cui onde sonore ad alta frequenza sono introdotte nel materiale da esaminare, allo scopo di evidenziare difetti superficiali o interni, misurare lo spessore dei materiali, misurare la distanza e la dimensione delle difettosità.

Il controllo con ultrasuoni viene condotto secondo la norma UNI EN ISO 17640, da operatori qualificati di secondo livello, mentre i criteri di accettabilità sono contenuti nella UNI EN ISO 11666.

Ognuno conosce cosa sia l’eco, il fenomeno dipende dalla riflessione delle onde sonore che rimbalzano contro la superficie dell’ostacolo, che è di natura diversa da quella del mezzo di propagazione (aria), fino al ritorno all’orecchio dell’ascoltatore.

Il metodo di rivelazione dei difetti con ultrasuoni è l’applicazione tecnologica di questo principio.

Il fascio di onde ultrasonore, ovvero il segnale, è generato sfruttando le proprietà piezoelettriche di alcuni cristalli, cioè la loro capacità di contrarsi ed espandersi sotto l’azione d’un campo elettrico. Le vibrazioni del cristallo producono onde elastiche, di frequenza ultrasonora dipendente dalle dimensioni del cristallo piezoelettrico. Gli ultrasuoni così generati sono trasferiti direttamente nel materiale da controllare grazie al contatto, o più propriamente al semplice accostamento del generatore (trasduttore) alla superficie del pezzo, purché esista un mezzo di impedenza acustica adeguata tra le due interfacce, l’acqua risulta essere il miglior accoppiante ed in alternativa si possono utilizzare sospensioni o soluzioni acquose sature di colle cellulosiche. Il fascio di onde ultrasonore si propaga nel materiale da esaminare, con la stessa frequenza con cui è stato generato del cristallo, e con una velocità che dipende dal materiale attraversato.

Quando il fascio incontrerà un ostacolo verrà riflesso, assorbito, deviato o difratto, secondo le leggi comuni a tutti i fenomeni di propagazione delle onde. Le onde riflesse possiedono la stessa frequenza di quelle incidenti, ma sono sfasate rispetto ad esse, anche in funzione del cammino percorso, cioè della distanza del trasduttore dai vari punti della superficie dell’ostacolo. Analoga sorte spetta alle onde diffratte. L’energia assorbita dal difetto colpito dalle onde incidenti fa sì che esso possa vibrare emettendo a sua volta onde elastiche di frequenza tipica della sua risonanza e variamente sfasate. Il segnale che ritorna dunque verso il trasduttore è molto complesso perché è la risultante della sommatoria di molte onde di uguale frequenza, ma sfasate, e di altre di frequenza diversa, pure sfasate fra loro. Tale segnale si definisce “tempo di volo” ed esprime, attraverso la semplice equazione spazio/tempo, la distanza percorsa dal treno di onde ultrasonore per colpire l’indicazione e tornare al cristallo. Le informazioni riguardanti il posizionamento geometrico di tale difetto e la sua natura vengono quindi ricavate con semplici calcoli trigonometrici e con la valutazione dinamica del comportamento del segnale. Va da sé che questa ultima valutazione richiede un lungo addestramento ed un’adeguata esperienza.

Il fenomeno fisico della piezoelettricità, che è stato sfruttato per generare l’onda, è reversibile. Ne deriva che lo stesso cristallo capace di emettere ultrasuoni, può generare un segnale elettrico, quando venga investito da un fascio di onde elastiche. Perciò, quando l’onda riflessa od emessa dall’ostacolo ritorna alla sonda che l’ha generata, darà un segnale elettrico che, opportunamente amplificato e filtrato, potrà essere visualizzato sul quadrante dell’oscilloscopio o su un monitor, di cui sono sempre dotati gli strumenti rivelatori di ultrasuoni.

La filtrazione del segnale elimina di fatto tutte le informazioni utili per identificare la forma e la geometria della discontinuità, lasciando soltanto quelle relative alla distanza dell’ostacolo dal trasduttore ed all’attenuazione del segnale rispetto all’eco di fondo.

VANTAGGI DEL CONTROLLO ULTRASONORO
I principali vantaggi forniti dal controllo ultrasuoni rispetto agli altri metodi di controllo non distruttivo riguardano:
– maggior potere di penetrazione nel mezzo, cosa che consente di rilevare anche discontinuità che si trovano all’interno del materiale;
– il controllo del materiale può essere fatto anche a diversi metri di profondità, per esempio nel controllo assiale di alberi d’acciaio molto lunghi o in pezzi fucinati;
– elevata sensibilità che permette di rilevare discontinuità molto piccole;
– miglior precisione nella determinazione della posizione dei difetti interni, nella valutazione della loro forma ed orientamento;
– è sufficiente che una sola superficie del particolare sia accessibile;
– è un controllo elettronico che fornisce immediatamente il rilievo dei difetti. Questo rende il metodo adatto all’automazione, al controllo rapido, al controllo in linea;
– consente il controllo volumetrico del pezzo dalla superficie superiore a quella inferiore;
– il metodo non presenta pericoli di radiazioni e non ha alcun effetto secondario sul personale e su altre apparecchiature poste nelle vicinanze è facilmente trasportabile.

SVANTAGGI DEL CONTROLLO ULTRASONORO
– Le operazioni richiedono grande attenzione ed esperienza del personale;
– La definizione delle procedure di controllo richiede competenze tecniche;
– Particolari con superficie con elevata rugosità o molto piccoli o sottili o non omogenei vengono controllati con grande difficoltà;
– Discontinuità presenti nello strato immediatamente al di sotto della superficie possono sfuggire al controllo;
– Sono richiesti dei campioni di riferimento, tanto per la calibrazione dell’apparecchiatura che per la caratterizzazione dei difetti.

Si sottolinea che il controllo ad ultrasuoni non può essere eseguito sui cordoni d’angolo.

