Monvia

Conoscere

Molti ponti italiani hanno più di cinquant'anni, sono stati costruiti prima delle norme sismiche e portano ancora traffico stradale e ferroviario: i crolli recenti mostrano quanto sia necessario seguirne lo stato nel tempo. Il monitoraggio continuo è lo strumento per riconoscere presto un danno o un'anomalia strutturale.

Il ponte studiato è un arco in calcestruzzo armato del 1964 nel centro di Ragusa, un collegamento strategico della rete stradale cittadina. Non è stato progettato per le azioni sismiche e si trova in una delle aree più sismiche d'Europa. È stato il banco di prova del progetto MonVia, finanziato dal Ministero dello Sviluppo Economico.

Misurare

Il risultato principale di MonVia è una sensor box multiparametrica per il monitoraggio continuo di strutture e infrastrutture: un accelerometro triassiale QMEMS ad altissima sensibilità e bassissimo rumore, un inclinometro biassiale MEMS ad alta precisione e sensori di temperatura, pressione e umidità. Le box possono essere cablate e alimentate via PoE, sono sincronizzate con un sistema PPS distribuito basato su GNSS/GPS e trasmettono anche via WiFi, provato a 200 campioni al secondo.

Una campagna di analisi modale operativa di due giorni, di giorno e di notte con diversi livelli di traffico, ha identificato le prime frequenze del ponte e ha permesso di definire la disposizione dei sensori permanenti.

Modellare

Il comportamento dinamico è stato riprodotto con tre modelli numerici: un macro-modello a elementi discreti (DMEM, software HiStrA), un modello 3D agli elementi finiti e un modello FEM a elementi shell. La prima frequenza vale 1,53 Hz con il DMEM, 1,919 Hz con il modello 3D e 1,882 Hz con il modello shell, contro 1,611 Hz misurati.

Risultato

Una sensor box progettata e messa alla prova su un ponte reale.

La campagna OMA ha fissato la rete di monitoraggio permanente e ha fornito i dati per calibrare i modelli: il macro-modello DMEM stima la prima frequenza con uno scarto del 5% circa, i modelli FEM la sovrastimano del 17–19%. Il terzo modo mostra un comportamento asimmetrico in mezzeria che merita ulteriori indagini.

Lo studio ha confrontato le prestazioni della sensor box MonVia con quelle di un dispositivo commerciale, mettendone in evidenza punti di forza e limiti per il monitoraggio strutturale.