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NDT – non destructive testing – prove/controlli non distruttivi nella Nautica: guida completa con riferimento alla ISO 9712
Introduzione
La nautica moderna combina metalli (acciaio, alluminio) e materiali compositi (VTR, carbonio e sandwich con anima in PVC/balsa). L’integrità strutturale di scafo, sovrastrutture, alberi, appendici e impianti determina non solo la sicurezza ma anche il valore economico dell’imbarcazione. I controlli non distruttivi (NDT) sono l’insieme di metodi che consentono di individuare difetti e degradi senza danneggiare il manufatto. Rispetto alle prove distruttive, gli NDT permettono la diagnosi in servizio, con tempi e costi contenuti.
Questo articolo fornisce una panoramica operativa orientata alla nautica, con un inquadramento alla ISO 9712 (qualificazione del personale NDT), un confronto tra le principali tecniche e una flow chart decisionale che esplicita il pensiero critico dietro l’identificazione del difetto.
ISO 9712: qualifica e certificazione del personale NDT
La ISO 9712 (o più precisamente EN ISO 9712) definisce i requisiti per qualificare e certificare il personale che esegue NDT. È lo standard più diffuso a livello internazionale, con riconoscibilità trasversale ai settori industriali (aeronautico, oil & gas, costruzioni, navale).
Esistono più livelli di certificazione
- Livello 1 – Esegue prove seguendo procedure approvate; imposta l’attrezzatura; registra esiti; non interpreta autonomamente.
- Livello 2 – Esegue e interpreta i risultati; seleziona la tecnica; redige rapporti; può istruire personale di livello 1.
- Livello 3 – Progetta procedure e istruzioni; gestisce la competenza organizzativa; forma e qualifica; presidia gli aspetti tecnici e normativi.
Esami, esperienza e idoneità visiva
La certificazione prevede prove generali, specifiche (legate al settore/applicazione) e pratiche; sono richieste esperienze minime documentate per ciascun metodo e idoneità visiva (acutezza da vicino, differenziazione cromatica). La validità tipica è quinquennale con rinnovo e ricertificazione decennale.
Il ruolo del tecnico NDT
Il tecnico NDT deve essere in grado di eseguire i controlli e fornire rapporti tracciabili, con risultati ripetibili e riferibili.
Nella nautica è consigliabile che le ispezioni critiche (alberi, strutture in carbonio, saldature primarie) siano svolte da personale almeno di livello 2 sul metodo impiegato.
Il processo NDT in chiave nautica: il “pensiero critico” prima degli strumenti
Prima di scegliere la tecnica, si ragiona su tre assi:
- Materiale: metallo (acciaio/alluminio) o composito (VTR, carbonio, sandwich).
- Difetto atteso: superficiale, sub-superficiale, interno; umidità/osmosi; delaminazione; corrosione; disbond dell’anima; fatica.
- Contesto operativo: accessibilità, condizioni ambientali (sole/vento/temperatura), necessità di smontaggi, tempi, budget, disponibilità di attrezzature.
La strategia ideale combina metodi complementari: uno rapido di screening (es. VT, termografia, igrometria, tap test) seguito, se necessario, da un metodo quantitativo o ad elevata sensibilità (es. UT, ET, shearografia), solitamente gli ultrasuoni sono il metodo più preciso e comune di indagine, gli altri due metodi sono attualmente ancora poco economici per una larga distribuzione.
Tecniche NDT principali e complementari
Di seguito le tecniche più rilevanti in nautica, con principi, casi d’uso, vantaggi e limiti.
VT – Visual Testing (Esame visivo)
Che cos’è se non osservazione diretta questa può essere aiutata da altre strumentazioni come : con lente, endoscopio, camere ad alta risoluzione, cercando sempre di rimanere nei range delle istruzioni. Spesso sottovalutato, è il primo filtro.
- Dove si usa: opera viva e opera morta, paratie, madieri, longheroni, lande, terminali delle sartie, saldature accessibili, impianti di bordo.
- Pro: velocissimo, economico, copertura ampia; stabilisce ipotesi.
- Contro: dipende da accessibilità e abilità; qualitativo.
PT – Liquidi penetranti
- Principio: un penetrante colorato o fluorescente che sfrutta le sue alte caratteristiche in termini di capillartà entra in cricche affioranti; dopo un’attenta pulizia e rimozione, un rivelatore evidenzia le indicazioni riscontrate sul manufatto ispezionato.
