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Monitoraggio strutturale delle gallerie con sensori in fibra ottica

Il sistema SHM di MII: ideazione, realizzazione, installazione, gestione del dato.

A cura dell’Ing. Angelo Annunziata
Hardware Engineer – Marini Impianti Industriali

Il monitoraggio strutturale è essenziale per assicurare la sicurezza, l’affidabilità e la durabilità delle infrastrutture critiche presenti sul territorio nazionale.

Questi sistemi permettono la raccolta, la trasmissione e l’analisi dei dati relativi alla condizione di una struttura nel tempo permettendo di individuare in anticipo segnali di degrado. Riconoscere in anticipo anomalie o problemi consente di intervenire prima che diventino pericolosi e permette programmare interventi di manutenzione, riducendo i costi di gestione.

Il monitoraggio strutturale permette inoltre una valutazione immediata dell’impatto di eventi naturali come terremoti, inondazioni o frane sulla struttura, velocizzando il processo decisionale.

Con questo scopo Marini Impianti Industriali S.p.A. ha progettato e installato per RFI un avanzato sistema di monitoraggio strutturale per due gallerie ferroviarie situate sulla linea Battipaglia-Reggio Calabria utilizzando innovativi sensori in fibra ottica: la galleria Barca in provincia di Vibo Valentia e la galleria Lustra in provincia di Salerno (Fig.1).

“Il monitoraggio strutturale non è solo una tecnologia, ma un impegno fondamentale verso la sicurezza e l’affidabilità delle nostre infrastrutture, permettendo interventi tempestivi e riducendo i costi di gestione attraverso l’innovazione e la prevenzione.”.

Fig.1 Localizzazione delle Gallerie oggetto dell’installazione: A. Galleria Lustra (SA), B. Galleria Barca (VV)

In sostanza, si tratta di dispositivi che sfruttano le proprietà dei reticoli di Bragg per rilevare e misurare le deformazioni in strutture o oggetti e che offrono numerosi vantaggi:

  • capacità di misurare deformazioni con elevata precisione;
  • elevata immunità alle interferenze elettromagnetiche;
  • possibilità di distribuire sensori lungo una singola fibra ottica e quindi potenzialmente a molta distanza;
  • monitoraggio in tempo reale;

Marini Impianti Industriali ha supportato RFI in tutte le singole fasi del progetto:

  • Ideazione e progettazione del sistema di monitoraggio;
  • Pianificazione e posa in opera in campo;
  • Messa in esercizio e validazione dei dati e dei parametri strutturali rilevati;

I parametri monitorati all’interno delle due gallerie sono stati:

  • convergenza della sezione della volta delle gallerie in determinati punti specifici;
  • stato di sollecitazione delle centine;
  • spostamenti longitudinali del cavo tra varie sezioni;
  • ampiezza di alcune fessure visibili sui rivestimenti interni;

Tutti i sensori sono stati quindi collegati tramite un singolo cavo multifibra utilizzato come dorsale ad un interrogatore ottico, installato in un box esterno e posizionato nei pressi dell’imbocco della galleria. All’interno del Box Esterno è presente, oltre all’interrogatore per sensori in fibra ottica, un PC Embedded e un Router LTE per la connessione dati (Fig.2).

Tutte le informazioni rilevate dal sistema di monitoraggio sono state quindi remotizzate verso un PC sito nel Posto Centrale e ubicato presso la sede di RFI.
Per la visualizzazione dei dati è stati sviluppata una dashboard interattiva che ha permesso di aggregare e rappresentare tutti i parametri e i dati raccolti in tempo reale, di impostare soglie e di visualizzare lo storico dei valori rilevati (Fig.3).

Fig.2 Architettura del sistema

Fig.3 Dashboard di visualizzazione dei dati in tempo reale

Contatti

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