Panoramica del progetto

Il Chetwynd Bridge, una struttura in ghisa a tre arcate classificata di Grado II*, situata nello Staffordshire, in Inghilterra, è il più grande ponte in ghisa sopravvissuto prima del 1830 in Inghilterra e il secondo più grande al mondo. Data l'importanza storica e l'età del ponte, è stato avviato un dettagliato progetto di restauro per riparare la struttura in ferro e ripristinare la vernice in un modo che fosse in linea con la sua importanza storica. Una volta completate le riparazioni, è diventato necessario monitorare la salute strutturale del ponte, in particolare la sua reazione al traffico intenso che lo attraversa quotidianamente. L'obiettivo del progetto era inizialmente quello di monitorare continuamente un arco, con l'intenzione di estendere il monitoraggio a tutti e tre gli archi, garantendo una diagnosi precoce di eventuali deterioramenti o danni causati dal traffico.

Sistema di monitoraggio e sfide

Il monitoraggio della salute strutturale del ponte di Chetwynd ha presentato diverse sfide a causa del suo status storico e protetto. Il team di progetto ha dovuto rispettare rigide normative relative all'installazione dei sensori sul ponte.

• Posizionamento non invasivo del sensore: poiché il ponte è classificato come sito storico di Grado II*, non è stato possibile utilizzare bulloni o adesivi per fissare i sensori. Come soluzione, sono stati utilizzati magneti ad alta resistenza per fissare i sensori senza alterarne la struttura.

• Gestione dell'alimentazione: a causa della posizione e della mancanza di spazio per un sistema di pannelli solari off-grid, l'alimentazione del sistema rappresentava un'altra sfida. Il team ha utilizzato ingegnosamente l'illuminazione stradale a 24 V esistente per caricare un'unità di alimentazione di riserva, garantendo un monitoraggio ininterrotto.

• Rischio di alluvione: il fiume Tame, che scorre sotto il ponte, è soggetto a inondazioni. I sensori hanno dovuto essere posizionati con cura al di sopra dei livelli storici di alluvione per garantire la loro continua funzionalità in condizioni meteorologiche avverse.

• Considerazioni estetiche: per preservare l'aspetto storico del ponte, i sensori sono stati verniciati per adattarsi alla struttura esistente, permettendo loro di integrarsi e soddisfare l'approvazione normativa.

Sensori implementati

Il sistema di monitoraggio ha utilizzato una serie di sensori wireless avanzati di Move Solutions per acquisire un'ampia gamma di dati:

• 36 Accelerometri

• 9 sensori di spostamento dinamico (DDS)

• 15 inclinometri

• 2 gateway

I sensori sono stati posizionati strategicamente per monitorare il comportamento strutturale e le vibrazioni del ponte, garantendo la raccolta di dati in tempo reale sull'impatto del traffico quotidiano. Sono state installate anche tre telecamere per il monitoraggio visivo remoto.

Risultato

Dall'installazione all'inizio di settembre 2023, il sistema ha fornito un monitoraggio continuo e in tempo reale del primo arco del ponte di Chetwynd.

• Analisi della frequenza modale: nel febbraio 2024, sono stati analizzati sei mesi di dati dell'accelerometro per valutare il comportamento e le tendenze della salute strutturale del ponte. L'analisi ha aiutato a capire come il ponte ha risposto ai normali carichi di traffico e alle condizioni ambientali.

• Rilevamento del movimento del veicolo: i sensori hanno registrato immediatamente ogni veicolo che passava sul ponte. Con l'aiuto dei sensori di spostamento dinamico (DDS) e delle riprese video, il sistema ha identificato veicoli illegali in sovrappeso, che potrebbero potenzialmente danneggiare il ponte.

• Informazioni basate sui dati: sebbene non siano ancora stati rilevati nuovi danni, i dati hanno rivelato un quadro più dettagliato delle sollecitazioni strutturali sull'arco monitorato. Queste informazioni sono fondamentali per giustificare la necessità di un nuovo ponte per garantire la conservazione a lungo termine, poiché hanno evidenziato il graduale deterioramento nonostante l'assenza di danni visibili.

Questo caso di studio dimostra la capacità della tecnologia di monitoraggio wireless di Move Solutions di salvaguardare le infrastrutture critiche fornendo dati in tempo reale e informazioni fruibili, specialmente in strutture storicamente significative.