Caratterizzazione dinamica e monitoraggio strutturale di un viadotto autostradale mediante l'analisi modale operativa (OMA)

Introduzione

Il viadotto Serra Cazzola fa parte dei 21 viadotti previsti nel progetto che si aggiungono alle tre gallerie artificiali ed è l’unica opera costituita da un unico impalcato. L'impalcato composito acciaio-calcestruzzo è costituito da due travi in acciaio con traverse composite a sbalzo che sostengono la soletta in calcestruzzo. Ha una lunghezza complessiva di 980 metri, campata centrale di 120 metri, larghezza di 26,50 metri e altezza massima di 70 metri. 

Anas S.p.A. è la società del Gruppo FS Italiane che si occupa di infrastrutture stradali. Gestisce la rete di strade statali e autostrade di interesse nazionale.

Dal 1992, Essebi opera prevalentemente nel settore dei servizi per l’ingegneria strutturale con una specifica competenza nell'implementazione di impianti di monitoraggio statico o dinamico, sia di strutture civili che di opere di architettura. L'azienda, inoltre, si occupa dello svolgimento di attività di diagnostica generale, su manufatti in calcestruzzo armato e precompresso, acciaio, muratura e legno con prove e strumentazione dedicata a carattere prevalentemente non distruttivo.  

Progetto Serra Cazzola - La storia

Tutto ha inizio nella primavera del 2021 con il primo contatto di Essebi con due imprese di costruzioni siciliane, SCS e IGC, legalmente costituite in Associazione Temporanea di Impresa (ATI). L'associazione di è aggiudicata un fondamentale contratto quadro con Anas S.p.A. per la costruzione di una serie di impianti di monitoraggio, principalmente sistemi dinamici, in due isole italiane: Sicilia e Sardegna.

Di conseguenza, Essebi ha firmato un contratto per la fornitura e l'installazione di una serie di impianti di monitoraggio dinamico nelle due isole italiane, uno a Serra Cazzola in provincia di Agrigento e l'altro vicino a Cagliari. Ci siamo concentrati sulla prima delle due, proponendo una soluzione diversa rispetto a quella convenzionale.

Ci siamo inseriti in un cambiamento nell'approccio filosofico al monitoraggio dell'architettura. Si stava affermando una soluzione innovativa, con tanti moduli accelerometrici in cascata con elettronica di bordo lungo l'impianto, a differenza della soluzione classica, con più trasduttori analogici collegati a sistemi di acquisizione multicanale.

Essebi ha contribuito fortemente, in stretto contatto con la direzione tecnica di Anas, ad analizzare la funzionalità e l'affidabilità di soluzioni simili già implementate.

Introducendo il nuovo e quasi sconosciuto E-g-meter, precursore dell'ormai ampiamente affermato IOLITE-3xMEMS, presentammo alcuni esempi: il ponte della Navetta a Parma, alcuni cavalcavia autostradali nel nord Italia, alcuni edifici postali a Cascia e Rieti e, soprattutto per illustrare la filosofia complessiva del sistema, il viadotto autostradale del Foro in Abruzzo.

Per farla breve, Anas era ormai a bordo e abbiamo firmato i contratti con l'ATI. Non restava che partire con la costruzione del primo impianto. Poi, un silenzio di tomba è sceso nel rapporto con l'ATI. Nei primi mesi dell'anno successivo, capimmo che era in atto un'interdittiva antimafia da parte della Prefettura di Palermo nei confronti di una delle due società dell'ATI.

L'Anas revocò inevitabilmente l'incarico, lasciando Essebi con un pugno di mosche. Il calvario è proseguito per tutto il 2022, in cui varie proposte, senza successo, con molte società o consorzi avrebbero dovuto sostituire il raggruppamento interdetto.

Verso la fine del 2022, il Consorzio SQM Stable Consortium espresse il suo interesse per entrare all'interno del contratto quadro con Anas per il monitoraggio di ponti e viadotti in Sicilia e Sardegna. E' nato subito un rapporto con ICC (Ingegneria Colombrita Costruzioni) ramo ingegneristico del Consorzio.