A seguito della pubblicazione del CPR (Regolamento dei Prodotti da Costruzione 305/2011) i fabbricanti sono obbligati alla compilazione della “Dichiarazione di Prestazione”, per tutti i prodotti che hanno una norma armonizzata di riferimento, ovvero che possono essere commercializzati liberamente in tutti i paesi dell’Unione Europea. Si riportano in stralcio i requisiti essenziali per i quali il produttore (costruttore metallico) deve dichiarare le prestazioni (capitolo 4 e allegato ZA della UNI EN 1090-1:2012):

“… omissis
4. Requisiti
4.2 Tolleranze dimensionali

4.3 Saldabilità
4.4 Tenacità
4.5 Caratteristiche strutturali
4.5.2. Resistenza meccanica
4.5.3. Resistenza a fatica
4.5.4. Resistenza al fuoco
4.5.5. Deformazioni allo stato limite di servizio
4.6 Reazione al fuoco
4.7 Emissione di sostanze pericolose
4.8 Resistenza all’impatto (in correlazione con il punto 4.4)
4.9 Durabilità
… omissis”

Sono reperibili, all’interno dell’Allegato ZA della UNI EN 1090-1:2012, nelle figure ZA.1, ZA.2 e ZA.3, esempi di Dichiarazione di Prestazione.

All’interno della stessa UNI EN 1090-1:2012 sono contenute tabelle, di sicuro interesse per i produttori, riguardanti:

• compiti e modalità di consegna, da parte dei produttori, dei componenti strutturali
• suddivisione dei compiti per la valutazione di conformità di componenti strutturali in acciaio e alluminio

Da una valutazione teorica e in base alle innumerevoli richieste di chiarimenti arrivati persino in ambito CEN sull’applicazione della EN 1090-1, si è evidenziato come la norma costituisca sì un cambiamento rilevante nel settore delle strutture in carpenteria metallica, che tuttavia lascia aspetti ancora da chiarire.
L’evoluzione di questa normativa, nata come un “Codice tecnico” di fabbricazione europea per le strutture in carpenteria metallica, dalla fabbricazione al montaggio delle opere, all’attuale status di norma armonizzata ha comportato una difficile interpretazione, in particolare nell’identificazione dei componenti e dei “kits” che sono compresi nella norma oltre alla definizione dei processi di trasformazione che sono oggetto di marcatura CE.
Ad esempio, con l’attuale assetto normativo le lavorazioni su una trave in acciaio al carbonio, marcata CE, comporterebbero l’obbligo di un’ulteriore marcatura CE per chi la volesse immettere sul mercato proprio a seguito delle lavorazioni, configurando un notevole aggravio di oneri per chi fabbrica strutture in acciaio.

Il TC135 (organismo a livello CEN) continua tuttora a lavorare per cercare di dare indicazioni precise circa l’individuazione dei prodotti ricadenti nella EN 1090-1. A livello Europeo, la prima risposta del CEN, all’interno della sezione FAQ dedicata al CPR 305/2011, consultabile al link:
https://ec.europa.eu/growth/sectors/construction/product-regulation/faq_it
è stata quella di pubblicare una specifica risposta (n°31) alla domanda su quando la marcatura CE è mandataria in base all’EN 1090-1:2009+A1:2011 – “When does the CE marking have to be affixed on the basis of EN 1090-1:2009+A1:2011 ?”.
Si riporta di seguito il testo originale della risposta:
“The CE marking has to be affixed on a construction product on the basis of the harmonised standard EN 1090-1:2009+A1:2011 when all the following conditions are satisfied:

• the product is covered by the scope of EN 1090-1:2009+A1:2011 (please find the indicative, non-exhaustive list of products not covered by the scope of EN 1090-1:2009+A1:2011 as provided by CEN),
• and the product is a structural construction product within the meaning of the Construction Products Regulation (EU) 305/2011 which means:
  – the product is intended to be incorporated in a permanent manner in construction works (buildings or civil engineering works), and
  – the product has a structural function in relation to the construction work (i.e. its failure will affect the satisfaction of Basic Work Requirement 1 as detailed in Annex I of Regulation EU 305/2011).
  
• And the product is not covered by a dedicated European product specification (because if a specific harmonised EN, or an European Technical Approval Guideline (ETAG) or an European Technical Approval, or an European Technical Assessment (ETA) for this product exists, the basis for the CE marking is the relevant specific harmonised EN, or the ETApproval, or the ETAssessment).

Note 1: Wind turbines and their towers cannot be CE marked under EN 1090-1. They are subject to the Machinery Directive (MD) and the complete wind turbine system must be CE marked thereunder. One of the essential requirements of the MD is the stability of the machine. Thus, the obligatory CE marking under the MD also covers the stability of the wind turbine. The application of the CPR, in addition to the MD, would not cover additional performance aspects. Furthermore, wind turbine towers are not considered to be construction products under the CPR. Nevertheless, wind turbine towers can be assessed by EN 1090-1 (or others) in order to fulfil the stability requirements under the MD.

Note 2: ‘Common’ fences and railings (balustrades) which merely have the function of preventing a person from falling are not structural products because they do not support (a part of) the structure. In general their failure will affect the satisfaction of Basic Work Requirement 4 – Safety and accessibility in use (as detailed in Annex I of Regulation EU 305/2011) rather than Basic Work Requirement 1 (mechanical resistance and stability). For this reason, these common balustrades cannot be CE marked on the basis of standard EN 1090-1. However, balustrades which do have a role in supporting the structure of the construction work or parts of it have a structural function, i.e. their performance may affect the mechanical resistance and stability of e.g. a building AND they prevent a person from falling, thus are covered by EN 1090-1 and must therefore be placed on the EU market with a DoP and the CE marking.

Note 3: Elaborations under Note 2 also apply to staircases.”

