Monitoraggio strutturale

Il monitoraggio strutturale statico (o SHM-Structural Health Monitoring), inteso come serie di misure ad intervalli di tempo determinati, si differenzia per metodologie e tempi. Per strutture che presentano evidenti dissesti si prefigge: la valutazione della progressione del dissesto, della opportunità di un intervento di consolidamento e delle modalità di come effettuarlo; il controllo durante un intervento di risanamento-ristrutturazione per valutare sia l’efficacia dello stesso, sia eventuali effetti collaterali; la verifica della risposta di una struttura ad un intervento di risanamento-ristrutturazione effettuato. Risulta inoltre particolarmente indicato per valutare il comportamento di strutture che, pur non presentando alcun problema apparente, si trovano in zone ad alto rischio sismico oppure risultano soggette ad azioni esterne gravose, anche se a carattere occasionale (vento su edifici, sottofondazione o scavi nelle vicinanze, vibrazioni indotte da traffico o metropolitana, etc.).

Lo si impiega pertanto quando si è di fronte alla necessità di controllare strutture di varia tipologia che, per loro natura, non devono variare nel tempo la loro posizione assoluta e relativa   nello spazio, le dimensioni e la forma, oppure, in condizioni normali, debbono presentare variazioni entro limiti prefissati in base alle caratteristiche di progetto e alla tecnologia costruttiva. Nascono pertanto una serie di metodologie che permettono oggi di affrontare con ottimi risultati tutto ciò che riguarda la valutazione ed il controllo temporale di strutture, parti di esse e l’insieme struttura terreno di fondazione. E’ infatti assodato che tutti i collassi strutturali sono preceduti da movimenti e deformazioni con andamenti caratteristici in funzione del tempo ed, in tal senso, il monitoraggio strutturale si prefigge l’obiettivo di raccogliere dati temporali a costi relativamente bassi e con frequenza di misura variabile e programmabile in funzione della specifica applicazione, e con una precisione adeguata allo scopo.

Per l’implementazione pratica la ESSEBI fa quasi esclusivo riferimento a trasduttori elettrici, collegati a sistemi di acquisizione dati automatici locali o centralizzati. Ciò sia perché possono  essere garantite l’affidabilità, la precisione e la riproducibilità delle misure, sia perché un vero monitoraggio necessita di una imponente messe di dati, continuamente aggiornata ed ottenuta in modo automatico, utile per poter effettuare significative correlazioni tra  i diversi parametri.  Solo in rari casi, su specifica richiesta della committenza, vengono eseguite letture manuali a cadenza periodica sia con strumento meccanico, sia con apparecchiatura elettronica. L’architettura dell’impianto di  monitoraggio strutturale può essere costituita in diversi modi, in funzione delle più disparate esigenze applicative.

In tal senso sono previste diverse tipologie di sistemi di acquisizione, alcuni dei quali sviluppati appositamente per la risoluzione di specifici problemi. Tra le grandezze più significative da misurare nel tempo si ricordano le variazioni, in apertura o chiusura, dei lembi di lesioni, le deviazioni dalla verticalità di pareti e pilastri, le inflessioni di solai e orizzontamenti in genere, le variazioni di livello, sempre correlate alla temperatura, che gioca un ruolo fondamentale nella insorgenza di effetti di natura apparente, e talvolta all’umidità ambientale.

Tra i monitoraggi manuali  a carattere periodico si citano in modo particolare i controlli inclinometrici con sonda da foro, quelli assestimetrici, quelli piezometrici e quelli ottico-topografici (livellazione geometrica di precisione  e/o  trigonometrica).

 Il monitoraggio strutturale mediante i sopra elencati sistemi di acquisizione, presuppone anche l’uso di programmi software dedicati, appositamente realizzati dalla ESSEBI con software orientati al mondo delle misure e delle acquisizioni quale, per esempio,  LabView della National Instruments, che oltre alla gestione completa dell’impianto di controllo, consentono rapide elaborazioni dei dati rilevati ed ingegnerizzazioni di varia natura.



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Monitoraggio topografico dei cedimenti

Livellazione di precisione per rilevamento dei cedimenti.

Spostamento

Misura dell'ampiezza di una lesione o dell'apertura di un giunto con appositi trasduttori.

Rotazione

Trasduttori inclinometrici impiegati per il controllo delle rotazioni subite da organi strutturali di interesse

Deformazione

Controllo dello stato tensionale di elementi tesati attraverso estensimetri a resistenza

Sistemi centralizzati

Laddove il numero di sensori necessari aumenta si rendono necessari piĆ¹ moduli di acquisizione e condizionamento del segnale gestiti da un pc.

Sistemi locali

Impiego di centraline "stand-alone" controllo periodico manuale o da remoto mediante linea UMTS.

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