Naturalmente non vogliamo tornare sui tragici fatti di Genova, che hanno scosso l’Italia alla vigilia di Ferragosto, ma intendiamo svolgere una riflessione su come le tecnologie Internet of Things consentano oggi di monitorare strutture ingegneristiche complesse come il Ponte Morandi.

Partiamo da un dato di fatto: il concetto di ciclo di vita applicato alle costruzioni è relativamente recente − come rileva Pier Giorgio Malerba in un articolo pubblicato su Structure and Infrastructure Engineering nel 2013. Infatti se fino a un secolo fa le costruzioni erano concepite – virtualmente − per l’eternità, è solo con l’introduzione del cemento armato, soggetto a corrosione, che si è iniziato a parlare di «durabilità» delle infrastrutture.

In Italia si stima che oltre il 22{f33cce34ec76e5ffd44d481e19246886bb23ee3908ad6472e3627d7ab1441a2f} degli edifici sia in mediocre o pessimo stato di conservazione e circa 1500 Km di viadotti, ponti e gallerie necessiterebbero di monitoraggio in quanto caratterizzati da strutture vetuste e prossime al fine vita.

Il metodo tradizionale di controllo delle infrastrutture è finalizzato alla raccolta di dati sulle variabili strutturali, per accertare che si situino entro prefissati valori soglia, mentre la loro interpretazione è demandata ad un esperto. Il parere di uno specialista è necessario anche in caso di eventi eccezionali, che potrebbero pregiudicare la statica del manufatto.

Il monitoraggio attivo, diversamente dal primo metodo, si svolge tramite algoritmi di analisi continua dei dati, mentre le eventuali verifiche del comportamento strutturale si avvalgono di modelli di calcolo e si svolgono in tempo reale, grazie ad un massiccio utilizzo di sensori angolari di precisione.

I costi del monitoraggio attivo possono essere molto ingenti, ragion per cui il controllo e il monitoraggio dello stato di conservazione delle infrastrutture è stato applicato solo in pochi casi, ma tali costi potrebbero abbattersi presto, grazie alle tecnologie Internet of Things.

Già nel 2015 il Politecnico di Torino, grazie ad un finanziamento del MIUR di 10 milioni di euro, ha sviluppato in collaborazione con STMicroelectronics un sistema di microsensori per il monitoraggio delle infrastrutture, che presentano una serie di vantaggi, in primis il basso costo e una elevata durata nel tempo.

«I sensori sono stati progettati e testati per rilevare vibrazioni, deformazioni e tensioni delle strutture», spiega Giuseppe Mancini, ordinario di Tecnica delle Costruzioni del Politecnico, «questi dati valutati in sinergia consentiranno di definire con precisione lo stato di salute delle strutture e gli eventuali interventi da programmare. Il costo contenuto dei singoli sensori consentirà di monitorare in modo pervasivo le strutture».

Sempre nello stesso anno, una startup torinese, Sysdev, nata presso I3P, l’incubatore del Politecnico di Torino, ha iniziato la produzione di sensori Internet of Things per il monitoraggio strutturale e ambientale di edifici e infrastrutture come ponti e gallerie.

Il sistema, denominato SHBox, è composto da sensori – fino ad un massimo di 64 mila – per il monitoraggio dei parametri fisici (deformazione, temperatura, inclinazione, evento sismico) dei singoli elementi strutturali.

Le informazioni raccolte in tempo reale dai sensori strutturali – che comunicano con una piattaforma cloud tramite un collegamento wireless a standard LoRa − sono raccolte ed elaborate tramite una piattaforma cloud allo scopo di ricostruire il digital twin dell’ambiente sottoposto a monitoraggio. Il sistema consente di creare più sistemi virtuali di monitoraggio con differenti finalità ed algoritmi a partire dallo stesso set di sensori dislocati sull’infrastruttura.

Fonte: Ingenio