Metodologie innovative per il monitoraggio strutturale dei ponti = New methods for structural health monitoring of bridges

Il monitoraggio strutturale è uno dei principali campi di studio e ricerca dell’ingegneria civile. La sicurezza di una struttura influenza drasticamente lo sviluppo di diversi settori della società, da quello economico, a quello ambientale, ed è pertanto di vitale importanza garantirne la continuità. Il patrimonio immobiliare ed infrastrutturale italiano è variegato e unico nel suo genere, costituendo un importante archivio storico di valore plurimillenario. Le tristi e disastrose catastrofi che hanno colpito numerose aree geografiche del pianeta, ed in particolar modo l’Italia, spingono l’opinione pubblica a volgere l’attenzione verso il delicato concetto di salute strutturale. La presente tesi introduce, in maniera generale, la storia ed i concetti principali dello Structural Health Monitoring (SHM), ovvero del monitoraggio strutturale, approfondendo con una particolare chiave di lettura il problema del monitoraggio dei ponti. Nel campo dell’ingegneria civile permangono complessità tecniche tali da non considerare consolidata un’unica metodologia o sistema di monitoraggio efficiente ed a basso costo. Il risultato più convincente appare comunque quello dell’individuazione di anomalie strutturali tra quanto registrato e quanto “previsto” da un ingegnere in fase di progetto. Uno degli elementi più comunemente utilizzati a tal fine è il valore dell’inflessione di un punto della struttura. Vengono presentate alcune metodologie di calcolo che permettono di determinare il valore di spostamento di un punto della struttura, partendo dai valori misurati sperimentalmente di curvatura e/o inclinazione di una sezione trasversale. I risultati ottenuti sono commentati e confrontati valutandone l’accuratezza in funzione del costo delle informazioni necessarie per il calcolo. Si propone inoltre un approccio metodologico alternativo, che fa uso del diagramma momento – curvatura per ottenere, con l’applicazione del teorema dei lavori virtuali, la freccia nella mezzeria di una struttura isostatica. I risultati teorici sono confrontati con i dati provenienti da prove sperimentali effettuate in laboratorio. Infine, si analizza come caso studio una soluzione low-cost e tecnicamente avanzata proposta da una start up del Politecnico di Torino. Coniugando un sistema di rilevamento multi – sensore a basso costo con le metodologie di calcolo introdotte, si considera possibile implementare un’infrastruttura di monitoraggio, in maniera massiva e capillare, che permetta di migliorare il livello di sicurezza delle infrastrutture presenti sul territorio nazionale.