La città di Roma potrebbe beneficiare notevolmente dall’introduzione diffusa del sistema di monitoraggio in fibra ottica, sia per la sicurezza dei cittadini sia per l’efficienza e la competitività delle infrastrutture dedicate al trasporto. I contesti applicativi adatti a questa tecnologia sono ad esempio le gallerie della metropolitana, i cui intradossi sono vetusti e spesso molto vicini ai vagoni. Paolo Persi del Marmo, amministratore delegato di NTSG Italia dice: “Altre strutture che potrebbero beneficiarne sono il cavalcavia di Corso Francia, il ponte di Fiumicino e certi tratti del raccordo. Inoltre, tutte le opere avviate in vista del Giubileo del 2025 potrebbero e dovrebbero essere monitorate con la fibra ottica.”

Tra le applicazioni già fatte in Roma possiamo ricordare: Il Palazzo della Rinascente, in cui è stato installato il sistema “OF BUILDING” per monitorare le deformazioni, le inclinazioni, le vibrazioni, gli sbilanciamenti della facciata del nuovo edificio, e le deformazioni della soletta di base. Le misure sono state eseguite con una frequenza di un dato al secondo da ciascun sensore contemporaneamente, 150 sensori installati, circa 800 m di fibra ottica messa in opera, 150 dati al secondo acquisiti dal sistema operativo h 24 per 365 gg. I sensori utilizzati sono di tipo strain e termici collegati a un solo acquisitore su cui ha girato il Software “OF” per l’analisi in tempo reale delle grandezze da monitorare.

L’impianto è stato realizzato in dieci giorni e il servizio di monitoraggio ha avuto una durata di 38 mesi. La NTSG Italia ha fornito un servizio di presidio remoto e gestione degli allarmi per conto del cliente per tutta la durata del cantiere, fornendo periodicamente report tecnici e supporto nell’interpretazione delle letture registrate. La nuova sede dell’Università “LUMSA”, nel quale è stato installato il Sistema “OF Building” per monitorare le vibrazioni e le inclinazioni delle pareti sul fronte di scavo dei sei edifici perimetrali e gli scavi della nuova costruzione durante la fase di costruzione del nuovo stabile. Le misure sono state realizzate con una frequenza di 100 dati al secondo da ciascun sensore contemporaneamente. Qui sono stati installati 100 sensori (accelerometri triassiali, inclinometri monoassiali, sensori di temperatura, sensori di deformazione), circa 500 metri di fibra ottica posata in opera, 10.000 dati al secondo acquisiti dal sistema attivo H24-365D.

La tecnica di misura applicata è quella semidistribuita con sensori collegati a un solo interrogatore ottico su cui è installato il software Edgegateway per l’analisi in tempo reale delle grandezze monitorate. Monitoraggio colonne del Palatino Sistema di monitoraggio dedicato, vista l’importanza della struttura e del progetto, realizzato con sensori di deformazione e temperatura applicati su un supporto realizzato ad-hoc per questo progetto. Non essendo possibile applicare i sensori direttamente sulle colonne è stato predisposto un supporto su cui sono stati installati i sensori, poi applicato alla colonna. Le misure ottenute sono quelle di deformazione, temperatura, vibrazioni e spanciamento della colonna.

La frequenza di acquisizione dei dati è di 100Hz per poter misurare tutte le vibrazioni indotte sulla colonna, il numero di sensori per colonna è pari a 9, quindi una produzione di 900 informazioni al secondo. Monitoraggio acquedotto Virgo Per questo progetto è stato progettato e realizzato un sistema di monitoraggio ad-hoc, vista l’importanza della struttura e la delicatezza della stessa. Obiettivo del monitoraggio misurare le deformazioni della struttura dell’acquedotto che si trova sottostante l’area di costruzione della nuova sede della Rinascente a Via del Tritone a Roma. Per questo progetto sono stati utilizzati sensori in fibra nuda incollati con una resina specifica per applicazioni in ambienti umidi. I sensori di deformazione e temperatura hanno permesso di misurare la deformazione della calotta e delle pareti laterali dell’acquedotto durante il periodo di lavori dedicati alla realizzazione della Rinascente.

L’acquisizione dei dati è su base 1 dato al secondo per ciascun sensore, il numero di sensori installati è pari a 21, collegati ad un unico interrogatore e software di analisi dati. Il sistema di monitoraggio, brevettato dalla società italiana NTSG Italia è in grado di rilevare e misurare le deformazioni in 2D e 3D di un oggetto di qualsiasi forma e di natura rigida o semirigida. Spiega Paolo Persi del Marmo, amministratore delegato di NTSG Italia: “Si tratta di una tecnologia innovativa che supera i limiti dei tradizionali sensori elettrici e migliora il monitoraggio di infrastrutture 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.”

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, infatti” commenta Giuseppe Mele, Direttore Sviluppo e Relazioni Istituzionali, “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.” 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. La soluzione brevettata dalla società italiana NTSG ITALIA è in grado di rilevare e misurare le deformazioni in 2D e 3D di un oggetto di qualsiasi forma e di natura rigida o semirigida utilizzando fibre ottiche sensibili. 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 km 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. «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.”

La rete utilizza 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. I dati, una volta acquisiti, passano alla piattaforma IoT di NTSG ITALIA, dove sono analizzati, con software proprietario, in tempo reale per produrre avvisi ed allarmi in caso di anomalie, 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.