Le analisi non distruttive consentono di conoscere le caratteristiche strutturali dei materiali senza alterarne l’integrità. Costituiscono lo strumento ideale per poter diagnosticare stato di degrado, presenza di difetti e predire malfunzionamenti di opere, manufatti e dispositivi. I principali settori in cui trovano applicazione presso la Divisione TIMAS sono l’aeronautico, l’edilizio e quello dei Beni Artistici.

Nei nostri laboratori sono disponibili: Tomografo computerizzato a raggi X, Microscopio acustico a scansione, Termocamere IR (media e lunga lunghezza d’onda). Sviluppiamo sistemi per la diagnosi, utilizzati nella messa a punto di processi di produzione, nei controlli di qualità e per ispezioni in servizio di componenti di impianto.

I controlli non distruttivi  principali a disposizione, sviluppati nel corso degli anni, consistono in:

Nanotomografia

La nanotomografia è una tecnica radiografica mirata alla rappresentazione a strati di un oggetto con risoluzione micrometrica o sub-micrometrica. Permette di valutare componenti metallici di alto valore e dalla geometria complessa, realizzati mediante tecnologie di fabbricazione additiva (additive manufacturing), con porosità interna o dettagli difficilmente accessibili. Rappresenta, quindi, la tecnica ideale per lo studio, ad esempio, della struttura di materiali cellulari quali le schiume polimeriche, di sempre maggior diffusione per il loro basso peso a parità di prestazioni rispetto ad altre opzioni.

Termografia

La termografia è una tecnica di rilevamento a distanza della temperatura, nella gamma dell’infrarosso termico, che non richiede contatto fisico.

Un’anomalia nella  distribuzione delle temperature superficiali dell’oggetto, è indicativa di un possibile problema:

• nel settore edilizio, evidenzia la presenza di materiali diversi ed eventuali disomogeneità, ad esempio  distacco di intonaci, presenza di impianti, presenza di umidità
• nel campo artistico, può rivelare lo scollamento negli affreschi o i ripensamenti nell’esecuzione dei  dipinti
• nel settore aeronautico, permette la rilevazione di difetti tipici nei materiali compositi, consentendo di ispezionare grandi superfici in tempi relativamente brevi.

Ultrasuoni

Il metodo è basato sui fenomeni della riflessione e diffrazione che un’onda acustica ultrasonora subisce quando incontra un ostacolo nella sua propagazione all’interno di un materiale, rilevando difetti anche profondi, sia di tipo volumetrico che planari, in tutti i tipi di materiali, purché compatti e a grana fine (metalli, materiali polimerici e  compositi).

Le tecniche ad ultrasuoni vengono applicate per effettuare:

• controllo dei difetti interni e individuazione di differenti strutture metallografiche e trasformazioni di fase
• correlazioni con tecniche distruttive (prove meccaniche, microstrutturali, microanalisi)
• sviluppo e la sperimentazione di strumentazione prototipo in funzione di tempo, temperatura, pressione e umidità

Esistono inoltre numerose attività che si rivolgono al settore aeronautico e navale, ai reattori nucleari a fissione e fusione, al settore automobilistico e dei trasporti ferroviari, alle costruzioni in muratura e in calcestruzzo, grazie a sistemi automatici e sviluppo software, un archivio difettologico e strumenti per la diagnostica civile e storica (calcestruzzo e muratura) e di un bunker radiografico con fascio di energia fino a 160 KV.

Nei laboratori TIMAS è possibile:

• Effettuare analisi non distruttive in settori industriali in cui siano coinvolti aspetti di sicurezza, per l'uomo e per l'ambiente, e di garanzia della qualità del prodotto.
• Applicare metodi sia innovativi che tradizionali per la messa a punto dei processi di produzione, per controlli di qualità del prodotto e per l’ispezione in servizio di componenti di impianto, ed eseguire interventi diagnostici su monumenti ed Edifici Storici in collaborazione con Musei e Sovrintendenze.

