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Il T-Test K12 wireless di Boviar per il collaudo del Ponte di Genova San Giorgio

Il T-Test K12 wireless di Boviar per il collaudo del Ponte di Genova San Giorgio
In di Boviar

Lo scorso luglio, dopo aver analizzato i risultati delle prove di carico effettuate sul nuovo Ponte di Genova San Giorgio, Anas ha rilasciato il certificato di collaudo statico

Boviar ha fornito la strumentazione utilizzata per effettuare le prove di carico statiche sul nuovo ponte, ovvero 5 centraline T-Test-K12 nella versione wireless collegate a trenta traduttori potenziometrici per rilevare lo spostamento della struttura durante le prove di carico.

I test effettuati, durati tre giorni, hanno avuto l’obiettivo di verificare sperimentalmente la capacità strutturale del ponte e la sua risposta alle azioni impresse. Si è trattato quindi di eseguire Prove di tipo dinamico e statico

Per gli 11 test di tipo statico sono stati utilizzati 56 camion da 46 tonnellate e “4 carrelloni speciali” per le prove sulla rampa di innesto con l’autostrada A7.

La centralina impiegata per il collaudo statico del ponte, il T-Test K12, è una unità di acquisizione dati a 16 canali complessivi, portatile, da integrare con un notebook per l’acquisizione, la visualizzazione e la registrazione in tempo reale di dati provenienti da prove sorvegliate eseguite in campo con sensori di spostamento e di pressione o carico.

Nel caso del collaudo del ponte, si è trattato di un’applicazione particolare ed unica perché è stata creata una vera e propria rete wireless di acquisitori che contemporaneamente e in tempo quasi-reale hanno inviato i dati dei 30 sensori ad un Pc collettore, collegato ai monitor nella Sala Controllo. I grafici costruiti in automatico dal software a corredo dei T-Test venivano sorvegliati e controllati dai tecnici ed i responsabili di Anas.

T-Test, le caratteristiche tecniche  

Il T-Test è una centralina impiegata nelle prove di carico su elementi strutturali come solai,  pali, travi ed impalcati, per l’esecuzione di prove con i martinetti piatti, di prove emungimento, prove di estrazione controllata. È molto versatile: ha infatti la possibilità di collegare 12 misuratori di spostamento (o di deformazione o di inclinazione o di pressione, ecc.) e, come dicevamo, la possibilità di connettersi ad un computer per mezzo di un cavo USB  o di dispositivo wireless per il trasferimento dei dati e la visualizzazione delle misure.

Inoltre, due canali sono riservati a celle di carico (qualora si utilizzi anche un sistema meccanico o motorizzato di applicazione del carico), trasduttori di pressione e  sensori di temperatura ambientale. 

La centralina è dotata di una batteria interna, ricaricabile a 6V, che le consente di avere una autonomia che normalmente copre il periodo di esecuzione di una prova di carico, ma, cosa che ha costituito un punto di forza nel caso del collaudo del ponte, per il quale la prova di carico è durata tre giorni, ha anche la possibilità di connettersi ad un alimentatore esterno, permettendole di eseguire la prova senza interruzioni.

L’acquisizione di ogni singola centralina è simultanea per tutti i sensori collegati e i dati letti vengono visualizzati in tempo reale in diagrammi Spostamenti/Carico in funzione del tempo con memorizzazione su file per successive elaborazioni.

È possibile anche effettuare una programmazione della cadenza di memorizzazione, da un minimo di 1 secondo ad un massimo di 60, ed avere quindi la possibilità di effettuare delle letture molto ravvicinate, con aggiornamento continuo del grafico, fondamentale nel corso di una prova di carico.

L’impostazione di una finestra temporale del grafico, con auto scroll, ne consente anche la personalizzazione. La routine Software K12 permette di customizzare i grafici quando sono presenti più centraline ed anche in caso di esigenze particolari.

Il T-Test wireless 

Nel caso del ponte di Genova San Giorgio, la prova di carico si è sviluppata su tutta la lunghezza della struttura, il cui impalcato in acciaio è costituito da una travata continua di 1067 metri con 18 pile in cemento armato e 19 campate.

Data l’estensione delle aree da monitorare e la necessità di spostare le sezioni di prova per coprire la lunghezza del ponte, occorreva un acquisitore portatile che avesse anche la possibilità di collegamento di un elevato numero di sensori. 

Il T-test fornito dalla Boviar, possedendo entrambi i requisiti, si è rivelato lo strumento più idoneo per l’esecuzione della prova. Inoltre, dettaglio fondamentale che ha rappresentato un ulteriore punto di forza per le unità Boviar, per l’applicazione in questione veniva richiesto un sistema che fosse in grado di coprire grandi distanze e superare, nella trasmissione del dato, gli elementi strutturali interposti tra le stazioni di rilevamento ed il sistema ricevente.

