La salute strutturale (o il monitoraggio strutturale) è una parte essenziale delle moderne infrastrutture urbane. Come suggerisce il nome, si tratta di monitorare da vicino le prestazioni delle strutture che costituiscono città moderne, in particolare quelle che possono essere vulnerabili a processi come l’erosione, il cedimento o altre forme di decadimento. SHM può essere applicato a tutte le tipologie di edifici o strutture, dagli edifici antichi che sono in piedi da migliaia di anni, ai ponti che sono in costruzione nelle zone terremotate. Al giorno d’oggi, il monitoraggio avviene generalmente a distanza attraverso array di sensori che possono essere incorporati nel tessuto delle strutture in esame. Come tale, è diventata una delle implementazioni più importanti dell’Internet degli oggetti (iot), dove i dati sono raccolti da sensori nel mondo reale per l’analisi in posizioni centrali.

Come funziona l’SHM?

Tutti gli edifici possono deteriorarsi e crollare. Dall’alba della civiltà, abbiamo sofferto degli effetti catastrofici del collasso strutturale, dalle città schiacciate da terremoti o uragani, agli incendi, alle esplosioni e ai collassi improvvisi innescati dal cedimento. Sebbene non si possano prevedere le catastrofi naturali, è possibile individuare e prevenire il degrado generale. E se sappiamo di più sulla salute di un edificio, possiamo renderlo il più resistente possibile alle vibrazioni. Il monitoraggio strutturale della salute mira a fornire agli ingegneri la capacità di prevenire e prevedere i problemi strutturali prima che essi provochino danni.
In generale, il monitoraggio strutturale della salute comporta la collocazione di sensori in luoghi in cui essi possono individuare in modo automatico le informazioni pertinenti sulle prestazioni dei materiali in una struttura. I dati provenienti da sensori collegati possono quindi essere inviati tramite connessioni 3G, sigfox o wi-fi a strumenti analitici situati nel Cloud.

I sensori spaziano dai componenti per valutare l’affaticamento dell’acciaio, fino ai dispositivi in grado di rilevare le sollecitazioni poste sui fili all’interno di edifici moderni in calcestruzzo, e ai sensori specializzati per monitorare lo stato dei cavi sui ponti sospesi. Questi sensori possono monitorare le forze che agiscono sui potenziali punti di stress nelle strutture, rilevando cose come la forza rotazionale, lo spostamento strutturale e lo sviluppo di microfratture nei materiali da costruzione. Tutti questi fattori possono essere sintomi di collasso imminente.

Utilizzo di sensori Iot per migliorare la sicurezza strutturale.

Quando questi sensori avanzati sono incorporati negli edifici, trasmettono costantemente informazioni alle reti via Internet. Questo di solito avviene tramite canali protetti privati, e può essere adattato per includere sia tavolette di ingegneria o workstation. Quando un ingegnere consulta gli strumenti di analisi strutturale specialistici, può accedere ai dati storici e attuali sulla situazione di sicurezza di una specifica struttura, che può quindi alimentare le decisioni chiave in materia di manutenzione. Può anche informare il processo di costruzione, rendendo la costruzione più sicura e più affidabile. Il bello di utilizzare i sensori iot è che gli ingegneri possono anche accedere a posizioni che sono normalmente off limits. Dopo che i sensori sono fisicamente impiantati, un flusso di dati in grado di allertare gli ingegneri vulnerabilità come e quando si presentano.

Come l’SHM aiuta il settore ingegneristico.

Gli strumenti di diagnosi wireless permettono di raggiungere un livello di consapevolezza situazionale impossibile qualche anno fa. Con questa rivoluzione tecnologica, il monitoraggio strutturale della salute sta portando a importanti progressi nell’architettura e nell’ingegneria. Ad esempio, le città intelligenti stanno lavorando a maglia sensori in luoghi vitali per fornire un avviso avanzato delle debolezze, consentendo loro di pianificare le attività di manutenzione e prevenire problemi con l’infrastruttura civile. E molti edifici moderni sono dotati di sistemi iot come standard, permettendo ai loro manager di avere la massima consapevolezza. Ma i benefici più grandi possono essere avvertiti nel patrimonio e nella conservazione storica. Una delle applicazioni più importanti del monitoraggio strutturale della salute è il monitoraggio di edifici antichi che possono possedere vulnerabilità strutturali uniche. Dalle cattedrali ai templi greci, queste strutture possono essere riparate e mantenute prima che sorgano problemi critici, estendendo la loro durata di vita per le generazioni future di godere.

Come potete vedere, SHM ha importanti vantaggi economici e sociali. Se siete interessati a saperne di più, contattate le Industrie NEXT e parlate con il nostro team. Siamo esperti nell’implementazione di soluzioni strutturali basate su Internet delle Cose, e siamo felici di lavorare su una vasta gamma di progetti.