Nel gennaio 2018 è stata pubblicata la UNI CEN/TR 17052 – Linee guida per l’implementazione della EN 1090-1:2009+A1:2011 che fornisce indicazioni sui prodotti che rientrano nell’ambito di applicazione della norma.

NB: il documento citato è un elenco pubblicato dal CEN in qualità di linea guida, il quale propone tuttavia elenchi non esaustivi per i componenti rientranti o meno nella normativa. La mancata completezza di tali elenchi e lo status di “non obbligatorietà” delle linee guida fanno supporre che ci sarà ancora da attendere per arrivare ad una completezza e ad un totale chiarimento della EN 1090-1.

Si evince che ad oggi la lista dei prodotti non coperti dalla EN 1090 che fa riferimento alla FAQ differisca dalle UNI CEN/TR 17052 – Linee guida per l’implementazione della EN 1090-1:2009+A1:2011.
Bisogna tuttavia sottolineare che entrambi i documenti non hanno lo status di normativa e pertanto di obbligatorietà e inoltre che entrambi gli elenchi premettono che non sono esaustivi.

È possibile asseverare con certezza che la EN 1090 è una normativa complessa, nata come un “codice tecnico” di fabbricazione europeo per le strutture di carpenteria metallica, dalla realizzazione in officina al montaggio, diventata poi una norma armonizzata. Questo suo stato di norma armonizzata fa sperare in ulteriori aggiornamenti e chiarimenti che la perfezionino al fine di ridurre al minimo le incertezze nella definizione dei componenti e kits compresi nella normativa stessa.

Nonostante le problematiche soprariportate, l’applicazione delle norme armonizzate ha comportato una qualità sempre più elevata, una migliore rintracciabilità e sicurezza per le costruzioni in acciaio.

La normativa fornisce nell’allegato “A” le linee guida per la redazione delle specifiche indicando due modalità: nella prima il fabbricante opera su specifica propria (MPCS), nella seconda opera su specifica e progetto del committente (PPCS). In molti casi il committente e il produttore contribuiscono entrambi alla preparazione delle specifiche. Per tali casi i compiti di ciascuno costituiscono una questione contrattuale che deve essere specificata al momento della richiesta e dell’ordine.

La seguente tabella sintetizza i compiti del produttore e la modalità di dichiarazione delle proprietà dei componenti strutturali. Sono stati determinati quattro metodi:

È il progettista che ha il compito di definire la classe di esecuzione della struttura, così come è solito che definisca la classe di trattamento superficiale o altre caratteristiche proprie dell’opera e del contesto in cui viene realizzata.

La classe di esecuzione viene definita come un insieme classificato di requisiti specificati per l’esecuzione delle opere nel loro insieme, per un singolo componente o per un dettaglio di un componente.

Le linee guida per la determinazione delle classi di esecuzione è stata spostata dalla EN 1090 agli Eurocodici. Non è un fatto banale, l’inserimento dell’allegato in una normativa dedicata alla progettazione, che porta con sè delle considerazioni importanti, in primis che la scelta della classe di esecuzione del componente strutturale in acciaio è affidata al progettista, il quale diviene interamente responsabile della scelta eseguita. Il Costruttore metallico è invece tenuto a rispettare quanto la norma (UNI EN 1090-2) prescrive per quella classe di esecuzione, senza dover entrare nel merito del perché della scelta eseguita dal progettista.

La scelta della classe di esecuzione di una struttura/componente/dettaglio (EXC1, EXC2, EXC3, o EXC4) dovrebbe essere fatta prima dell’inizio della costruzione e dovrebbe basarsi su criteri di affidabilità, sul tipo di struttura/componente/dettaglio e sulla tipologia di carico di progetto, che come si è visto è un compito del progettista.

Una volta definita la struttura da realizzare, è necessario individuare la Classe di Conseguenza (CC), o in alternativa la Classe di Affidabilità (RC), secondo quanto specificato nella UNI EN 1990 (Appendice B – Differenziazione dell’affidabilità strutturale per le costruzioni):

È inoltre possibile valutare alternativamente la classe di affidabilità (RC), definendola attraverso il concetto di indice di affidabilità β. Le tre classi di affidabilità RC1, RC2, RC3 possono essere associate alle tre classi di conseguenze CC1, CC2, CC3. Il prospetto B.2 fornisce i valori minimi raccomandati dell’indice di affidabilità associati con le classi di affidabilità (vedere anche l’Appendice C – Criteri generali per il progetto ai coefficienti parziali e l’analisi dell’affidabilità).

Individuata la Classe di Conseguenza o la Classe di Affidabilità, è possibile determinare la Classe di Esecuzione dalla Tabella C.1 della UNI EN 1993-1-1:2014 (Annex C – Selection of execution class):

L’elemento di unione è composto da: vite, dado e rondelle. Esso è definito “assieme“. Nell’ipotesi in cui il giunto richieda soluzioni a serraggio controllato i sistemi di  unione devono essere prescelti fra quelli indicati dalla norma EN 14399-3 (sistema HR) o dalla norma EN 14399-4 (sistema HV – elementi di unione precaricati o “a serraggio controllato”).
In merito alle classi di resistenza, tali assiemi possono essere utilizzati con viti nelle classi 8.8, e 10.9.
In presenza di soluzioni non precaricate e di sollecitazioni prevalenti di taglio, i sistemi più appropriati risultano essere i sistemi SB, regolamentati in ambito internazionale CEN dalle norme EN 15048–1 ( elementi di unione non precaricati o a “non a serraggio controllato”) .
I sistemi di unione precaricati sono utilizzabili anche in giunzioni a taglio in alternativa alla soluzione SB.

