La manutenzione programmata delle coperture continue

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LA MANUTENZIONE 
 
I fenomeni di obsolescenza e di degradamento degli organismi edilizi 
sono spesso una conseguenza di un incapacità dei soggetti che 
operano nel processo edilizio di integrare tra loro progettazione 
architettonica, progettazione tecnologica e processo costruttivo. Questa 
incapacità è legata all’assenza o alla non conoscenza di strumenti 
adeguati alla valutazione, alla previsione e al controllo dei fenomeni 
che garantiscono la durabilità di materiali e componenti. 
Si tratta viceversa di fornire al progettista gli strumenti adatti a 
progettare in funzione anche delle trasformazioni che si verificano nel 
corso di questa vita utile a progettare per l’obsolescenza e il 
degradamento che, inevitabilmente, investiranno l’organismo edilizio a 
partire dal momento stesso in cui viene progettato. 
In primo luogo si tratta di acquisire livelli di conoscenza adeguati a 
stimare preventivamente la durabilità dei componenti che, assemblati, 
costituiranno l’edificio. 
Ma la durata di vita di un elemento tecnologico è sostanzialmente 
condizionata dai modi in cui esso tende a trasformarsi nel tempo, 
modi che a loro volta sono determinati probabilisticamente dalle 
condizioni, ambientali ecc., in cui avviene tale trasformazione. E’ 
allora necessario, prioritariamente, valutare le modalità con cui 
avvengono i processi di trasformazione stimando le modificazioni dei 
loro valori di affidabilità e tasso di guasto. Cioè, in sostanza, valutare la 
dinamica dei loro comportamenti nel tempo di vita utile. 
E’ indispensabile che il progettista sia in grado di valutare 
preventivamente la facilità con cui un componente o un subsistema 
possano essere riparati o sostituiti. Di valutare cioè il grado di
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manutenibilità in relazione alle loro modalità di impiego e collocazione 
nell’organismo edilizio. 
E’ di fondamentale importanza la capacità di valutare in sede di 
progetto il costo globale dell’intervento, cioè il costo necessario a 
realizzare e a gestire, nel corso della vita utile media dell’intero 
organismo edilizio, la sommatoria delle parti che lo costituiscono. 
Risulta, inoltre, necessario stimare, relativamente al singolo elemento 
tecnologico, i decrementi dei loro valori di affidabilità, dove per 
affidabilità di una unità operativa si intende la probabilità che l’unità 
operativa funzioni senza guastarsi, a un livello predisposto per un 
certo tempo t e in predeterminate condizioni ambientali. 
I criteri e gli strumenti di progettazione per il controllo dei requisiti 
di affidabilità, che la norma UNI 8290, definisce come “capacità di 
mantenere sensibilmente invariata nel tempo la propria qualità in 
condizioni di uso determinate”. Devono pertanto presupporre: 
- Fissare per i sistemi edilizi i limiti ammissibili nelle loro prestazioni, 
oltre i quali si possa parlare di tasso di guasto. Si tratta quindi di 
determinare la qualità; intesa, quest’ultima, come insieme di proprietà 
dell’elemento o del sistema che ne definiscono il grado di adeguatezza 
rispetto ad un uso chiaramente individuato. 
- Definire l’intervallo di tempo t durante il quale si richieda che 
l’elemento funzioni. Occorre a tal proposito precisare che, in presenza 
di configurazioni complesse (per esempio subsistemi o sistemi edilizi) 
i tempi di funzionamento del sistema non coincidono né con la media 
né, tantomeno, con la somma dei tempi di funzionamento o cicli di 
vita delle singole parti componenti. 
L’ affidabilità di un sistema composto da più elementi è in genere più 
bassa dell’ affidabilità di ogni singolo elemento. Ciò si verifica, in ogni 
caso, in un sistema in serie, cioè in un sistema in cui il guasto di uno
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qualsiasi dei suoi elementi costitutivi, determini il guasto dell’intero 
sistema, dove l’ affidabilità complessiva è data dal prodotto dei valori 
di affidabilità di tutti gli elementi componenti la serie. 
Per valutare l’affidabilità dei subsistemi si possono seguire diverse 
procedure: 
- Utilizzare le informazioni che provengono dal funzionamento 
prolungato nel tempo di molti subsistemi uguali nelle stesse 
condizioni di impiego. 
- Utilizzare informazioni che provengono dal funzionamento per un 
breve periodo di tempo di pochi subsistemi. 
- Utilizzare la conoscenza, ove questa esista, dell’affidabilità delle 
parti componenti per procedere successivamente al calcolo 
revisionale della sua affidabilità complessiva. 
In edilizia numerosi componenti e subsistemi seguono gli specifici 
percorsi di perdita di prestazioni a velocità relativamente lenta e che, 
rispetto ad altri sistemi tecnologici, l’affidabilità richiesta possa 
assumere, in genere valori meno elevati in quanto meno gravi 
risulterebbero i danni funzionali ed economici prodotti dai guasti. 
Questa, che potrebbe essere interpretata come una sorta di regola 
generale, presenta alcune evidenti eccezioni che anche in un contesto 
tradizionale richiederebbero comunque un elevato valore di 
affidabilità. Si fa riferimento in particolare: 
- Dal punto di vista funzionale, agli impianti tecnici e in genere ai 
subsistemi e ai componenti che agiscono sulle condizioni ambientali 
in relazione al mantenimento dello stato di abitabilità e di comfort; 
- Ai subsistemi strutturali in relazione ai requisiti di sicurezza, 
- Dal punto di vista economico, ai subsistemi e ai componenti a basso 
grado di accessibilità e, quindi, a costo elevato di riparazione o 
sostituzione;
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- Ai subsistemi e ai componenti le cui caratteristiche favoriscono 
elevati livelli di proliferazione dei guasti. Cioè laddove il manifestarsi 
o il perdurare di uno stato di guasto determini un estensione di tale 
stato ad altri subsistemi o componenti dell’organismo edilizio, in 
tempi brevi o addirittura irreversibili. 
 
