Fibre ottiche e Intelligenza Artificiale per il monitoraggio di infrastrutture: una tecnologia innovativa che supera i limiti dei tradizionali sensori elettrici con notevoli benefici in termini di sicurezza sia per persone sia per le opere, apportando considerevoli vantaggi di efficienza nell’ambito della pianificazione della manutenzione. Tali vantaggi sono stati analizzati e confermati anche dal Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici
Il sistema di monitoraggio basato sulla tecnologia delle fibre ottiche sensing è stato brevettato dalla società italiana NTSG Italia, unica azienda in Europa in grado di rilevare e misurare le deformazioni in 2D e 3D di un oggetto di qualsiasi forma e di natura rigida o semirigida.
Con il Decreto ministeriale 204 del 1° luglio 2022, il MIT ha emanato le linee guida riguardanti il monitoraggio e la gestione dei rischi di ponti, viadotti, cavalcavia esistenti con lo scopo di consentire maggiore sicurezza e diffusione della verifica degli stessi.
“Le nostre infrastrutture richiedono una costante e capillare opera di monitoraggio e controllo, propedeutica a intervenire ove necessario, per evitare interruzioni o, nei casi peggiori, crolli, come purtroppo è già successo. L’innovazione tecnologica offre strumenti sempre migliori per fare questo, nello specifico le tecnologie di monitoraggio a fibra ottica. Nella maggior parte dei bandi gara sulle infrastrutture stradali e autostradali non si è riscontrato, ad oggi, richiamo a tali tecnologie di monitoraggio in fibra ottica, quale garanzia della massima attenzione al controllo strutturale delle infrastrutture, sebbene queste tecnologie siano da preferire per comprovati motivi tecnici come indicato espressamente nelle Linee Guida del C.S.L.L.P.P. Il monitoraggio è una priorità, perché molte di queste infrastrutture sono vetuste, ed è fondamentale procedere con i migliori strumenti possibili.”, commenta Giuseppe Mele, Direttore Sviluppo e Relazioni Istituzionali.
Entro la fine del 2023 saranno almeno 18 le applicazioni distribuite su circa 250 chilometri della rete stradale/autostradale italiana sotto costante monitoraggio grazie al nuovo sistema «OF» che sfrutta la tecnologia della fibra ottica sensing.
Attualmente, Il sistema di monitoraggio «OF» è stato installato su circa 100 chilometri di strade/autostrade. Il territorio monitorato coinvolge differenti Regioni italiane tra cui Veneto, Campania, Basilicata, Calabria, Toscana, Lombardia.
Per le opere eseguite ed in fase di completamento sono stati impiegati oltre 1.000 chilometri di fibra installata e connessi circa 6.000 sensori.
Il brevetto «OF» (acronimo di Optical Fibre) si basa sull’impiego della fibra ottica per la misura dello stato tensionale e di altri parametri fisico-chimici, meccanici e strutturali di manufatti appartenenti a molteplici campi dell’ingegneria: ponti, viadotti, gallerie, edifici, binari, vagoni, condotte idriche, condotte fognarie, oleodotti e gasdotti, rete di distribuzione elettrica, pale eoliche, telecabine, cavi, automotive fino ad arrivare ad applicazioni in ambito militare e aerospaziale.
La rete utilizza (foto sotto) cavi in fibra ottica di dimensioni ridotte (tra 150 micron) e sensori passivi che non necessitano di alimentazione elettrica, non subiscono e non producono interferenze elettromagnetiche, sono insensibili all’acqua e permettono la trasmissione di segnali su lunghe distanze (fino a circa 100 chilometri) con perdite di potenza trascurabili; allo stesso tempo è una tecnologia molto longeva perché si basa sulla sola trasmissione della luce che genera un deperimento su base centennale del vetro all’interno del quale si propaga.
Richiedendo un bassissimo consumo di energia ed essendo la fibra ottica stessa un prodotto riciclabile, il sistema ha dunque l’importante caratteristica di essere ecologico.
Il sistema funziona in questo modo: i dati, una volta acquisiti, passano alla piattaforma IoT di NTSG ITALIA, dove vengono analizzati, con software proprietario, in tempo reale per produrre avvisi ed allarmi in caso di anomalie, inoltre vengo effettuati report periodici e analisi predittive grazie a un processamento per mezzo di modelli di Intelligenza Artificiale per ottimizzare l’attività di manutenzione e prevenire possibili futuri danni strutturali.
“Se oggi, e nel prossimo futuro, gli automobilisti potranno sentirsi più sicuri in viaggio è grazie ad un innovativo sistema a fibre ottiche, il cui brevetto è della NTSG ITALIA” spiega Paolo Persi del Marmo, “La sicurezza su strade, ponti e gallerie è sempre più di attualità ed è possibile solo grazie a sistemi che garantiscono un monitoraggio continuo. Il monitoraggio è di tipo infrastrutturale ovvero rileva la deformazione verticale e trasversale di ogni campata, le misure di spostamento e rotazione delle pile, delle spalle e degli appoggi dei ponti, fino a determinare i modi di vibrare dell’opera”.
[ Giorgia Venturi ]