Se la scelta progettuale è orientata verso il sistema SB, particolare attenzione deve essere posta al momento della posa in opera degli elementi di unione.
La norma EN 15048-1 ammette infatti la composizione dell’assieme di assemblaggio utilizzando componenti provenienti da bulloneria standard ISO, come ad esempio ISO 4014 (viti a filetto parziale), oppure ISO 4017 (viti a tutto filetto), combinati con ISO 4032 (dadi) e, se richiesto dal progettista, anche con ISO 7091 (rondelle). E’ però importante essere sicuri che tali componenti siano identificati e contrassegnati in modo chiaro e univoco con il marchio SB, stampigliato sulla testa della vite sulla superficie del dado, in accordo alla norma EN 15048-1.

Il marchio CE per questi prodotti è anch’esso obbligatorio e deve essere esposto obbligatoriamente sulle etichette che identificano le singole confezioni.
In merito alle classi di resistenza, tali assiemi possono essere utilizzati con viti nelle classi 4.6 – 4.8 – 5.6 – 5.8 – 6.8 – 8.8 e 10.9.

Le norme europee armonizzate di riferimento per la bulloneria impiegata nelle costruzioni metalliche (ASSIEMI vite + dado + rondella) sono quindi:

• UNI EN 14399-1 per collegamenti precaricati;
• UNI EN 15048-1 per collegamenti non precaricati.

Nel presente paragrafo sono considerati sistemi di unione elementari, in quanto parti costituenti i collegamenti strutturali tra le membrature in acciaio. Le tipologie di unione analizzate sono quelle realizzate tramite bulloni. Le unioni realizzate con bulloni si distinguono in “precaricate” e “non precaricate”.
La bulloneria conforme alla UNI EN 14399-1 è adatta anche ad essere utilizzata per soddisfare i requisiti della bulloneria per giunzioni non precaricate (UNI EN 15048-1).

Le norme sulla bulloneria strutturale prevedono la marcatura CE (sulle scatole e/o i documenti di ispezione).

Descrizione e composizione delle norme EN 14399 sul serraggio controllato.

UNI EN 14399 parti da 1 a 10 – Bulloneria strutturale ad alta resistenza a serraggio controllato

Le parti che costituiscono la norma sono le seguenti:

La EN 14399 definisce:

• Le caratteristiche essenziali degli assiemi adatti al precarico;
• Le modalità di applicazione del marchio CE a tali assiemi; (N.B. Il marchio CE si applica al prodotto che in questo caso è l’assieme vite, dado e rondelle)

• la fornitura di “assiemi” di viti, dadi e rondelle in lotti omogenei;
• oltre al rispetto della conformità dei singoli elementi, il superamento di una serie di prove d’idoneità all’impiego da parte dell’assieme vite/dado/rondella.

Le norme sulla bulloneria strutturale a serraggio controllato riflettono una situazione europea dove esistono 3 soluzioni tecniche, ugualmente valide e diffuse, schematizzate nella seguente tabella

SISTEMA HR

• diametri da M12 a M36
•  chiave secondo serie larga ISO (tranne M20 e M12)
•  Raggio di raccordo sottotesta maggiorato
•  filettatura parziale ISO 888 (l filettatura variabile con la l gambo)
•  altezza dado come style 1 ISO (~ 0,9d)
• 2 rondelle bonificate (300÷370 HV), smussata quella sotto la testa della vite

SISTEMA HV

• diametri da M12 a M36
• chiave secondo serie larga ISO (tranne M20 e M12)
• raggio di raccordo sottotesta maggiorato
•  filettatura parziale corta
• (lg. tratto filettato unica in base al solo diametro)
• altezza dado ~ 0,8 d (DIN 6915)
•  2 rondelle bonificate (300÷370 HV), smussata quella sotto la testa della vite

SISTEMA HRC

• diametri da M12 a M36
• chiave secondo serie larga ISO (tranne M20 e M12)
• raggio di raccordo sottotesta maggiorato
• filettatura parziale ISO 888 (l filettatura variabile con la l gambo) altezza dado come style 1 ISO (~ 0,9d) o ~ 1d
• 2 rondelle bonificate (300÷370 HV), smussata quella sotto la testa della vite
•  Codolo a rottura programmata al raggiungimento del precarico minimo.

Ciascun sistema prevede la possibilità di essere fornito secondo tre classi K₀, K₁ e K₂ a cui sono correlate differenti caratteristiche funzionali e modalità di serraggio.

REQUISITI DELLA EN 14399

La conformità dei componenti e degli assiemi ai requisiti della EN 14399 deve essere dimostrata attraverso:

Initial Type Testing (ITT) e Periodical Audit (PA)

L’ ITT è responsabilità del produttore.

Si articola in una serie di verifiche dimensionali, prove meccaniche e funzionali. Con le verifiche dimensionali e le prove meccaniche si valuta la conformità dei singoli componenti ai requisiti espressi nelle norme, mentre con le prove funzionali si valutano le caratteristiche dell’assieme durante il suo utilizzo.

Si effettua:

• la prima volta in cui si immette sul mercato un prodotto conforme alla norma EN 14399;
• all’inizio della produzione di un assieme nuovo o modificato (variazioni nel progetto dell’assieme, nei materiali utilizzati, nel fornitore dei materiali o dei componenti);
• all’inizio di un nuovo metodo di produzione.

Factory Production Control (FPC)

Il PA serve a garantire, nel tempo, la conformità dei prodotti a quanto dichiarato con l’ITT. È responsabilità del produttore.

Sistema di gestione per assicurare che i prodotti immessi sul mercato siano conformi alle caratteristiche prestazionali dichiarate.

Consiste in documentazioni contenenti indicazioni operative, ispezioni/verifiche programmate per controllare i materiali in ingresso, i singoli componenti, le attrezzature, gli strumenti di misura, il processo produttivo e gli assiemi.

Prevede la registrazione delle verifiche e delle ispezioni e delle eventuali azioni correttive e il mantenimento di questi dati per il periodo di tempo indicato.