Proprio per questo il sistema è stato fornito in versione wireless, cosa che ha reso possibile la connessione alla “control room” del ponte in versione non cablata.

I moduli wireless inseriti nello strumento hanno consentito la creazione di una rete Mesh wireless con protocollo Digimesh, in grado di coprire le distanze in gioco, che, nel punto più lontano di esecuzione della prova, erano dell’ordine dei 900 metri, in quanto la sala di controllo per la gestione degli impianti e del sofisticato sistema del monitoraggio installato su ponte, è collocata in un fabbricato tecnologico vicino alla galleria Coronata. 

Il protocollo in questione, consentendo ad ogni centralina di funzionare sostanzialmente anche da ripetitore, consente di creare una struttura di rete in cui ogni unità funge da router e rende possibile la trasmissione del dato anche in presenza di ostacoli, dovuti alla complessità della struttura, interposti tra le unità di acquisizione e il sistema ricevente.

Configurazione che ha reso possibile il trasferimento dei dati di unità in unità e l‘invio degli stessi alla control room, nella quale erano presenti dei dispositivi che hanno consentito la connessione in tempo reale a tutte le macchine e l’acquisizione simultanea dei dati provenienti da tutti i sensori collegati alle diverse centraline installate. Quindi sia il sistema wireless che il software di elaborazione dati forniti sono stati customizzati per questa specifica applicazione.  

I sistemi sono stati utilizzati per rilevare le deformazioni degli appoggi posti fra le pile e l’impalcato del ponte (a travata continua). 

I sensori forniti appartengono alla serie “TR”, ovvero sono trasduttori di spostamento potenziometrici, con corse da 0 a 50 mm ed ottima precisione, montati su appositi supporti che hanno consentito di alloggiare il sensore proprio sotto l’appoggio. I trasduttori di tipo potenziometrico della serie “TR” sono forniti di tastatore, molle calibrate di ritorno, cavo di collegamento alla centralina e certificato di taratura.

Nel caso specifico, le misure rilevate hanno fornito informazioni sulla compressione ed il rilascio degli apparecchi d’appoggio per misurare la loro deformazione assiale-longitudinale. 

Il particolare alloggiamento delle unità T-Test, in assenza di rete elettrica, richiedeva che fossero portabili e garantissero un’autonomia superiore a quella di una normale prova di carico, dato che il collaudo del ponte si è protratto per un periodo più lungo di una prova standard. Questo è stato possibile con delle alimentazioni esterne plug&play facilmente installabili sulle unità fornite.

Una volta installate le centraline, da remoto, è stato effettuato un controllo per la verifica della stabilità della connessione e della coerenza dei dati inviati alla control room rispetto all’installazione.  

A guidare le varie fasi di lettura topografica eseguite sul piano dell’impalcato  si è utilizzato IBIS-FS, un radar interferometrico da terra, che posizionato sotto le campate in prova, che segnalava in tempo reale la stabilizzazione del viadotto, ovvero la fine  delle deformazioni subite dai vari segmenti del ponte dopo aver imposto il carico con i vari camion. 

IBIS -FS è stato anche il prima strumento ad essere utilizzato dopo il collasso del ponte. Infatti il giorno dopo il drammatico evento, tecnici di Boviar erano sul posto per misurare i movimenti dei monconi del ponte che erano rimasti in piedi.

Reti Mesh wireless. Il protocollo Digimesh

Le reti Mesh rappresentano un potente modo per indirizzare i dati e si avvalgono di  diversi tipi di protocolli. Il protocollo Digimesh della DIGI, consente  di creare  delle  reti  Mesh  di tipo Peer to Peer (ovvero senza coordinatori) in cui la rete ha solo un tipo di nodo. In qualità di rete omogenea, tutti i nodi possono indirizzare i dati e essere interscambiabili.

Non vi sono relazioni “padre-figlio”. Tutto può essere configurato come dispositivi a bassa potenza o alimentati a batteria. Digimesh offre una serie di vantaggi, tra cui la configurazione di rete più semplice, una maggiore elasticità per espandere la rete e una migliore affidabilità negli ambienti in cui i router possono funzionare a fasi alterne per via dell’interferenza o del danno dei router in stand-by.

Consentire a un nodo di andare in stand-by riduce il consumo di energia, cosa particolarmente utile per quei nodi che sono alimentati a batteria. Digimesh consente inoltre di creare reti mesh più robuste (nessuna dipendenza genitore-figlio) con velocità pari a 900 MHz (fino a 156 Kbps). 

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