Il personale è certificato al Livello III secondo le norme Europee EN 473 e le norme internazionali ISO 9712 nei seguenti metodi: Ultrasuoni, Radiografia, Correnti Parassite, Liquidi penetranti, Magnetoscopia, Esami Visivi per il settore industriale, nei metodi Sclerometrico ed Ultrasuoni per il settore Civile ed strutture archittettoniche e nei metodi Termografia, Esami Visivi ed Ultrasuoni per il settore Beni Culturali.

Tra i progetti, le attività e le collaborazioni rilevanti, possiamo citare:

• controllo di materiali in TiAl per palette di turbina, sistemi automatici per il controllo del divertore delle macchine a fusione nucleare JET e ITER e e dei suoi componenti a superconduttore, di componenti aeronautici ed industriali, controllo di palette di turbina con saldatura capacitiva.
• controllo in linea di saldature laser su lamiere di acciaio, controllo ad UT e RX di guaine in SiC per reattori nucleari di IV generazione, controllo ad ultrasuoni delle brasature in rame del volano alternatore della macchina Tokamak FTU di Frascati, controllo ad Ultrasuoni con sonda Phased Array di Assile cavo per treni ad Alta Velocità.
• Il Laboratorio ha svolto inoltre attività di servizio per AVIO, Ansaldo Energia, AGUSTA WESTLAND, MBDA

Controlli Non Distruttivi per i Beni Culturali

Radiografia e Spettrofotometria XRF

Una varietà di tecniche sono state adottate per l’ispezione di molti capolavori diversi dai dipinti, ad esempio:   

• La Chimera di Arezzo: ispezioni endoscopiche e analisi strutturali tramite interferometria Olografica ed esame con le correnti parassite per rilevare eventuali cricche.
• Obelisco del Laterano a Roma: Prove soniche ed ultrasoniche sui giunti di connessione dei conci di granito.
• Apollo di Veio - Museo di Valle Giulia - Roma: Ispezione Endoscopica e analisi termografica
• Bronzi di Riace - Museo della Magna Grecia - Reggio Calabria: Esame Ultrasonoro per la determinazione degli spessori delle opere
• Duomo di Orvieto: Quadro fessurativo delle colonne e della navata centrale, Vulnerabilità simica della struttura tramite tomografia sonica, Scanner laser e termografia
• Bronzo di San Pietro - Basilica Vaticana: ispezione endoscopica
• Santa Croce, Cappella del Baroncelli, Firenze: Analisi termografica per l'individuazione dei distacchi di affresco
• Cupola di S. Maria della Pace - Massa Martana PG: Rilievo architettonico tramite scansione laser e analisi termografica per la rivelazione e la mappatura dei distacchi dell'affresco
• Stanza Eliodoro - Raffaello - Musei Vaticani: analisi termografica per la rivelazione e la mappatura dei distacchi dell'affresco

Riflettografia e Colorimetria

Riflettografia e colorimetria  consentono di effettuare diagnostica dei materiali pittorici  e possono essere di supporto sia a interventi di restauro che a studi conoscitivi sulle tecniche esecutive e di conservazione.

La riflettografia consente di rivelare l’underdrawing (disegno preparatorio, pentimenti, date, firme, codici cromatici e tutto ciò che l’artista ha tracciato come ausilio alla stesura del colore) permettendo così di interpretare la genesi creativa di un dipinto. E’ una tecnica di supporto allo studio della tecnica esecutiva e contribuisce all’attribuzione di un’opera.

La colorimetria, altra tecnica applicata allo studio delle superfici cromatiche, permette di monitorare le coordinate cromatiche per controllare nel tempo le alterazioni dei colori. 

Sono in corso numerose collaborazioni con la Soprintendenza per il Patrimonio Storico, Artistico ed Etnoantropologico e del Polo Museale della Città di Roma, l’Istituto superiore per la conservazione e il restauro e attività di servizio per privati.