Il sistema di controllo della fabbricazione, sotto la responsabilità del produttore, deve essere certificato e continuamente approvato da parte di un ente notificato, così come richiesto del CPR 305/2011 (e già prima dalla CPD 89/106).

La marcatura CE sulle etichette deve essere accompagnata da diverse informazioni. Tra queste si segnalano:

• n°d’identificazione dell’organismo certificatore per il marchio CE;
• nome o marchio del produttore dell’assieme;
• n°della dichiarazione di prestazioni (DoP)
• riferimento alla norma EN 14399;
• designazione del prodotto secondo le diverse parti della EN 14399;
• classe K di fornitura, con le seguenti informazioni:
• K0: NPD (no performance determined);
• K1: intervallo dei valori individuali di prova k_i (es: classe k: K1; 0,10 ≤ k ≤ 0,16)
• K2: il valore medio del fattore k (k_m) e il coefficiente di variazione del fattore k (V_k)

(es: classe k: K2; km = 0,13; Vk = 0,06)

LA NORMA EN 14399 – parte 2

Prova d’idoneità all’impiego dell’assieme:

Consiste nel serrare l’assieme ruotando il dado in un blocco sufficientemente rigido.

A) Si rileva il grafico carico assiale/angolo di rotazione del dado. (Per tutte le classi K)

La prova è superata quando il carico massimo al serraggio, l’angolo di rotazione che definisce la piattaforma plastica e la forza corrispondente superano i valori prescritti.

B) Si rileva il grafico carico assiale/coppia di serraggio e si determina il fattore di trasmissione di coppia k. (per le classi K₁,K₂)

Relativamente al fattore k, l’assieme vite/dado/rondelle può essere messo in commercio nel rispetto di una delle classi k definite di seguito:

La prova è superata quando i valori k_i oppure k_m e V_k, relativamente alle classi K sopra indicate, rispettano le specifiche indicate dalle EN 14399.

Si ringrazia U.P.I.V.E.B. (Unione Produttori Italiani Viteria E Bulloneria) – www.upiveb.org –  per la documentazione fornita.

Descrizione e composizione delle norme EN 15048 per la bulloneria non a serraggio controllato.

UNI EN 15048 parti 1 e 2 – Assiemi di bulloneria strutturale non da precarico 

SB (STRUCTURAL BOLTING)

Le nuove norme europee sulla bulloneria non a serraggio controllato per strutture metalliche sono:

• UNI EN 15048-1   Requisiti generali;
• UNI EN 15048-2   Prova d’idoneità all’impiego.

Le norme sulla bulloneria strutturale non a serraggio controllato prevedono le combinazioni schematizzate nella seguente tabella:

NB: Non sono definiti requisiti geometrici. Normalmente i produttori fanno riferimento alle norme EN ISO relative ai dadi e alle viti (es. ISO 4032, ISO 4014). Non sono specificate particolari tipologie di rivestimento.

La EN 15048-1 definisce:

• La marcatura speciale SB su viti e dadi (Structural Bolting);
• Le caratteristiche essenziali degli assiemi non adatti al precarico;
• Le modalità di applicazione del marchio CE a tali assiemi

NB: Il marchio CE si applica al prodotto che in questo caso è l’assieme vite, dado rondelle (*)
(*) Le rondelle non fanno parte del lotto di assemblaggio e non hanno marcatura

La marcatura CE sulle etichette deve essere accompagnata da diverse informazioni.

Tra queste si segnalano:

• n° d’identificazione dell’organismo certificatore per il marchio CE;
• nome o marchio del produttore dell’assieme;
• n° del certificato di conformità CE;
• riferimento alla norma EN 15048;
• designazione del prodotto secondo le diverse parti della EN 15048;
• dichiarazione delle eventuali sostanze pericolose.

Prova di idoneità all’impiego secondo EN 15048-2

• Consiste nel caricare assialmente l’assieme e nel misurare la forza durante la prova di trazione;
• A) Si rileva la forza assiale massima (F_bi,max) raggiunta dall’assieme.

F_bi,max > R_m,min x A_s

con R_m,min = carico unitario minimo di rottura della vite a trazione.

La prova è superata quando la forza assiale massima raggiunta dall’assieme supera il valore prescritto e le modalità di cedimento dell’assieme sono conformi a quanto prescritto.

La conformità dei componenti e degli assiemi ai requisiti della EN 15048 deve essere dimostrata attraverso:

1) Initial Type Testing (ITT) e Periodical Audit (PA)

L’ ITT è responsabilità del produttore.

Si articola in una serie di verifiche dimensionali, prove meccaniche e funzionali. Con le verifiche dimensionali e le prove meccaniche si valuta la conformità dei singoli componenti ai requisiti espressi nelle norme, mentre con le prove funzionali si valutano le caratteristiche dell’assieme durante il suo utilizzo.

Si effettua:

• la prima volta in cui si immette sul mercato un prodotto conforme alla norma EN 15048;
• all’inizio della produzione di un assieme nuovo o modificato (variazioni nel progetto dell’assieme, nei materiali utilizzati, nel fornitore dei materiali o dei componenti);
• all’inizio di un nuovo metodo di produzione.

Il PA serve a garantire, nel tempo, la conformità dei prodotti a quanto dichiarato con l’ITT.

La responsabilità è del produttore.

2) Factory Production Control (FPC)

Sistema di gestione per assicurare che i prodotti immessi sul mercato siano conformi alle caratteristiche prestazionali dichiarate.

Consiste in documentazioni contenenti indicazioni operative, ispezioni/verifiche programmate per controllare i materiali in ingresso, i singoli componenti, le attrezzature, gli strumenti di misura, il processo produttivo e gli assiemi.

Prevede la registrazione delle verifiche e delle ispezioni e delle eventuali azioni correttive e il mantenimento di questi dati per il periodo di tempo indicato.

