Le strutture grandi e costose, come gallerie, ponti e condotti, necessitano di un monitoraggio regolare ed economico della loro integrità strutturale, per assicurare sicurezza e affidabilità.
Il monitoraggio strutturale (SHM) svolge un ruolo molto importante in questi casi [1], poiché utilizza un approccio proattivo alla manutenzione e al monitoraggio invece di attendere che si verifichi un danno per ripararlo. Questo metodo proattivo consente di risparmiare denaro e di evitare periodi di fermo della struttura non pianificati.
Spesso, però, nelle grandi strutture, l’importanza di un sistema SHM affidabile e preciso viene ignorata per motivi di costi, confusione riguardo ai sensori da utilizzare e difficoltà di interpretazione dei dati relativi alle deformazioni. Questa mancanza può diventare un problema quando si verificano danni strutturali dovuti alle deformazioni. L’eventualità che questi danni si verifichino non è rara, poiché le infrastrutture civili sono esposte a carichi costanti e ad agenti atmosferici che causano usura e deterioramento nel tempo.
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Ad esempio, i ponti soffrono di degrado strutturale dovuto al traffico elevato, ai cambiamenti climatici e alle condizioni metereologiche avverse [2-3]. Altri fattori che influiscono su questo degrado sono metodi di costruzione scadenti, attività sismica e costruzioni vicine [4]. Senza un monitoraggio costante, non è possibile rilevare o prevedere malfunzionamenti e problemi strutturali e possono quindi verificarsi dei disastri. Negli Stati Uniti, ad esempio, per evitare l’insorgere di problemi strutturali, tutti i ponti sono soggetti a un’ispezione visiva ogni due anni [5].
Tuttavia, in accordo all’Infrastructure Report Card ASCE 2017, circa il 10% dei ponti negli Stati Uniti hanno un qualche tipo di problema strutturale che li rende vulnerabili [6]. E in Canada, quasi un terzo dei circa 75.000 ponti autostradali presentano carenze strutturali [7]. L’incapacità di identificare e affrontare tali carenze strutturali può provocare costi di manutenzione elevati, chiusura di infrastrutture locali e, nella peggiore delle ipotesi, il collasso della struttura e incidenti mortali. Di conseguenza, esiste un vasto mercato di tecnologia per il monitoraggio semplice ed economico dell’usura delle infrastrutture [8].