Applicazione
Le frane sono un potenziale pericolo e in situazioni particolari è assolutamente necessario tenerle sotto controllo. Il caso che stiamo descrivendo qui riguarda il monitoraggio del terreno adiacente ad un’autostrada appena costruita. L’opera infrastrutturale, recentemente realizzata in un Paese europeo, attraversa un territorio ad alto rischio di frane. Per questo motivo è stata installata una serie di strumentazioni geotecniche – piezometri, inclinometri ed estensimetri – in grado di monitorare lo stato del terreno. Tuttavia, come è noto, le frane sono spesso strettamente legate a fenomeni meteorologici, cioè sostanzialmente alla quantità di pioggia. Lunghi periodi di pioggia, soprattutto nel periodo invernale, possono essere l’innesco di uno smottamento nei mesi successivi. Le piogge sporadiche, anche se intense, sono in genere meno pericolose da questo punto di vista. Pertanto, è necessario acquisire dati meteorologici per tempi lunghi a sufficienza per permettere le valutazioni degli esperti.
Proposta
La richiesta è la realizzazione di un sistema di acquisizione dati meteorologici da associare alle misure geotecniche, al fine di effettuare un’analisi costante e quanto più ravvicinata possibile del rischio frane. Nell’impianto in costruzione è già utilizzato un data logger per le misure geotecniche. È stata proposta la possibilità di ampliare gli ingressi creando così un sistema basato su un unico datalogger, tuttavia il cliente ha optato per avere un sistema dedicato.
Lo scopo primario del dispositivo sarà quello di effettuare misurazioni relative alla quantità di pioggia, ma poiché l’applicazione riguarda un’autostrada, il cliente ritiene opportuno fornire una stazione meteorologica completa per misurare anche la temperatura, l’umidità e la velocità del vento.
Altri requisiti; possibilità di tele-interrogazione e generazione allarmi, classe di protezione IP 66 e robustezza complessiva idonea a questo tipo di utilizzo.
Requisiti
Next Industries produce – insieme alla linea di data logger NI2400 – anche dispositivi NI200/400, che sembrano la soluzione ideale per questa applicazione. Si tratta di data logger di ultima generazione, dalle dimensioni contenute, progettato per uso esterno, con un robusto case IP67. Sono disponibili 4 canali di ingresso, configurabili come ingresso in tensione o corrente. Tutta l’elettronica interna è sottoposta a tropicalizzazione: ciò aumenta l’isolamento elettrico, la resistenza all’umidità e all’ossidazione, in altre parole aumenta l’affidabilità a lungo termine. L’affidabilità è inoltre ulteriormente migliorata dalla presenza di scaricatori di gas e ingressi relè. Pur essendo dotato di una potente CPU ARM di acquisizione dati a 24 bit, questo data logger è in grado – se richiesto – di funzionare per lunghi periodi con le batterie AA interne. Capacità di archiviazione dati per tutte le esigenze; le misure sono infatti riposte in una memoria da 2GB. E’ anche possibile scaricarli su una normale chiavetta USB. Un’altra caratteristica richiesta, ovvero l’invio automatico delle notifiche, è stata resa possibile da un modem GSM integrato su un piccolo modulo plug-in sulla scheda principale del datalogger. Attraverso lo stesso modem GSM, il datalogger può inviare avvisi in base a parametri definiti dall’utente, sia via SMS che via e-mail. Per questa applicazione sono stati utilizzati i seguenti sensori; N.1 pluviometro N.1 anemometro N.1 sensore di temperatura e umidità
Pluviometro
Next Industries al momento non ha in catalogo un pluviometro, quindi questo sensore è stato scelto tra i dispositivi in commercio. Il dispositivo selezionato è dotato di un’uscita in loop di corrente 4-20 mA ed è stato collegato al canale 1 del data logger.
Sensore Temperatura e Umidità
Il sensore di temperatura e umidità relativa NI-EE60 è dotato di 2 uscite in tensione – rispettivamente per temperatura e umidità – che sono state collegate ai canali 2 e 3 del data logger. È stato utilizzato insieme agli altri accessori all’aperto (protezioni contro la radiazione solare e la pioggia).
Anemometro
L’anemometro NI-WSS-01 è un dispositivo dotato di uscita in tensione ed è stato collegato al canale 4 del datalogger. Una caratteristica importante del datalogger NI200/400 è che è in grado di effettuare una conversione automatica delle misure acquisite in unità ingegneristiche, come ad esempio la trasformazione del valore di tensione 0,4..2V in uscita dall’anemometro in metri/sec. di velocità del vento ed eseguire la registrazione di quest’ultimo tio di dati.
Trasferimento dati in CSV
In questo tipo di applicazione i clienti di solito vogliono monitorare i dati e analizzarli con il proprio software.
Attraverso una connessione FTP e con il modem interno NI200/400 è in grado di inviare dati in formato CSV ad un server; ciò può avvenire dopo ogni acquisizione o secondo un tempo prefissato.
Conclusioni
Le apparecchiature di acquisizione dei dati meteorologici si sono perfettamente integrate con l’impianto di monitoraggio geotecnico , realizzando così un sistema completo in grado di fornire la migliore analisi dello stato di rischio frane con elevate capacità di datalogging e interazione da remoto fornite da tecnologie all’avanguardia. Sono state messe a disposizione dell’autorità che gestisce l’autostrada anche informazioni sulle condizioni meteorologiche.