- Dove: crepe su saldature inox/alluminio, eliche, supporti, flange, staffe.
- Pro: semplice, economico, molto sensibile ai difetti superficiali.
- Contro: non vede difetti interni; richiede pulizia e protezione ambientale.
MT – Particelle magnetiche
- Principio: magnetizzazione di acciai/leghe ferromagnetiche; le discontinuità disturbano il campo e ruotano le polveri secondo i poli magnetici del campo elettromagnetico.
- Dove: metalli ferromagnetici come assi elica in acciaio, staffe, piastre, saldature su acciai.
- Pro: rapido e molto sensibile a superfici e sub-superficiali.
- Contro: solo su materiali ferromagnetici; richiede smagnetizzazione finale.
ET – Correnti indotte (Eddy Current)
- Principio: una sonda induce correnti nel metallo; variazioni locali (cricche, corrosione) alterano l’impedenza.
- Dove: alluminio (alberi, strutture), inox sottili, verifiche spessori ridotti, rivetti.
- Pro: non richiede contatto liquido; sensibile a difetti superficiali su leghe non ferromagnetiche; può stimare lo spessore dei rivestimenti.
- Contro: profondità limitata; geometrie complesse possono disturbare.
UT – Ultrasuoni (pulse-echo, phased array, UT a bassa frequenza per compositi)
- Principio: letture degli impulsi ultrasonici attraverso l’echo di ritorno analizzando l’echo di fondo del materiale ispezionato che può variare la sua velocità di propagazione utilizzando onde da 0,5MHz nei compositi fino a 6,1MHz nel titanio, calcolando eventuali difetti volumetrici all’interno del flusso d’onda; con l’integrazione phased array si ottiene un’immagine scan B.
- Dove: spessori scafi metallici; delaminazioni nei compositi o difetti costruttivi; scollamenti anima sandwich.
- Pro: precisione nel calcolo degli spessori; elevata sensibilità interna.
- Contro: obbligatoriamente necessita accoppiamento con un liquido da contatto come acqua o gel; operatori esperti; superfici curve e sandwich richiedono tecnica ad hoc.
RT – Radiografia industriale (X/Gamma)
- Principio: radiazioni attraversano il pezzo e creano un’immagine dei difetti interni.
- Dove: saldature di strutture metalliche critiche (cantieristica, classi navali).
- Pro: visualizzazione diretta del volume.
- Contro: requisiti di sicurezza, schermature, tempi; uso limitato su barche in esercizio.
TT – Termografia infrarossa (attiva/passiva)
- Principio: misura dell’emissione IR; differenze di diffusività termica rivelano scollamenti del sandwich, umidità, vuoti nell’anima.
- Dove: scafi e ponti in sandwich; pontature e coperta; aree estese.
- Pro: copertura rapida di grandi superfici; ottimo come screening.
- Contro: sensibile a vento/sole; richiede controllo delle condizioni e spesso stimolazione termica.
Shearografia (Speckle Shearing Interferometry)
- Principio: tecnica interferometrica che misura micro-deformazioni sotto sollecitazione lo strumento utilizza la creazione del vuoto, il calore e la vibrazione per generare un immagine.
- Dove: compositi avanzati (carbonio) e sandwich; delaminazioni, scollamenti, schiacciamento anima.
- Pro: molto sensibile, copre aree ampie in poco tempo.
- Contro: attrezzature costose.
AE – Acoustic Emission
- Principio: sensori ascoltano le emissioni elastiche generate da micro-cricche durante i cicli di lavoro.
- Dove: strutture in composito o metalli (alberi, paratie, derive, appendici).
- Pro: approccio strutturale: individua zone attive durante il carico reale.
- Contro: interpretazione complessa; serve piano di carico controllato e filtraggio rumore.
Igrometria (umidità)
- Principio: misuratori capacitivi o a resistenza stimano l’umidità intrappolata all’interno del materiale composito per identificare la presenza di acqua e l’invecchiamento del materiale.
- Dove: VTR e legno; identifica presenza di acqua, invecchiamento della vetroresina attraverso l’idrolisi, ma non identifica la presenza di osmosi, quindi se la barca è secca la parte acquosa dei blister di osmosi si perde anche essa.
- Pro: rapido, economico.
