Monitoraggi Strutturali ed Ambientali – Sistemi di acquisizione dati wireless sensor network WSN basati su accelerometri MEMS.

Regge o non regge, questo è il problema, quante volte il dubbio amletico ci ha assaliti nello svolgimento della nostra professione, guardando una struttura lesionata o una frana in movimento?  Oggi il monitoraggio ci da una visione reale di ciò che sta accadendo, sulla base di dati rilevati in sito. La criticità, molto spesso, è quella di non disporre di strutture/infrastruttre strumentate, e/o dati acquisiti “utilizzabili”. Pianificazione, progettazione, gestione, ci si è soffermati per anni solo sui primi due aspetti, presi anche da un momento politico ed economico per il nostro paese volto alla realizzazione di strutture ed infrastrutture. Oggi la “nuova frontiera” dell’ingegneria consiste nel gestire il patrimonio edilizio, monitorandolo, valutando lo stato di salute delle opere d’arte, cerando di ottenere quante più informazioni è possibile a prezzi sostenibili per le committenze. Tale stato di cose ha fatto sviluppare negli ultimi anni sistemi di acquisizione evoluti, in grado di acquisire moltissimi dati, in particolare quelli  accelerometrici delle strutture. Facendo una ricerca di mercato, finalizzata anche ad illuminarmi nell’ambito del monitoraggio, ho avuto modo di relazionarmi con STRAGO S.p.A., azienda operante tra l’altro nel campo del monitoraggio ambientale e strutturale. L’ing. Francesco Mannara, mi ha presentato un sistema di monitoraggio realizzato da loro denominato SMAMID. Ho scoperto così un sistema di acquisizione particolarmente economico (alimentato a batteria con durata massima di circa 7 anni), con una serie di punti di forza, che ha sfatato il falso mito “monitorare = (difficoltà a reperire dati utili) x (costi elevati).Tra i punti di forza di questo sistema di monitoraggio: – molti punti di misura con precisioni adatte alla tipologia del dato da rilevare (es pile di un ponte);– sincronizzazione del segnale; possibilità di postcorrelazione dei dati acquisiti.  (dati fortemente interdipendenti sia in termini di sincronizzazione (fino al livello di singolo campionamento), e sia a livello di modalita’ di acquisizione);– monitoraggio in grado di acquisire informazioni sullo stato fessurativo di strutture, partendo dal rilievo di dati accelerometrici  

– semplicità di utilizzo con gestione in remoto e possibilità di interfacciare il dato con il GPS;– acquisizione, e trattamento del dato Customizzata.

Inoltre le caratterisitche del NETWORK SWAN, rete WSN basata su tecnologia MEMS:

– Alto grado di configurabilita’ della rete;

– Sistema di misura programmabile in linguaggio C;
– Trasmissione dati Multi-hop;

– Molteplici modalità di acquisizione dati;

– Sincronia dei segnali accelerometrici misurati;

– Pre-elaborazione dei dati in loco;
– Rete wireless ad albero;

La versatilita’ di SMAMID ne rende possibile l’utilizzo in diverse tipologie di applicazioni, come ad esempio:

 – rilevamento di movimenti; 
–  monitoraggio dei livelli di vibrazione a bordo di veicoli in movimento;– monitoraggio dei livelli di  vibrazione dei rotori; 
–  monitoraggio a soglia delle vibrazioni indotte dal passaggio di veicoli;
– monitoraggio delle inclinazioni subite nel tempo da oggetti e/o edifici;
– rilevamento di fenomeni franosi su costoni rocciosi. 
Una rete wireless di sensori accelerometrici puo’ essere pensata, nella sua configurazione piu’ semplice, come tanti sensori indipendenti fra loro in grado di acquisire segnali a comando e trasmettere dati ad un computer centrale di raccolta. Tuttavia le misure accelerometriche in piu’ punti possono necessitare, a seconda delle applicazioni, di ottenere dati piu’ o meno sincronizzati fra di loro. Monitorare, strumentando, è molto più semplice ed economico che riparare senza cognizione di causa sul danno e sulla soluzione da adottare.Nota dell’autore: si ringrazia la STRAGO S.p.A. per le informazioni condivise e l’ing. Francesco Mannara per il contributo fornito alla elaborazione del post.