Il sistema di controllo della fabbricazione, sotto la responsabilità del produttore, deve essere certificato e continuamente approvato da parte di un ente notificato, per garantire la conformità dei componenti e degli assiemi al CPR 305/2011 (già prima dalla CPD 89/106)

Si ringrazia U.P.I.V.E.B. (Unione Produttori Italiani Viteria E Bulloneria) – www.upiveb.org – per la documentazione fornita.

La geometria, i particolari costruttivi, le proprietà meccaniche dei terreni, i carichi permanenti e le proprietà meccaniche dei materiali sono le caratteristiche da considerare nella definizione dei modelli strutturali.
L’analisi è condizionata dal livello di approfondimento raggiunto. La norma prevede, infatti, che i metodi di analisi e di verifica dipendano dalla completezza e dall’affidabilità dell’informazione disponibile.
La valutazione della sicurezza di una struttura esistente è un procedimento quantitativo, volto a determinare l’entità delle azioni che la struttura è in grado di sostenere con il livello di sicurezza minimo sollecitato dalla attuale normativa. Le normative richiedono, perciò, a fronte di una accurata analisi conoscitiva della costruzione, l’esecuzione di verifiche di sicurezza in funzione della tipologia costruttiva e la determinazione delle criticità e delle vulnerabilità presenti. Una volta determinate queste ultime si procederà alla successiva progettazione degli interventi di messa in sicurezza, siano questi di adeguamento, di miglioramento o del solo intervento locale.
Gli edifici esistenti, frequentemente, presentano livelli di sicurezza non adeguati a quelli previsti dalle normative vigenti, giacché la loro progettazione è stata condotta in gran parte per i soli carichi gravitazionali.

La valutazione della sicurezza nell’attuale normativa ripropone quanto già presente nella precedente versione del 2008, introducendo delle interessanti novità. Il D.M. 2018 (NTC2018) è molto chiaro sulle condizioni fondamentali in cui è necessario eseguirla, ossia:

• che ci siano evidenti riduzioni della capacità resistente e/o deformativa della struttura o di alcune sue parti, provati gravi errori di progetto o di costruzione;
• cambio della destinazione d’uso della costruzione o di parti di essa, con variazione significativa dei carichi;
• esecuzione di interventi non dichiaratamente strutturali, qualora essi interagiscano con elementi strutturali;
• ogni qualvolta si eseguano gli interventi strutturali di cui al § 8.4 delle NTC 2018 e nelle opere realizzate in assenza o difformità dal titolo abitativo o in difformità alle norme tecniche per le costruzioni vigenti al momento della costruzione.

Nelle costruzioni esistenti il modello per la valutazione della sicurezza viene definito e giustificato dal progettista, caso per caso, in relazione al comportamento strutturale atteso, mediante una analisi storica-critica del fabbricato; un rilievo geometrico-strutturale riferito alla geometria sia della costruzione, sia degli elementi costruttivi, individuando l’organismo resistente del fabbricato e la qualità e lo stato di conservazione dei materiali e degli elementi costitutivi; la caratterizzazione meccanica dei materiali in modi di conseguire un’adeguata conoscenza delle loro caratteristiche ed infine la individuazione dei livelli di conoscenza e dei fattori di confidenza.
Nel modello, poi vengono individuati i valori delle azioni e le loro combinazioni da considerare nel calcolo.
Una volta realizzata l’analisi storico-critica, nel rilievo, dovrà essere identificata sia la geometria esterna sia i dettagli degli elementi costruttivi con funzione strutturale o meno.
I dati raccolti, per quanto riguarda le costruzioni in acciaio, devono includere la forma originale dei profili, le loro dimensioni geometriche e la tipologia e morfologia delle unioni. Un rilievo visivo a campione viene eseguito nei casi dove si abbia a disposizione i disegni originali verificandone la corrispondenza tra costruito e disegni di progetto essendo di particolare importanza i dati sui dettagli costruttivi per fabbricati in presenza di sisma.

I rilievi in situ sono fondamentali per verificare la rispondenza alla realtà del costruito nonostante si disponga dei disegni originali. I livelli di indagine possono essere limitati, estese o esaustivi, con gradi di approfondimenti in aumento:

Indagini limitate: consentono di valutare, mediante saggi a campione, la corrispondenza tra le caratteristiche dei collegamenti riportate negli elaborati progettuali originali o ottenute attraverso il progetto simulato, e quelle effettivamente presenti.

Indagini estese: si effettuano quando non sono disponibili gli elaborati progettuali originali, o come alternativa al progetto simulato seguito da indagini limitate, oppure quando gli elaborati progettuali originali risultano incompleti.

Indagini esaustive: si effettuano quando si desidera un livello di conoscenza accurata e non sono disponibili gli elaborati progettuali originali.
Le indagini in-situ basate su saggi sono effettuate su una congrua percentuale degli elementi strutturali, privilegiando, tra le tipologie di elementi strutturali (travi e pilastri) quelle che rivestono un ruolo di primaria importanza nella struttura.

A seguito del rilievo geometrico, al fine di determinare il numero e la localizzazione delle indagini in situ per un fabbricato in acciaio è opportuno identificare:

• la tipologia e la localizzazione dei giunti tra le membrature;
• i particolari di appoggio dei solai;
• la modalità di collegamento alle fondazioni.