1.1 Gli effetti della manutenzione sulla dinamica regressiva dell’affidabilità    
  
Nei processi di trasformazione degli elementi edilizi e, quindi, dei 
parametri che identificano la loro qualità prestazionale (affidabilità, 
tasso di guasto e tempo medio di buon funzionamento) si possono 
immaginare due diversi andamenti dei fenomeni di degrado e 
obsolescenza . 
Il primo, corrispondente ad un loro invecchiamento naturale, si 
manifesta in assenza di qualunque intervento di manutenzione 
periodica. 
Il secondo consegue all’incremento della durata di vita che si 
determina con la pratica della manutenzione programmata a età 
costante. 
L’intervento di manutenzione, pur interrompendo il processo di 
invecchiamento naturale dell’elemento, si limita a rallentare il 
processo di degradamento, riportandolo ai valori corrispondenti a 
una durata prolungata, ma non indefinita dell’elemento stesso. 
Le caratteristiche di alcuni elementi edilizi che possono essere tali da 
determinare comunque, in fase di manutenzione, un rinnovo totale 
dell’elemento stesso. Ovviamente per molti elementi edilizi, le 
caratteristiche dell’elemento, a manutenzione ultimata, dipendono 
dalla intensità e ampiezza dell’intervento.
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Considerando, anziché il degradamento, il suo inverso, cioè la 
dinamica della qualità, si potrebbero, almeno teoricamente, ipotizzare 
due casi: 
- Nel primo l’attività di manutenzione consente il recupero di tutta la 
qualità perduta fino al momento dell’intervento; 
- Nel secondo la manutenzione fa recuperare solo parte della qualità 
perduta. 
Nel primo caso, purchè la manutenzione sia fatta prima che l’oggetto 
perda integralmente la sua capacità di rispondere ad un uso 
chiaramente individuato, la durata dell’oggetto risulta illimitata: la 
sua qualità è periodicamente ripristinata, e non scende mai al di sotto 
di un certo livello predeterminato. Nel secondo caso, invece, pur 
recuperando qualità ad ogni intervento, prima o poi questa non sarà 
più adeguata all’uso determinato dell’oggetto. Dovrebbe essere 
evidente che la durata di vita dipenderà sia dall’andamento della 
qualità o del degrado nel tempo in attesa di  manutenzione sia 
dall’uso cui l’oggetto è destinato. 
Gran parte dei subsistemi edilizi segue il secondo modello di 
comportamento. Si pensi, per esempio, ad un serramento in legno, 
dove la verniciatura periodica rallenta considerevolmente, purché 
avvenga prima del decadimento totale del precedente strato 
protettivo, ma non arresta del tutto il processo di degradamento del 
materiale o il deteriorarsi di altre parti dell’elemento. Oltre una certa 
soglia non è più sufficiente ripristinare la qualità dei singoli 
componenti, per esempio la vernice protettiva, ma è necessario o 
conveniente sostituire l’intero elemento. 
Per ogni elemento edilizio lo schema completo dovrebbe essere 
quello rappresentato in figura 1, nella quale la curva 1 rappresenta 
l’andamento teorico del valore percentuale della qualità prestazionale
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di un edificio o di un elemento edilizio in assenza di interventi di 
manutenzione, mentre la curva 2 rappresenta l’andamento teorico 
dello stesso valore a seguito di interventi di manutenzione periodica. 
L’andamento reale della curva 2 è rappresentato dalla spezzata 3. 
Infatti ad ogni intervento di manutenzione il livello della qualità si 
innalza fino a raggiungere il valore corrispondente sulla curva 2. 
successivamente nell’intervallo di tempo tra i due interventi di 
manutenzione, la qualità decresce con un andamento analogo a quello 
della curva 1. Nel grafico sono riportati in ordinata i valori 
percentuali della qualità e in ascissa le soglie temporali relative agli 
interventi periodici di manutenzione e alla durata fisica dell’elemento. 
La retta corrispondente al minimo valore di qualità accettabile può 
essere posizionata in un punto qualsiasi dell’intervallo tra qualità 0 e 
qualità 100%. La scelta della sua posizione dipende dalle 
caratteristiche dell’elemento, dalla funzione che deve svolgere e dal 
tipo di manutenzione che richiede. In genere si può affermare che se 
la curva di degrado dell’elemento, nell’intervallo compreso tra i due 
interventi di manutenzione, ha superato o si è molto avvicinata alla 
retta del massimo valore di degrado accettabile, è necessario 
procedere alla sostituzione dell’elemento stesso. La curva nella figura 
1, pertanto, alla soglia 
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I , corrispondente al punto in cui il 
degradamento dell’elemento tocca il limite dell’ipotetico valore di 
qualità minima fissato, ripartirebbe dal valore di qualità 100%, a 
seguito della sostituzione dell’elemento.
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I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 Tempo
Qualità
Minimo valore 
di qualità
accettabile
X
Y
3
3
3
3
3
3
3
3
3
5
5
5
5
5
4
2
X  Durabilità in assenza di interventi manutentivi                       Y  Durabilità con interventi manutentivi
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AFFIDABILITA’ E TASSO DI GUASTO 
 
