Monitoring Design: linee guida minimali per una progettazione sostenibile

Il progressivo aumento del volume d’affari nel campo del monitoraggio geotecnico e strutturale rappresenta un’occasione da cogliere o un fattore limitante? Questa è una questione che deve essere necessariamente attenzionata per capire al meglio quale sia la giusta direzione da intraprendere nell’ambito di una progettazione di un sistema di monitoraggio. Certamente l’incremento in termini economici delle risorse a disposizione può rappresentare un motore fondamentale per lo sviluppo scientifico e tecnologico delle strumentazioni e dei sensori disponibili ma, allo stesso tempo, bisogna considerare che il progresso deve essere accompagnato dalla giusta formazione e preparazione. Risulta dunque fondamentale, di fronte al crescente sviluppo di tecniche innovative, razionalizzare e concretizzare la visione e la scelta della strumentazione ed effettuare una pianificazione e progettazione sostenibile del monitoraggio.

I principi del monitoraggio: dal metodo osservazionale ad oggi

“Il monitoraggio è l’osservare e controllare il progresso o la qualità di qualcosa per un periodo di tempo; tenere sotto revisione sistematica” .

Il concetto di monitoraggio periodico delle proprietà dinamiche e strutturali di un’opera nasce negli anni ’60 grazie alla definizione del metodo osservazionale proposto da Terzaghi (1959) ed introdotto formalmente da Peck (1969). In applicazione dei principi definiti da Peck, il “Piano di monitoraggio” dovrebbe comprendere, entro i limiti economici e logistici del singolo caso, il controllo delle principali grandezze da misurare che il modello è in grado di prevedere, così da consentire nella maniera più completa possibile il confronto tra le previsioni e le misure di cantiere.

Il confronto tra le previsioni di progetto e le misure monitorate durante l’iter costruttivo (soprattutto nella fase iniziale dei lavori) consente di apportare modifiche all’opera per mitigare o annullare gli effetti di eventi imprevisti. Il metodo osservazionale, dunque, si basa sui principi di “osservazione” e “apprendimento” (noto come “learn as you go”), con la finalità di rivedere continuamente la progettazione, migliorandola, durante la fase di costruzione di un’opera, evitando così impatti negativi sulle risorse economiche e tutelando le condizioni di sicurezza.

A partire dagli anni 60, grazie all’avvento di nuovi strumenti, sono state notevolmente rivalutate l’importanza e le potenzialità del monitoraggio: con lo sviluppo del data-logger dagli anni ‘70 è stato possibile acquisire dati in continuo e in maniera automatica, poi dagli anni ‘90 lo sviluppo dei protocolli per il controllo remoto e la trasmissione a distanza di dati hanno reso possibile il monitoraggio da remoto. Ad oggi esistono numerose tecnologie impiegate per il monitoraggio geotecnico e strutturale che spaziano da strumenti “semplici” ad infrastrutture di monitoraggio complesse che si avvalgono delle più recenti tecnologie nel campo dell’intelligenza artificiale e del machine learning (Fig. 1).

Gli strumenti per il monitoraggio geotecnico possono essere distinti in due categorie principali: "a contatto" e "a distanza" (Fig. 2).

I primi vengono installati direttamente sul sito o sulla struttura che si desidera monitorare mentre gli altri operano da remoto, non richiedendo tale contatto in quanto si basano principalmente su sensori attivi e passivi che operano nel campo delle onde elettromagnetiche. I metodi di monitoraggio a contatto sono oggi largamente utilizzati per via della loro storia più lunga (Fig. 1) e della capacità di misurare tutti i principali parametri geotecnici (spostamento, vibrazioni ed emissioni acustiche, pressione dell’acqua interstiziale, sforzo in terreni e rocce, carichi, deformazioni e temperature).

L’utilizzo di strumenti di monitoraggio da remoto in campo geotecnico risale a tempi più recenti e, nonostante ne sia ormai comprovata l’efficacia, la loro applicazione non è sempre considerata uno standard.

Tuttavia, soprattutto negli ultimi anni, l'utilizzo dei metodi remoti sta vedendo una drastica crescita. Vale la pena ricordare che, a differenza dei metodi di contatto, i principali metodi da remoto sono in grado di misurare solamente spostamento, vibrazioni e temperatura superficiali di una struttura (Fig. 2).

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Nel pdf sono presenti:
-Dove nasce la necessità di monitorare?
-Criteri di pianificazione del monitoraggio