Per quanto riguarda le caratteristiche di resistenza e deformabilità dei materiali con i quali e realizzato un fabbricato, la norma prevede (§ 8.5.3 delle NTC) che per le prove di cui alla Circolare 08 settembre 2010, n. 7617/STC o eventuali successive modifiche o integrazioni, il prelievo dei campioni dalla struttura e l’esecuzione delle prove stesse devono essere effettuate a cura di un laboratorio di cui all’articolo 59 del DPR 380/2001 e successivi aggiornamenti. Ciò fa riferimento, esclusivamente, al prelievo dei campioni per le prove distruttive i cui esiti sono soggetti a certificazione ai sensi dello stesso articolo 59 del DPR 380/01.
Il Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici nella Circolare del 03/12/2019 n.633/STC identifica i criteri per il rilascio dell’autorizzazione, da parte del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti, ai Laboratori per prove e controlli sui materiali da costruzione su strutture e costruzioni esistenti, di cui all’art. 59 del D.P.R. 380/2001 “Testo Unico per l’Edilizia”, considerando anche la realizzazione delle prove non distruttive in situ.
Con l’entrata in vigore della Legge 14 giugno 2019, n. 55, di conversione del “Decreto Sblocca Cantieri” e la pubblicazione della Circolare del 03/12/2019 n.633/STC, il Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti autorizza con proprio decreto anche i laboratori per prove e controlli sui materiali da costruzione su strutture e costruzioni esistenti, di cui all’art.59 del D.P.R. n. 380/2001, lettera c-bis (Testo Unico delle disposizioni legislative e regolamentari in materia edilizia).

Questo nuovo settore di autorizzazione si affianca a quelli già precedentemente attivi, in particolare i Laboratori per l’esecuzione e certificazione di prove sui materiali da costruzione (lettera a) ed i Laboratori per l’esecuzione e certificazione di prove su terre e rocce (lettera c), di cui all’art. 59 del D.P.R. 380/2001.
Il sistema di controllo e certificazione per i materiali ed i prodotti ad uso strutturale pienamente attuato per le nuove costruzioni, viene così completato anche per gli interventi sull’esistente, di cui al cap. 8 delle Norme Tecniche per le Costruzioni del 2018.
L’autorizzazione disciplinata dalla suddetta Circolare riguarda i settori A, B e C.
Il Settore B e quello di competenza per le prove su strutture metalliche e strutture composte, in situ, ed i rispettivi laboratori autorizzati devono essere in grado di effettuare, documentare e certificare almeno le prove elencate in seguito (fra parentesi le norme di riferimento):

• Prova magnetoscopica (UNI EN ISO 9934:2017);
• Liquidi penetranti (UNI EN ISO 23277:2015);
• Ultrasuoni (UNI EN ISO 11666:2018);
• Prova di durezza Brinell in situ (UNI EN ISO 6506:2015);
• Prova di durezza Vickers in situ (UNI EN ISO 6507:2018);
• Prova di durezza Rockwell in situ (UNI EN ISO 6508:2016);
• Prove di durezza di Lebb in situ (UNI EN ISO 16859:2015);
• Spessometria in situ (UNI EN 14127:2011);
• Misura delle coppie di serraggio (UNI EN 14831:2005);
• Prelievo di bulloni e di campioni di carpenteria.

Il numero delle prove sui materiali sarà diverso, a seconda del livello di approfondimento e di conoscenza che si intende raggiungere. Le prove, possono essere “limitate”, “estese” o “esaustive”. Le NTC 2018 (D.M. 17.01.2018) e la circolare esplicativa al C8.5.3.2 identificano:

Prove limitate: prevedono un numero limitato di prove in-situ o su campioni, impiegate per completare le informazioni sulle proprietà dei materiali, siano esse ottenute dalle normative in vigore all’epoca della costruzione, o dalle caratteristiche nominali riportate sui disegni costruttivi o nei certificati originali di prova.

Prove estese: prevedono prove in-situ o su campioni più numerose di quelle del caso precedente e finalizzate a fornire informazioni in assenza sia dei disegni costruttivi, sia dei certificati originali di prova o quando i valori ottenuti con le prove limitate risultino inferiori a quelli riportati nei disegni o sui certificati originali.

Prove esaustive: prevedono prove in-situ o su campioni più numerose di quelle del caso precedente e finalizzate a ottenere informazioni in mancanza sia dei disegni costruttivi, sia dei certificati originali di prova, o quando i valori ottenuti dalle prove, limitate o estese, risultino inferiori a quelli riportati sui disegni o nei certificati originali, oppure nei casi in cui si desideri una conoscenza particolarmente accurata.

Per l’acciaio devono essere raccolte le seguenti caratteristiche del materiale:

• tensione di snervamento,
• resistenza a rottura,
• allungamento dell’acciaio.

Da sottolineare che è possibile, a partire della durezza ricavata del materiale con le prove richiamate in precedenza, stimare la correlazione tra durezza misurata e resistenza a trazione del materiale.

INDAGINE SULLA DUREZZA

MISURA DELLE COPPIE DI SERRAGGIO

PROVE IN SITU SULLE SALDATURE (PROVA MAGNETOSCOPICA, LIQUIDI PENETRANTI E ULTRASUONI)

• Prove sulle saldature

SPESSOMETRIA IN SITU ( DETERMINAZIONE SPESSORI ZINCATURA E VERNICIATURA)

Per quanto riguarda i campioni di carpenteria, sottoposto a prova, dopo il prelievo si dovrà provvedere al ripristino dell’elemento, mediante saldatura in opera.

Sulla base degli approfondimenti effettuati nelle fasi conoscitive, citate in precedenza, si devono individuare i livelli di conoscenza ed i fattori di confidenza. Si distinguono tre livelli di conoscenza, ordinati per informazione crescente LC1, LC2 e LC3; i fattori di confidenza sono utilizzati per la riduzione dei valori dei parametri meccanici dei materiali e devono essere intesi come indicatori del livello di approfondimento raggiunto.
Con riferimento alle specifiche contenute al § 8.5 delle NTC, la circolare applicativa (GU 11.02.2019) riporta una guida alla stima dei Fattori di Confidenza (FC) definiti con riferimento ai tre Livelli di Conoscenza (LC).

