Grandi opere civili: brevetto ENEA per il monitoraggio strutturale con sensori in fibra ottica
Le grandi opere di ingegneria civile e geotecnica (viadotti, dighe, palificazioni ecc.) necessitano di periodici controlli per verificarne l’integrità strutturale e la corretta funzionalità nel corso della loro intera vita di tenuta in esercizio. Per la esecuzione di tali controlli, molte delle grandi opere meno datate e praticamente tutte le grandi opere di nuova realizzazione sono dotate di sistemi di monitoraggio permanentemente installati, utilizzabili anche per fornire early warning in caso di iniziale ammaloramento.
I sistemi di monitoraggio basati su tecnologia tradizionale elettrica/elettronica presentano varie problematiche nel caso di installazioni permanenti, che vengono sempre più efficientemente superate adottando soluzioni basate sul tecnologia in fibra ottica. Infatti, le soluzioni basate su tecnologia in fibra ottica garantiscono maggiore durabilità, semplifica i cablaggi, consente trasporto diretto dei segnali a grande distanza. Pur con la semplificazione possibile per l’installazione dei sensori basati su tecnologia in fibra ottica, le esigenze operative di cantiere impongono solitamente che i sensori siano preventivamente predisposti in catene di sensori, ovvero un unico cavo (anche di grande lunghezza e talvolta con diramazioni secondarie) lungo il quale è presente una molteplicità di sensori il cui segnale è disponibile ad una estremità del cavo stesso.
La realizzazione delle catene di sensori, anche per la tecnologia in fibra ottica, presenta diverse problematiche e comporta costi che possono diventare finanche predominanti rispetto al costo dei sensori stessi. Per risolvere questi problematiche l’ENEA ha definito una soluzione per la quale ha depositato un brevetto che riguarda un metodo di produzione di catene di sensori basate su tecnologia in fibra ottica (nella foto: Catena di sensori di n.3 inclinometri con compensazione termica, realizzazione IP66 con box e guaina metallica, idonea ad ebbeding in getto di calcestruzzo).
Il metodo brevettato risulta estremamente innovativo ma maturo, particolarmente idoneo per la realizzazione di sistemi di monitoraggio distribuiti, da installare in modalità permanente e gestire da remoto. Il metodo brevettato abbatte i costi di produzione delle tradizionali catene di sensori, ne consente facile customizzazione per dimensione, forma e parametri di misura.
Il sistema è già idoneo per l’uso industriale (TRL 8-9), ma può necessitare ulteriore ingegnerizzazione per soddisfare meglio problematiche di cantiere e conseguire eventuali certificazioni per specifiche applicazioni.