Messa in sicurezza statica delle strutture attraverso monitoraggio con sensori a fibre ottiche

La sicurezza delle opere di Ingegneria richiede un controllo senza soluzione di continuità delle infrastrutture. Esiste dunque la reale necessità, un bisogno reale, su scala internazionale, di strumenti che permettano la sorveglianza automatica e permanente all'interno delle strutture stesse, fornendo risultati di grande precisione e buona risoluzione spaziale.

In quest'ottica, il concetto di struttura intelligente (dall'inglese smart structure) ha già provato la sua efficacia nel monitoraggio strutturale di importanti opere di ingegneria. Queste “strutture edilizie“ sono provviste di una rete interna di sensori a fibre ottiche che permettono la sorveglianza di diversi parametri, critici per la sicurezza ed utili per una pianificazione efficace degli interventi di manutenzione.

Si pensi in particolare alle deformazioni degli elementi strutturali causate, da temperature, pressioni, penetrazioni di agenti chimici nocivi, inizio di prime fessurazioni, variazione degli stati tensionali, “fluage” dell’acciaio delle armature, qualità dei materiali.. e quant’altro.

Il monitoraggio strutturale ha assunto negli ultimi anni una sempre maggiore importanza anche in virtù delle sopravvenute disposizioni normative (Norme tecniche per le Costruzioni 2018 - D.M. 17 gennaio 2018).

Nel Comune di Orvinio (RI) è stato installato un sistema di monitoraggio mediante sensori a fibra ottica e di temperatura sul cordolo in c.a. di nuova realizzazione ubicato in aderenza al muraglione di contenimento contiguo al castello di Malvezzi.

Monitoraggio strutturale

La predisposizione del sistema di monitoraggio a fibre ottiche consentirà di avere in qualsiasi momento, una chiara evidenza dello stato di deformazione della struttura, correlato anche alle escursioni termiche, essendo la struttura esterna e quindi influenzata dalle variazioni di temperatura. Di seguito, quindi, dopo una breve introduzione sul monitoraggio strutturale e sulle sue potenzialità, si passerà ad illustrare il sistema di monitoraggio proposto.

Con l’espressione Monitoraggio si intende il complesso di operazioni volte ad acquisire in modo manuale o automatico dati relativi a determinati parametri strutturali, con i quali è possibile definire lo stato di efficienza statica di elementi portanti, al fine di poter così predisporre interventi di manutenzione mirati.

Il processo diagnostico si compone essenzialmente di alcune fasi tipiche:

• misurazione di stati deformativi o di campi di spostamento;
• trasmissione dei dati rilevati alle unità di lettura ed elaborazione;
• interpretazione dei dati numerici in termini di definizione dello stato di efficienza statica della struttura.

Questa sequenza, se intesa in prospettiva come azione ciclica nei confronti del processo di decadimento nel tempo dei livelli qualitativi degli elementi strutturali, apre la strada verso l’innovazione tradizione del fare manutenzione da una prassi per lo più collocata a valle dei processi di degrado, ad un intervento diagnostico che tende sempre più a caratterizzarsi come momento preventivo nella gestione della qualità del manufatto nel tempo.

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