“LC1:
si intende raggiunto quando siano stati effettuati, come minimo, l’analisi storico-critica commisurata al livello considerato, con riferimento al § C8.5.1, il rilievo geometrico completo e indagini limitate sui dettagli costruttivi, con riferimento al § C8.5.2, prove limitate sulle caratteristiche meccaniche dei materiali, con riferimento al § C8.5.3; il corrispondente fattore di confidenza e FC=1,35 (nel caso di costruzioni di acciaio, se il livello di conoscenza non e LC2 solo a causa di una non estesa conoscenza sulle proprietà dei materiali, il fattore di confidenza può essere ridotto, giustificandolo con opportune considerazioni anche sulla base dell’epoca di costruzione);

LC2:
si intende raggiunto quando siano stati effettuati, come minimo, l’analisi storico-critica commisurata al livello considerato, con riferimento al § C8.5.1, il rilievo geometrico completo e indagini estese sui dettagli costruttivi, con riferimento al § C8.5.2, prove estese sulle caratteristiche meccaniche dei materiali, con riferimento al § C8.5.3; il corrispondente fattore di confidenza e
FC=1,2 (nel caso di costruzioni di acciaio, se il livello di conoscenza non e LC3 solo a causa di una non esaustiva conoscenza sulle proprietà dei materiali, il fattore di confidenza può essere ridotto, giustificandolo con opportune considerazioni anche sulla base dell’epoca di costruzione);

LC3:
si intende raggiunto quando siano stati effettuati l’analisi storico-critica commisurata al livello considerato , come descritta al § C8.5.1, il rilievo geometrico, completo ed accurato in ogni sua parte, e indagini esaustive sui dettagli costruttivi, come descritto al § C8.5.2,prove esaustive sulle caratteristiche meccaniche dei materiali, come indicato al § C8.5.3; il corrispondente
fattore di confidenza e FC=1 (da applicarsi limitatamente ai valori di quei parametri per i quali sono state eseguite le prove e le indagini su citate, mentre per gli altri parametri meccanici il valore di FC e definito coerentemente con le corrispondenti prove limitate o estese eseguite).
Per raggiungere il livello di conoscenza LC3, la disponibilità di un rilievo geometrico completo e l’acquisizione di una conoscenza esaustiva dei dettagli costruttivi sono da considerarsi equivalenti alla disponibilità di documenti progettuali originali, comunque da verificare opportunamente nella loro completezza e rispondenza alla situazione reale. Per la caratterizzazione meccanica dei
materiali si possono adottare, motivatamente, i valori caratteristici assunti nel progetto originario o quelli ridotti risultanti dalla documentazione disponibile sui materiali in opera. In questo caso i fattori di confidenza si assumono unitari”

Una definizione orientativa dei livelli di rilievo e delle prove da eseguire, per edifici in acciaio, adeguate ad ottenere le informazioni necessarie ad identificare il fabbricato esistente in uno dei tre livelli di conoscenza previsti, sono presenti nella circolare alla tabella C8.5.VI di seguito riportata:

La circolare sottolinea che le percentuali di elementi da indagare ed il numero di provini da estrarre e sottoporre a prove hanno valore indicativo e vanno adattati ai singoli casi, in funzione delle eventuali situazioni ripetitive sia per geometria sia per ruoli nello schema strutturale.
Le prove sugli acciai sono finalizzate all’identificazione della classe dell’acciaio utilizzata con riferimento alla normativa vigente all’epoca di costruzione.
Ai fini delle prove sui materiali, è consentito sostituire alcune prove distruttive, non più del 50%, con almeno il triplo di prove non distruttive, singole o combinate, tarate su quelle distruttive.
Infine, il numero di provini riportato nella tabella precedente può esser variato, in aumento o in diminuzione, in relazione alle caratteristiche di omogeneità del materiale stesso.
Saranno poi i laboratori autorizzati ad eseguire, le prove in situ e le prove necessarie sui campioni prelevati: tensione di snervamento, resistenza a rottura ed allungamento dell’acciaio od altre eventuali come quella della composizione chimica. Sarà il progettista ad identificare il numero e le tipologie di prove. I certificati di prova, l’identificazione e la conservazione dei campioni di materiali sottoposti alle prove, a cura del laboratorio, devono rispettare le indicazioni delle normative e delle circolare citate.
La circolare applicativa (GU 11.02.2019), al solo titolo orientativo, fornisce anche delle indicazione, nella tabella C8.5.IV, sulla informazione minima da reperire per conseguire i diversi livelli di conoscenza. Da sottolineare che la tabella è la stessa sia per edifici esistenti in calcestruzzo armato sia in acciaio:

Si evince da quanto soprariportato che è fondamentale, per individuare il livello (limitato, esteso, esaustivo) delle indagini, fare riferimento alla quantità di rilievi e delle prove per la valutazione delle caratteristiche meccaniche dei materiali.
Nella progettazione di interventi sulle costruzioni esistenti, specie se soggette ad azioni sismiche, particolare attenzione sarà posta agli aspetti che riguardano la duttilità. Si dovranno quindi assumere le informazioni necessarie a valutare se i dettagli costruttivi, i materiali utilizzati ed i meccanismi resistenti siano in grado di sostenere cicli di sollecitazione o deformazione anche in campo anelastico.
Per il calcolo della capacità di elementi/meccanismi duttili si impiegano le proprietà dei materiali esistenti, determinate secondo le modalità indicate al § 8.5.3 della attuale normativa (NTC 2018) divise per i fattori di confidenza corrispondenti al livello di conoscenza raggiunto.
Si desume, perciò, che è di fondamentale importanza individuare le prove da realizzare sugli elementi in acciaio in un edificio esistente per valutare correttamente la sicurezza dello stesso.

Le immagini delle prove sono tratte per gentile concessione dall’intervento: “La verifica in situ delle strutture in acciaio” – Ing. Virginio Brocajoli, PQRS srl / LabTecMan srl – all’interno del convegno “Acciaio strutturale: la normativa in evoluzione”, Istituto Giordano – Torino, 24/05/2013