Tomografia ultrasonica

Il funzionamento del tomografo si basa sulla riflessione di brevi impulsi di onde elastiche ad opera di fessure, cavità, armature e altre discontinuità presenti nel materiale (metodo pulse-echo). L’intensità delle onde riflesse da queste disomogeneità dipende dal loro contrasto rispetto al materiale di base in termini di impedenza acustica (impedenza acustica Z = densità x velocità delle onde elastiche). In particolare, l’aria presente nei vuoti ha un’impedenza acustica praticamente nulla e gli impulsi vengono riflessi integralmente: R = (Z2 – Z1) / (Z1 + Z2) = – 1. Indicazioni più deboli (R ~ 0.5) si ottengono in corrispondenza delle barre d’armatura, la cui impedenza acustica è circa 4-5 volte quella del calcestruzzo.
Grazie alla ripetuta applicazione del principio mediante una serie di sensori equispaziati di emissione-ricezione degli impulsi, lo strumento elabora in pochi secondi una tomografia 2D lungo una sezione ortogonale alla superficie del manufatto (B-scan), permettendo di identificare difetti e patologie anche su strutture accessibili da un solo lato (pavimentazioni, gallerie, ecc.). Tra le principali finalità di tale metodo è possibile annoverare: misure di spessore di elementi accessibili da un solo lato (murature, lastre di rivestimento di edifici, pavimentazioni, ecc.); localizzazione di vuoti e di cavità; identificazione di morfologie murarie (muratura piena, a sacco, a doppio paramento etc.); identificazione di eventuali laminazioni proprie del materiale, venature della pietra; valutazione dell’efficacia di interventi di consolidamento; individuazione di fessure parallele alla superficie del manufatto (purché più profonde di 50 mm).