Prototipazione e validazione di sensori accelerometrici MEMS per monitoraggio strutturale

Le opere di ingegneria civile, durante il loro periodo di esercizio, sono soggette ad azioni dinamiche la cui entità viene stimata - in fase di progetto - sulla base di valutazioni probabilistiche. Solo per opere di una certa rilevanza è previsto un collaudo atto a valutarne con accuratezza il comportamento strutturale, e solo un numero limitato di queste potrà disporre in esercizio di un sistema di monitoraggio continuo. Le informazioni raccolte dai sistemi di monitoraggio strutturale, in tal senso, hanno fondamentale importanza per l’intervento tempestivo atto a salvaguardare le vite umane. Inoltre, le stesse misure sono di notevole supporto nei processi decisionali legati alla pianificazione degli interventi di restauro o ripristino, i quali necessitano di precise valutazioni dello stato di danno. La ricerca applicativa, in tale ottica, si sta sempre più concentrando verso la concezione di sistemi affidabili ma economici e versatili, dotati di sensori basati su tecnologia MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems), (Cochran et al., 2009). Tali sistemi possono assolvere sia le funzioni di acquisitori per eventi di tipo ‘strong motion’ (anche in strutture molto rigide, (Beskhyroun and Ma, 2012), che quelle di sensori di monitoraggio continuo per strutture flessibili (ponti, passerelle pedonali, ecc. (Haritos, 2009). Il continuo miglioramento dei processi produttivi di tale tipologia di sensori sta inoltre rendendo disponibili - a costi sempre più contenuti - elementi sensore sempre più performanti, rendendo il monitoraggio strutturale una possibilità più accessibile di quanto non fosse in passato. In tale contesto, la presente ricerca ha come obiettivo la valutazione sperimentale della performance ed affidabilità di sistemi MEMS per il monitoraggio strutturale. Lo studio prevede, in particolare, una prima fase di prototipazione hardware di schede elettroniche, nonché una serie di validazioni sperimentali (sia in laboratorio che in situ) atte a testare l’accuratezza dei sensori accelerometrici così assemblati.