Monitoraggio delle infrastrutture: prevenire e controllare i cedimenti con la IoT

Monitoraggio delle infrastrutture e degli edifici significa presidiare al meglio edifici, strade, ponti, gallerie, opere storiche, scuole, ospedali ma anche ferrovie, gasdotti, dighe o reti idroelettriche. Grazie alla Internet of Things è possibile sensorizzare le strutture in tutti i punti critici, attivando un controllo puntuale e costante da remoto. Un sistema di elaborazione dati analizza le informazioni per valutare correttamente lo stato della struttura e pianificare le attività manutentive in modalità predittiva. È così che si riescono ad evitare catastrofi e interruzioni problematiche dei servizi, riducendo i costi di gestione. A beneficio della sicurezza e della salute di tutti.

Monitoraggio delle infrastrutture italiane poco presidiato

L’Italia è un Bel Paese ma è anche vecchio. Secondo l’Istat nel 2018 quasi mezzo milione di immobili i Italia sono in dissesto, parzialmente o totalmente inutilizzabili. Si tratta di 452.410 edifici classificati, secondo i parametri catastali, come degradati. C’è poi il problema delle infrastrutture: asfalto degradato, buche o vere e proprie voragini che si aprono all’improvviso che si traducono in strade chiuse, deviazioni, sensi unici alternati e limitazioni a 30 km/h. A essere compromessa è la sicurezza di milioni di cittadini che, ogni giorno, percorrono 600mila km di strade caratterizzati da bassissimi livelli di manutenzione. Lungo lo Stivale ci sono 1,5 milioni di ponti di cui buona parte costruiti tra il 1955 e il 1980. Il problema è che solo 60mila sono monitorati: tra ponti e viadotti in calcestruzzo armato oltre 10.000 sono a rischio (FONTE: Unione Province Italiane 2019).

Ai rischi idrogeologici e sismici si aggiunge il traffico pesante

L’Inventario dei fenomeni franosi in Italia (IFFI) del 2019 ha fotografato 620.808 frane. Al di là dei rischi idrogeologici e sismici che affliggono il Paese, a concorrere al dissesto delle infrastrutture è l’evoluzione dei trasporti. Oggi viaggiano più merci ma anche più camion: nel 2017 l’Italia ha registrato un aumento del 6,4% delle immatricolazioni degli autoarticolati oltre le 16 tonnellate e un decremento del 3,5% dei veicoli più leggeri che impattano sulla resistenza delle strutture. Da una recente indagine dell’ANAS è emerso come nel Bel Paese ci siano circa 1.400 viadotti che non hanno un gestore specifico e, di conseguenza, non sono per nulla monitorati. Tra ponti e viadotti, si parla di 11mila infrastrutture di cui 4mila ponti lunghi oltre 100 metri. L’ultimo dossier dell’Unione province italiane del 2019 elenca 1.918 strutture a rischio in Italia che necessitano di provvedimenti anche urgenti per garantire conservazione e staticità. C’è poi un’altra classifica da guardare con attenzione: quella dei ponti gestiti dalle Province, che hanno meno soldi di prima ma continuano a doversene occupare. Si tratta di strutture che hanno bisogno di interventi urgenti, anche (ma non solo) per il rischio frane: sono 5.931, di cui 877 in Lombardia.

Monitoraggio delle infrastrutture e IoT: ecco come funziona

Nell’era della Internt of Things, il monitoraggio delle infrastrutture è la soluzione ottimale. I sensori, infatti, misurano una serie di parametri quali forme modali, frequenze e smorzamenti caratteristici, tenendo sotto controllo le variazioni nel tempo. Fornendo indicazioni precise e costanti sullo stato dell’opera, grazie a questi piccoli dispositivi intelligenti è possibile tenere traccia di tutte le possibili evoluzioni critiche del suo comportamento, anticipando la possibilità di cedimenti strutturali legati a:

• corrosioni
• vibrazioni
• eventi sismici
• vento (soprattutto su strutture come ponti sospesi e grattacieli)
• ghiaccio
• neve
• alluvioni
• onde nel caso di ponti e costruzioni
• traffico eccessivo
• esplosioni
• incendi
• urti
• frane

Dai misuratori di forza nella connessione tra i giunti agli accelerometri che misurano le vibrazioni, fino a includere sensori passivi a fibra ottica in grado di misurare in tempo reale anche le deformazioni bidimensionali e tridimensionali delle strutture, i sensori sono collegati a un sistema di segnalazione che aiuta a mettere in sicurezza cose, animali, mezzi e persone in modo tempestivo. Lo storico delle informazioni aiuta anche a pianificare per tempo tutte le attività di manutenzione necessarie, evitando catastrofi e riducendo così i costi per la comunità.

Come e perché i sensori fanno la differenza

Quando si parla di monitoraggio delle infrastrutture la qualità delle informazioni è fondamentale. Serve una fase di indagine iniziale durare pochi giorni o poche ore, come nel caso del monitoraggio strutturale dinamico, oppure molti giorni o mesi, come nel caso del monitoraggio strutturale statico o del monitoraggio ambientale.

«Il controllo e la valutazione dello stato di conservazione delle strutture – spiega Ubaldo Montanari, Ceo di Tenenga – avviene in molti modi diversi e in contesti molto eterogenei. Per valutare la sicurezza e pianificare gli interventi bisogna tenere conto di più variabili. È fondamentale considerare le conoscenze esistenti al tempo della realizzazione della costruzione, tenere conto dei possibili difetti di progettazione e di realizzazione ma anche delle azioni verificatesi nel corso della vita dell’opera, del suo degrado progressivo, delle modifiche insorte rispetto alla situazione originaria e dell’impatto climatico e ambientale. I modelli strutturali devono basarsi sulla documentazione disponibile e su indagini conoscitive in merito alla geometria e ai dettagli costruttivi, alle proprietà meccaniche dei materiali e all’entità dei carichi permanenti. Oggi la tecnologia consente di valutare al meglio una riduzione della capacità resistente o deformativa dovuta ad azioni ambientali, azioni eccezionali, uso anomalo o deformazioni significative imposte dai cedimenti del terreno, scatenando una segnalazione intelligente, basata su un sistema di analisi evoluto. La soluzione di mercato che abbiamo identificato come la migliore è Fix and Go, fornita dal nostro partner TERTIUM Technology».

Fix and Go: telecontrollo a distanza in tempo reale

Fix and Go è un sistema di monitoraggio delle infrastrutture moderno e versatile. I sensori sono collegati direttamente a Internet. I dati acquisiti, di carattere statico e ambientale, vengono elaborati in tempo reale trasformandosi in informazioni facili da analizzare da parte degli addetti al controllo e alla manutenzione che possono accedere all’applicazione Web utilizzando qualsiasi dispositivo (pc, tablet o smartphone), senza la necessità di installare software specifici. Il sistema è estremamente intuitivo e consente di accedere allo storico dei dati archiviati o di fare le valutazioni più opportune a supporto dei processi decisionali.

Fix and Go utilizza diversi tipi di sensori che misurano spostamento, inclinazione, temperatura o umidità. Il sistema è plug and play: basta fissare il sensore nel punto più opportuno della struttura da controllare. Terminato il montaggio dei sensori è possibile andare via dal sito di indagine perché il monitoraggio, da remoto, è già in corso. Il risultato? Maggiore efficienza e sicurezza attraverso attività di controllo ottimizzate in quanto non è più necessaria la presenza in loco, consentendo un’azione tempestiva se si osservano cambiamenti critici.

Vantaggi di Fix and Go:

• Interfaccia web user-friendly
• Comunicazione wireless di lungo raggio e a basso consumo
• Lunga durata delle batterie
• Facile da installare
• Immediato da consultare