I sensori IoT monitorano la salute del Sydney Harbour Bridge

Il Sydney Harbour Bridge, in Australia, è stato inaugurato nel 1932, ma la sua costruzione era iniziata 9 anni prima, il che significa che alcune parti della struttura hanno più di 95 anni. È il ponte ad arco in acciaio più alto del mondo, con i suoi 134 metri di altezza, e il sesto ponte a campata unica più lungo, con i suoi 1.149 metri. Il suo utilizzo e il suo carico sono aumentati in modo massiccio nel corso degli anni. Nel 1932 vi transitavano in media 10.900 veicoli al giorno, rispetto ai 160.000 di oggi.

L’acciaio, nonostante sia la lega più utilizzata per le strutture civili, è quella che subisce i danni maggiori. L’opera d’acciaio pesa 52.800 tonnellate e ha una superficie di 485.000 metri quadrati, l’equivalente di 60 campi da calcio. Il ponte contiene anche 6 milioni di rivetti azionati a mano che devono essere attentamente monitorati perché rischiano di far ristagnare l’acqua e di farla infiltrare nella struttura. Inoltre, la sommità dell’arco può alzarsi e abbassarsi fino a 18 cm ed espandersi e contrarsi di 42 cm a causa delle variazioni di temperatura e dell’ambiente circostante.

Costi e rischi delle ispezioni visive

L’ispezione del ponte alla ricerca di segni di stress, corrosione, ruggine o crepe, richiede personale altamente qualificato e un budget significativo. Senza tralasciare l’importante aspetto della sicurezza. Gli operai hanno dovuto regolarmente arrampicarsi sui piloni per effettuare ispezioni visive, utilizzare i pick-up per i punti di difficile accesso e calarsi lungo i lati con le corde per esaminare la parte inferiore del ponte, il tutto stando sospesi a 50 metri d’altezza. Inoltre, nell’arco ci sono oltre 7 chilometri di piccoli tunnel in cui gli operai sono dovuti entrare con grande rischio per la sicurezza, fino a quando non è stato sviluppato un nuovo robot arrampicatore in grado di percorrere i complessi passaggi e di trasmettere i video alle sale di controllo.

L’introduzione di 2.400 sensori IoT

La tecnologia IoT viene ora sfruttata per affrontare alcune di queste sfide. Il team Data61 del CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) ha sviluppato una soluzione di monitoraggio della salute strutturale e finora ha distribuito circa 2.400 sensori intelligenti industriali sul ponte per acquisire e trasmettere i dati sulle vibrazioni.

È l’impalcato di un ponte a lavorare più duramente e a essere più vulnerabile ai danni, in particolare i ponti più vecchi che devono far fronte a volumi di traffico maggiori e a carichi più pesanti. Il nuovo sistema misura le vibrazioni del ponte in vari punti ed esegue un controllo su queste tracce, perché quando si verifica un cambiamento fisico nella struttura, come un difetto o una crepa, la traccia delle vibrazioni sarà diversa.

Gli addetti alla manutenzione del Sydney Harbour Bridge possono ora tenere sotto controllo la struttura tramite questi sensori 24 ore su 24, 7 giorni su 7, utilizzando un’interfaccia sul web. Quando la traccia delle vibrazioni non rientra nei limiti normali, vengono generati automaticamente degli avvisi e inviati via e-mail e SMS. Ulteriori vantaggi sono la possibilità di avere una migliore percezione di ciò che accade all’interno della struttura e di essere avvisati dei problemi prima che si manifestino, a differenza delle ispezioni visive che possono vedere solo ciò che accade all’esterno. Il nuovo sistema contribuirà inoltre a ridurre i costi di manutenzione, a migliorare la sicurezza dei lavoratori e quella pubblica.

Futuro e potenziale della tecnologia IoT

Si prevede che il sistema diventerà più intelligente nel tempo grazie all’integrazione di ulteriori sensori per monitorare diversi aspetti del comportamento del ponte e allo sviluppo di algoritmi che riconosceranno gli schemi nel tempo. Ad esempio, con il riscaldamento globale, gli ingegneri saranno in grado di studiare l’impatto che l’aumento della temperatura avrà sulle vibrazioni (attualmente sconosciute) nel corso del tempo – vibrazioni che influiscono sui giunti e sulle flessioni del ponte – in modo che gli ingegneri possano intervenire in modo appropriato e molto più tempestivo.

Il potenziale della tecnologia dei sensori intelligenti e dei sistemi in grado di sfruttarlo è notevole. Nei Paesi sviluppati, molti ponti si trovano nelle ultime fasi del loro ciclo di vita. Più della metà del milione di ponti europei ha apparentemente superato i 50 anni di vita. Anche in Australia circa il 70% dei ponti ha più di 50 anni. Sullo sfondo di questo invecchiamento dell’infrastruttura ci sono continue pressioni per consentire l’ingresso di veicoli più pesanti e l’aumento dei volumi di traffico. Forse un giorno le soluzioni di rilevamento automatizzato saranno obbligatorie per tutti i beni infrastrutturali che invecchiano, per estendere ulteriormente il ritorno sugli investimenti, l’uso sicuro e la durata di vita.

Questo progetto è un ottimo esempio di come i sensori LPWAN e la potenza del cloud e del mobile computing possano migliorare il modo in cui i proprietari e gli operatori gestiscono i loro beni in modo più completo, produttivo, economico e sicuro.

A cura di Elena Sabbatini