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MONITORAGGI

La sicurezza e la gestione di ponti, gallerie, dighe ed altre importanti strutture richiedono un monitoraggio periodico, sia nel breve che nel lungo termine, per aumentare la conoscenza del comportamento effettivo della struttura e poter pianificare in maniera ottimale gli interventi di manutenzione e ristrutturazione. Spesso, infatti, nelle strutture in calcestruzzo compaiono fenomeni che possono provocare una diminuzione locale della resistenza e, nel lungo termine, influire sulla sicurezza strutturale del complesso. Inoltre, una accurata conoscenza del comportamento delle strutture sta diventando sempre più importante, poiché spesso vengono impiegate nuove tecniche di costruzione e materiali più leggeri. 
Le strutture più sicure e durevoli sono generalmente quelle gestite in modo continuo e sulla base di dati attendibili. Il monitoraggio continuo delle strutture è sicuramente uno degli strumenti gestionali essenziali, specialmente nel caso di strutture che devono svolgere la loro funzione per molte decine di anni e che vengono quindi utilizzate in condizioni fortemente variabili e spesso distanti da quelle inizialmente previste. 
Nel lungo termine, il monitoraggio statico continuo richiede un sistema accurato e molto stabile, in grado di correlare misure di varie grandezze, quali la deformazione, che possono essere tra loro spaziate di mesi oppure anni. In tale intervallo di tempo risultano perciò importanti la ridondanza delle misure, una progettazione modulare e flessibile, ed anche una capacità di autocontrollo da parte del sistema di rilevamento. Particolare importanza assumono poi le tecniche di analisi e di interpretazione dei dati rilevati. 

Il monitoraggio di strutture nuove o esistenti può essere eseguito sia dal punto di vista del materiale che da quello strutturale. Nel primo caso, il monitoraggio è concentrato sulle proprietà locali del materiale utilizzato (ad esempio calcestruzzo, acciaio, legno, materiali compositi,…) e si osserva il loro comportamento sotto azioni di carico, variazioni di temperatura, invecchiamento. Sensori di deformazione con base di misura maggiore della dimensione caratteristica dei materiali componenti, ma abbastanza piccola per poter considerare costante lo stato tensionale a livello macroscopico, sono i trasduttori ideali per questo tipo di approccio. Se viene installato un elevato numero di sensori in punti differenti, è possibile estrapolare informazioni sul comportamento dell’intera struttura a partire da queste misure locali. 
Nel secondo tipo di approccio, la struttura è osservata da un punto di vista geometrico. Utilizzando sensori di deformazione con basi di misura molto più lunghe della dimensione caratteristica del materiale, è possibile ricavare informazioni sulle deformazioni dell’intera struttura ed estrapolarle al comportamento globale dei materiali di cui è composta. Il monitoraggio strutturale rileva il degrado del materiale come fessurazioni o deformabilità eccessive, solo se i suoi effetti hanno un impatto sulla forma della deformata della struttura.

CAMPI DI APPLICAZIONE

I sensori MEMS hanno vaste applicazioni nel campo dell’ingegneria, in particolare nel ramo della meccanica: airbag, stampanti, controller, ecc.

Gamma molto vasta di impieghi, dalle applicazioni aeronautiche e marittime, al controllo automatizzato di mezzi in movimento, al monitoraggio e diagnostica:

1. Monitoraggio topografico degli spostamenti

2. Prevenzione frane

3. Monitoraggio strutturale

4. Monitoraggio sismico

5. Monitoraggio ferroviario

 

NEW THECNOLOGY - MEMS -

Un sistema di navigazione inerziale consente di determinare posizione, velocità e assetto di un corpo in movimento mediante il processamento di dati di accelerazione provenienti da sensori.

Tra i sensori inerziali un accelerometro è uno strumento in grado di misurare l’accelerazione di una massa lungo una determinata direzione; integrando la misura una volta, si ottiene la velocità del punto, ed integrando nuovamente si ottiene la variazione della posizione.

Grazie alla tecnologia MEMS, dispositivi meccanici di dimensioni micrometriche – in questo caso un sensore accelerometrico – sono incorporati nei chip a semiconduttore; in tal modo essi sono muniti di un’interfaccia di tipo elettronico immediatamente utilizzabile in un circuito stampato.

L’integrazione sullo stesso circuito stampato del sensore con un microcontrollore (unità di elaborazione) consente di gestire l’acquisizione e la pre-elaborazione dei dati acquisiti dal sensore in loco.

 

VANTAGGI

SVANTAGGI