Monitoraggio strutturale dei monumenti nella città di Verona con NI

IRS è stato incaricato di realizzare un sistema di monitoraggio distribuito per il controllo dei parametri strutturali dei monumenti della città di Verona, tra i quali le grandezze statiche e dinamiche acquisite da sensori posizionati in punti critici delle strutture. La misura delle caratteristiche vibrazionali richiedono sia elevate frequenze di campionamento, sia sincronismo nelle misure. Lo scopo principale del sistema di telecontrollo strutturale, denominato Structural-X, sviluppato da IRS, è il monitoraggio continuo di una serie di misure di tipo sia statico sia dinamico, provenienti da sensori distribuiti all’interno di alcuni importanti monumenti della città di Verona, in particolare il Teatro Romano, il museo di Castelvecchio e la Torre dei Lamberti. Un server centrale combina i dati acquisiti dal monitoraggio dell’Arena di Verona e dal sito delle Arche, già realizzati da IRS.

Il sistema Structural X di IRS, installato  su ogni monumento, è basato su hardware e software National Instruments, che comprende il sistema di raccolta dei dati acquisiti dai sensori, il software di supervisione e il modem per la trasmissione dei dati a un server di raccolta centralizzato. StructuralX utilizza la flessibilità e la robustezza della piattaforma hardware di acquisizione NI CompactDaq. L'utilizzo di questi dispositivi ha consentito di integrare con facilità i diversi tipi di grandezze con le relative modalità di campionamento. La modularità dell'hardware di acqusizione consente la gestione sia di misure lente che veloci.

Il monitoraggio di alcune aree interessate dal flusso di visitatori e la conseguente necessità di un ridotto impatto estetico hanno influito sulla scelta di strumenti di acquisizione di piccola dimensione che sfruttano la connessione di tipo wireless dei moduli NI Wireless Sensor Networks (WSN). Le rilevazioni riguardano le misure acquisite da trasduttori accelerometrici monoassiali per l’analisi delle caratteristiche vibrazionali della struttura, le misure acquisite da sensori di spostamento di tipo potenziometrico per la verifica dello stato di alcune crepe e fessurazioni, le misure da inclinometri per verificare le variazioni di inclinazione di pareti in stato critico, le misure ambientali relative alla temperatura e l'umidità rilevate in determinati punti della struttura, e le misure della direzione e velocità del vento.

Il sistema è composto da sei unità per l'acquisizione e la gestione dei dati, da due unità wireless e dal software di supervisione e monitoraggio Structural X. Le unità wireless acquisiscono le grandezze lente, come la temperatura, l'umidità e le misure provenienti da sensori di spostamento, mentre gli altri sei quadretti gestiscono la misura di tutte le grandezze dinamiche (accelerometri) e di ulteriori grandezze statiche. In uno dei sei quadretti è presente il router WSN che funge da riferimento e punto di raccolta per i due acquisitori di tipo WSN 9791.

Per quanto riguarda il Teatro Romano sono stati installati tre quadri: uno su un lato delle gradinate (chiesa), uno sull’altro fianco (museo) e uno sulla scena. Un quadretto è stato installato nella Torre Lamberti e gli altri due con gli acquisitori wireless sono stati posizionati all’interno di Castelvecchio nel Mastio e nella zona museale.

Grazie alle caratteristiche tecniche dell'hardware e del software National Instruments, la città di Verona dispone ora di un server centrale dove è possibile seguire l'andamento nel tempo delle condizioni strutturali dei suoi principali monumenti costituendo un esempio di scuola per quello che riguarda una città connessa.

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