- Contro: letture influenzate dalle tempistiche di alaggio, dipendenti da temperatura/spessore
Tap Test (martello in legno)
- Principio: variazione del suono per discontinuità (vuoti, delaminazioni, scollamenti).
- Dove: pannelli in VTR/carbonio, sandwich; zone accessibili.
- Pro: immediato, costo minimo.
- Contro: qualitativo; richiede esperienza e conferma con metodo strumentale.
Esempi applicativi (casi tipo)
Caso A – Scafo in acciaio/alluminio con sospetta corrosione
- VT iniziale con mappatura aree.
- Spessori UT su griglia; se accessibile, ET per cricche da fatica in zone di concentrazione.
- Se saldature critiche: PT/MT (in base al materiale) e, UT con sonda angolare o RT.
- Rapporto con mappa spessori, soglie di intervento e suggerimenti di ripristino.
Caso B – Coperta in sandwich con possibili scollamenti e umidità
- Igrometria e TT per screening su larga area.
- Tap test per delimitare anomalie; UT specifico per sandwich per quantificare.
- Piano di riparazione (fori di ventilazione, sostituzione locali dell’anima, re-laminazione).
Caso C – Cricca sul controstampo
- VT + verifica condizioni bulbo, giunzione scafo-bulbo e perni.
- Tap test per identificazione aree coinvolte
- UT a bassa frequenza
- Piano di riparazione
Flow chart decisionale
La scelta del metodo segue il ragionamento seguente
Materiale: Metallo vs Composito/Sandwich.
Se Metallo:
- Difetto superficiale? → PT (leghe leggere/inox), MT (acciai). Supporto VT.
- Difetto sub-superficiale (acciai)? → MT.
- Corrosione/spessori? → UT a maglia; mappa spessori.
- Difetti volumetrici/saldature critiche? → UT.
- Elementi sottili/alluminio con fatica → ET.
Se Composito/Sandwich:
- Umidità → Igrometria + TT (screening), conferma UT.
- Delaminazioni/scollamenti → Tap test (screening) + UT/Shearografia; TT come supporto su aree ampie.
Vincoli operativi: accesso (una o due facce), condizioni ambientali (vento/sole), tempi, budget. Se il vincolo impedisce il metodo ideale, optare per combinazioni (es. TT + UT) o per metodi di conferma.
Evidenze e decisione: riportare criteri di accettazione (es. soglie spessore, estensione del delaminato), incertezza di misura e raccomandazioni di monitoraggio o riparazione.
Dalla misura alla decisione: come scrivere il rapporto NDT
Un rapporto efficace deve includere:
- Scopo e campo (componente, area, condizioni).
- Procedure e standard di riferimento (es. istruzioni interne, EN ISO 9712, eventuali classi).
- Attrezzature (modello, taratura, sonda, sensibilità, limiti).
- Risultati (valori, immagini, indicazioni) con incertezza e criteri di accettazione.
- Interpretazione: diagnosi, cause probabili, effetti sulla sicurezza/uso.
- Raccomandazioni: monitoraggi, riparazioni, ulteriori indagini.
- La tracciabilità (numerazione punti, settaggi) è fondamentale per confronti nel tempo e perizie e per confermare la ripetitività dell’indicazione riscontrata.
Buone pratiche e errori comuni
Confermare gli esiti qualitativi (tap/VT) con un metodo quantitativo quando la decisione economica è rilevante.
Controllare le condizioni ambientali per TT e igrometria (temperatura, irraggiamento, vento, stabilizzazione termica).
Curare l’accoppiamento e la scelta della sonda per UT su sandwich/compositi.
Evitare bias di conferma: cercare falsi positivi/negativi noti del metodo scelto.
Conclusioni
Gli NDT in nautica sono un processo di indagine più che un elenco di strumenti e noi come anche il ns partner principale, siamo in grado di eseguire in maniera indipendente la maggior parte delle tecniche elencate.
La ISO 9712 garantisce competenza e tracciabilità dell’operatore; la scelta del metodo deriva da un ragionamento su materiale, difetto e vincoli. La combinazione di screening rapido (VT/TT/igrometria/tap) e metodi ad alta affidabilità (UT/ET/shearografia/AE) consente diagnosi solide e decisioni tecniche difendibili in tribunale.
L’uso degli NDT e la sua metodologia è la base del ns lavoro.