Monitoraggio strutturale di ponti e viadotti

Una delle soluzioni in grado di risolvere il problema delle sole ispezioni visive, e quindi di migliorare la sicurezza delle costruzioni esistenti, è sicuramente il monitoraggio strutturale.

Purtroppo, nelle Norme Tecniche per le Costruzioni 2018, nonostante si presti molta attenzione all’affidabilità dei materiali e alla manutenzione delle strutture, i monitoraggi non vengono mai menzionati come strumento di verifica autorevole delle condizioni di stabilità delle strutture esistenti.

Dei monitoraggi oggi in uso il più appropriato al controllo dei ponti è il monitoraggio in continua, ad acquisizione automatica con gestione dei dati da postazione remota. Esso è grado di monitorare grandezze fisiche 24 ore su 24, i dati acquisiti possono essere gestiti online in tempo reale e sono consultabili in qualsiasi momento da chiunque sia in possesso delle credenziali d’accesso al sistema.

Tra le grandezze monitorabili si hanno grandezze fisiche legate direttamente alla struttura (gli spostamenti, le inclinazioni, le tensioni e le accelerazioni), e grandezze non strutturali (le vibrazioni, il vento, la temperatura e l’umidità) che, pur non essendo connesse alla struttura, ne influenzano il comportamento.

Nel dettaglio:

• spostamenti e inclinazioni vengono monitorate da una strumentazione che possiede una sensibilità nell’ordine del centesimo di mm e del centesimo di grado. Legati agli spostamenti si possono monitorare anche gli allargamenti o restringimenti dei lembi delle lesioni che già di per sé sono sintomo di movimenti strutturali. Il sensore, posto a cavallo della lesione, indica se il movimento è stabile o in evoluzione e la sua entità nel tempo;
• il monitoraggio delle accelerazioni permette, a seguito di un’elaborazione dei dati, di caratterizzare dinamicamente il manufatto. Si consideri che un cambiamento dei parametri dinamici fondamentali è sintomo di un cambiamento di comportamento e quindi di movimenti della struttura;
• il monitoraggio delle tensioni per valutare se sono in atto variazioni dello stato di sollecitazione negli elementi strutturali;
• il vento e le vibrazioni, tra le grandezze non strutturali, sono quelle che hanno un ruolo principe per i ponti e per i viadotti. Le loro variazioni d’intensità generano forze che potrebbero in alcuni casi non essere più compatibili con la struttura e generare addirittura fenomeni di risonanza. Il monitoraggio delle vibrazioni da traffico veicolare, inoltre, non solo tiene conto delle forze che esso genera ma permette anche la caratterizzazione e l’identificazione dinamica del ponte in esame tramite un’analisi di tipo EMA.

Il monitoraggio delle variazioni di temperatura e di umidità, i cui sbalzi e/o gradienti inducono sollecitazioni aggiuntive anche di non trascurabile entità, consente di comprendere l’entità delle deformazioni da esse generate ai vari elementi strutturali costituenti l’opera d’arte, distinguendole da quelle dovute a stati tensionali e/o cedimenti veri e propri.

Indagini Strutturali srl da anni impegnata nel settore per le verifiche dello stato di salute delle costruzioni esistenti, si avvale di un proprio sistema di monitoraggio automatico basato su componenti di alta qualità e software appositamente sviluppati per garantire la massima flessibilità ed affidabilità.

L’architettura del sistema di monitoraggio utilizzato è suddivisa in 3 macroaree: la rete di sensori, il sistema di trasmissione e il sistema di raccolta dati. I dati acquisiti in forma tabellare ad intervalli di tempo preimpostati, consultabili anche da postazione remota da chiunque sia in possesso delle credenziali d’accesso al sistema, vengono elaborati ed interpretati su grafici che riportano per ogni sensore la variazione nel tempo della grandezza d’interesse, dando così la possibilità di valutare eventuali anomalie.

L’importanza di questo tipo di monitoraggio è legata al fatto che attraverso l’elaborazione di variazioni di dati di piccola entità è possibile diagnosticare e prevenire problemi di grossa entità.

Ricapitolando si è visto che a monte dei numerosi ponti che sarebbe opportuno tenere sott’osservazione, una soluzione in grado di risolvere molte incertezze legate alle sole ispezioni visive sono i monitoraggi strutturali.

L’importanza della tipologia di monitoraggio descritta è soprattutto avvalorata dal fatto che essa permette di diagnosticare problemi strutturali di grossa entità, partendo dallo studio e dall’elaborazione di variazioni di grandezze di entità modesta.

In conclusione, ciò che bisogna evidenziare è l’importanza del monitoraggio strutturale su infrastrutture quali i ponti ed i viadotti; monitorare significa poter conoscere le cause di dissesti e, soprattutto, prevenire ed evitare disastri come quello riportato in foto.