L’affidabilità è variabile nel tempo e il suo modo di variare dipende 
dalle caratteristiche specifiche di ogni componente e dalle finalità e 
modalità del suo impiego. 
L’osservazione e l’esperienza ci consentono tuttavia di affermare che, 
pur con valori diversi, la dinamica dell’affidabilità segue, per gran 
parte degli elementi tecnologici, andamenti analoghi. 
La funzione “affidabilità” viene espressa dalla relazione: 
   
dt f R
t
t t
  

0
1 
Dove: 
 

t
R affidabilità 
 
 

dt f
t
t
0
probabilità di guasto nell’unità di tempo 
L’analogia tra i diversi elementi tecnologici per quanto riguarda i 
loro comportamenti nel tempo è ancora più evidente se si considera il 
concetto di tasso di guasto. Essa è definibile come la densità di 
probabilità che un elemento, sopravvissuto fino al tempo t, si guasti 
nel successivo intervallo dt. Il tasso di guasto può essere cioè 
interpretato come “il numero di guasti nell’unità di tempo”. 
L’andamento di questa funzione per una larga classe di elementi 
sottoposti ad un elevato numero di prove sperimentali, è 
rappresentato nella figura 2 di seguito riportata:
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RODAGGIO                                                               VITA UTILE                                                                   USURA
            (t)                                                                                                     (t)                                                                                                         (t)
DECRESCENTE                                                                               COSTANTE                                                                                     CRESCENTE
TASSO DI GUASTO
TEMPO
R       
(t)       
(t)       
(t)       
 
Durante il periodo di vita utile il tasso di guasto si mantiene su valori 
sensibilmente costanti. 
Questa tendenza alla stabilizzazione del tasso di guasto dopo un 
periodo relativamente breve a partire dal momento di entrata in 
esercizio di una unità tecnologica, vale anche quando ci si riferisce, 
anziché ad una singola unità, ad un insieme di unità operanti 
contemporaneamente, ma autonomamente, all’interno di uno 
specifico contesto. 
E’ questo un caso molto frequente in edilizia quando ci si trovi di 
fronte ad uno stock di considerevoli dimensioni in cui sia presente un 
gran numero di elementi tecnologici relativamente autonomi nei loro 
comportamenti; per esempio un insieme di lampade per 
l’illuminazione di un quartiere, oppure un rilevante quantitativo di 
apparecchi di condizionamento con identiche caratteristiche tecniche 
dislocati in più insediamenti residenziali di una stessa città. In questo 
caso, e se gli interventi di manutenzione avvengono solo a guasto, il 
tasso di guasto del sistema assume un andamento sensibilmente