Estratto
Monitoraggio dei Ponti è un’applicazione cruciale per garantire la sicurezza delle persone I ponti sono vulnerabili a vari fattori come l’attività umana, l’azione dell’acqua e la movimentazione del terreno, che possono compromettere la loro integrità. Lo sviluppo di un sistema affidabile di monitoraggio dei ponti è stato una sfida significativa, specialmente a causa della presenza di molteplici nodi di misurazione, ciascuno con i propri punti specifici di rilevamento. I sistemi cablati implicano l’installazione di numerosi cavi lungo il ponte, complicando ulteriormente il processo.
Per affrontare queste sfide, abbiamo adottato sensori intelligenti avanzati, tra cui accelerometri, sensori di temperatura e inclinometri. Questi innovativi sensori sono integrati senza problemi nella nostra interfaccia wireless, fornendo una soluzione completa ed efficiente. La nostra interfaccia wireless utilizza il NI400 con radio SigFox, che vanta un basso consumo energetico, consentendo un’operatività prolungata della batteria. Questa interfaccia wireless facilita la comunicazione intelligente e l’interazione tra sensori, dispositivi e portali cloud.
Sfruttando la potenza dei sensori intelligenti e delle interfacce wireless, il nostro sistema di monitoraggio dei ponti permette agli ingegneri e alle autorità di condurre un efficace monitoraggio strutturale. Con dati tempestivi e precisi, è possibile identificare e affrontare prontamente potenziali rischi per la sicurezza, garantendo la continua sicurezza dei ponti e delle persone che ne fanno affidamento.
Scopo
Next Industries è un produttore italiano di sistemi di acquisizione dati che si occupa anche di applicazioni di monitoraggio strutturale. L’azienda è giovane, nata nel 2014, ma ha già esperienza nelle applicazioni geotecniche; quindi, quando le è stato richiesto di gestire il sistema di monitoraggio di un ponte, ha accettato la sfida, forte del suo personale qualificato e delle tecnologie più moderne attualmente sul mercato.
Il monitoraggio dei ponti è un’applicazione critica per garantire la sicurezza delle persone che attraversano il ponte. Un ponte è infatti soggetto non solo a scavi o movimenti di terra dovuti all’attività umana, ma anche all’azione dell’acqua intorno ai pilastri.
Una pianificazione corretta è la base per un monitoraggio efficace del ponte, poiché la funzione principale dell’acquisizione dati è garantire la longevità e la sicurezza della struttura, così come un intervento mirato tempestivo in caso di danni. Innanzitutto, abbiamo dovuto decidere quali dispositivi si adattassero meglio all’applicazione e abbiamo trovato alcuni tipi di sensori:
- Accelerometro utilizzato per monitorare le vibrazioni
- Potenziometro lineare, utilizzato per monitorare la posizione e il movimento dei giunti
- Sensori di temperatura
- Inclinometri, utilizzati per monitorare la pendenza e l’inclinazione
Anche il tensiometro è uno strumento utile, ma abbiamo deciso di non utilizzarlo perché deve essere incorporato nel cemento per funzionare correttamente e monitorare il processo di indurimento, quindi deve essere posizionato durante la costruzione.
Poi, abbiamo dovuto affrontare il problema di molti nodi di misura con diversi punti di misura ciascuno; nel caso dei sistemi cablati, ciò comporta la presenza di molti cavi che scorrono lungo il ponte con un aumento del rischio di possibili guasti e introduzione di rumore – compromettendo così il segnale del sensore. Una soluzione unica come punto di concentrazione del registratore dati è obsoleta.
Per proporre soluzioni di monitoraggio accurate e affidabili, dovevamo tenere chiari nella mente i parametri critici per l’intero sistema di monitoraggio (sensori e interfaccia);
- Precisione (coerenza), accuratezza (correttezza), risoluzione e assenza di deriva
- Durabilità, basso consumo energetico per registrazioni non sorvegliate a lungo termine
- Facilità di lettura per una rapida interpretazione e presentazione dei dati
Next Industries è la seconda azienda italiana con un dispositivo Sigfox-compatibile; grazie all’unione tra le tecnologie di Next e Sigfox è possibile realizzare reti wireless con dispositivi “intelligenti” sempre accesi e invio di piccole quantità di dati. Esattamente ciò di cui avevamo bisogno per completare con successo il nostro lavoro.
Il NI-400 con radio SigFox è un’interfaccia wireless a basso consumo energetico che consente un’operatività a lungo termine delle batterie e un’interazione intelligente tra sensori, dispositivi e portali cloud.. Next Industries ha fornito a questo cliente sensori intelligenti a 3 canali che sono stati configurati per inviare 3 acquisizioni tramite connessione Sigfox ogni 2 ore, consentendo un monitoraggio accurato del ponte.
Un dispositivo NI400 è stato posizionato in ogni nodo di misura, per monitorare ogni giunto, pilastro e trave; tutti questi dati registrati sono stati archiviati e visualizzati attraverso il Portale Web Cloud IoT di Next Industries, che consente anche allarmi via email e analisi dei dati insieme al controllo in tempo reale dei dispositivi sul campo. Una delle caratteristiche più apprezzate di questo Portale è la possibilità di creare diversi cruscotti e personalizzarli attraverso widget come Indicatori, Combinazioni di Indicatori, Inclinometri, Grafici a Linee, IstoGrammi, Tabelle, Mappe (per geolocalizzare il sistema di sensori/daq), Immagini (ad esempio, una foto del ponte con sovrapposizione dei dati dei sensori in cui è mostrata la posizione di ciascun sensore). Grazie all’uso di NI-400 SigFox, sono stati raggiunti i seguenti risultati;
- Utilizzo degli Smart Sensor, dispositivi “intelligenti” sempre accesi e con connessione wireless
- Cavi corti e ordinati
- Abbonamento radio poco costoso
- Nessuna infrastruttura radio da costruire, con un migliore impatto sul paesaggio e riduzione dei costi
- Capacità di cloud/server personale per una facile lettura dei dati
- Batterie a lunga durata
- Ampia scelta di sensori compatibili (4..20mA, Raziometrico, Corda Vibrante, 0-10V, NTC, TC, RS485 Modbus) che, diventando SMART, consentono una raccolta più accurata e automatizzata dei dati ambientali con meno rumore/distrurbo di qualità delle informazioni acquisite.
- Alta risoluzione, accuratezza e precisione per misure più affidabili