Structural health monitoring di costruzioni storiche e infrastrutture

Abstract

Il monitoraggio strutturale e lo studio degli effetti dinamici indotti sulle costruzioni dalle azioni di origine naturale e antropica (sismi, vento, traffico, macchinari, folle in movimento, etc.) sono di fondamentale importanza nel settore della protezione del patrimonio architettonico e della manutenzione delle infrastrutture. Questo studio è fortemente multidisciplinare, richiede competenze di ingegneria, geofisica e matematica, ed è basato sul monitoraggio delle vibrazioni delle costruzioni effettuato installando sulla struttura sensori che ne rilevano velocità, accelerazioni e parametri ambientali (temperatura, umidità, etc.). I dati raccolti nel corso del tempo sono elaborati, utilizzando opportune tecniche numeriche, ed analizzati per ottenere informazioni sulla salute strutturale della costruzione. Queste attività, che vanno sotto il nome di “structural health monitoring” (SHM), hanno assunto un’importanza fondamentale nella manutenzione e restauro delle costruzioni, nella prevenzione di dissesti, nella scelta di interventi di ripristino e rinforzo e nella valutazione della loro efficacia.
Il progetto STRENGTH approfondirà gli aspetti teorici e applicativi dello SHM, proporrà alcune soluzioni tecnologiche per la manutenzione predittiva di costruzioni e favorirà la formazione di una figura professionale qualificata che possa essere inserita anche in un contesto aziendale.
L’attività di ricerca sarà focalizzata sullo studio di metodi numerici per l’identificazione dinamica di costruzioni ed infrastrutture utilizzando i dati provenienti da sistemi di monitoraggio dinamico. Particolare attenzione sarà dedicata all’impiego di tecniche per l’elaborazione di dati rilevati da reti di sensori (accelerometri, etc.), all’analisi delle proprietà dinamiche delle costruzioni monitorate in funzione del tempo (modal tracking), allo studio della loro correlazione con i parametri ambientali (temperatura, umidità, direzione/velocità del vento) e alla individuazione di anomalie e danneggiamenti (damage detection). Non saranno tuttavia trascurati gli aspetti legati alle attività di carattere tecnico, quali l’acquisizione, il trasferimento, l’archiviazione, l’elaborazione e la fruizione di grandi quantità di dati, provenienti da monitoraggi continui a lungo termine.