Le parti hanno firmato il nuovo contratto a giugno e, dopo alcuni ritardi, abbiamo iniziato l'installazione a ottobre e l'abbiamo completata a dicembre. Entro la fine del 2023 abbiamo eseguito i test di funzionalità elettrica, memorizzato alcuni lotti di dati ed eseguito alcune analisi modali, che hanno dato ottimi risultati.

Problemi legati alla sottostazione elettrica hanno fermato l'impianto per diversi mesi. Non appena tornerà l'alimentazione elettrica, sarà possibile attivare l'ultima parte del programma. Questa parte prevede di rendere utilizzabili i dati informatici di Edge secondo gli standard di interoperabilità previsti dall'Accordo quadro originale.

Dove si trova

Inserito all'interno dell'itinerario della strada statale SS640 di Porto Empedocle, il viadotto di Serra Cazzola, il più recente ponte ad alta quota d'Italia, è stato inaugurato nel 2014 in Sicilia.

La strada statale SS 640 attraversa il famoso sito archeologico “La Valle dei Templi”, recentemente riconosciuto dall'UNESCO come bene di interesse mondiale. La strada è stata ribattezzata “Strada degli Scrittori” in onore dell'itinerario che ripercorre i luoghi vissuti e amati dagli scrittori siciliani, come Luigi Pirandello, Leonardo Sciascia, Tomasi di Lampedusa e Andrea Camilleri, e quelli descritti nei loro romanzi.

Il viadotto è stato costruito in una significativa depressione orografica, che consente un facile attraversamento, ed è quindi soggetto a una consistente ventosità naturale per un notevole effetto Venturi. La sua lunghezza, prossima ai 1000 m, e l'altezza massima dal fondovalle, che nella parte centrale raggiunge i 70 m, hanno richiesto una particolare attenzione sia nella soluzione strutturale che nelle tecniche costruttive.

La notevole altezza delle pile, in particolare, ha richiesto la ricerca di una soluzione con grandi luci e un unico impalcato che contenesse le due corsie stradali per conferire alla struttura un carattere di unitarietà e leggerezza.

Il viadotto presenta uno sviluppo complessivo di 980 m, suddiviso in 12 campate a luce variabile. Le campate hanno infatti una scansione a luci crescenti con l’altezza da fondovalle, che varia fra 55 e 120 m, in modo da conseguire maggiore trasparenza e favorire un più armonioso inserimento dell’opera nel contesto ambientale. Le dimensioni delle singole campate sono invece condizionate dalla tecnica costruttiva utilizzata.

La struttura del viadotto

Lo schema statico adottato per i viadotti in acciaio con riferimento ai carichi verticali è quello di una trave continua su più appoggi; le azioni trasversali vengono trasferite alle spalle e alle pile mediante apparecchi d’appoggio in acciaio - teflon unidirezionali, mentre le azioni orizzontali longitudinali vengono assorbite e trasferite sulle spalle tramite due sistemi di vincolo differenti: su una spalla è prevista una coppia di apparecchi di appoggio fisso ed unidirezionale trasversale, mentre sull’altra una coppia di dispositivi di vincolo dinamico a comportamento elastico (“spalla mobile”).

Ha dodici campate di lunghezza parziale, 55 m, 70 m, 3x90 m, 120 m, 3x90 m, 2x70 m e 55 m, per una lunghezza totale di 980 m.

La larghezza complessiva dell'impalcato, pari a 26,50 m, è costituita da due carreggiate stradali di 10,50 m - ciascuna suddivisa in due corsie di 3,75 m e due spalle rispettivamente di 1,75 e 1,25 m - e da due marciapiedi laterali di 1,50 m e 2,50 m dell'isola di traffico centrale.

L'impalcato ha una sezione composita acciaio-calcestruzzo e comprende due travi metalliche a doppio T poste a una distanza di 12,50 m e traverse a doppio T extra-dosate e sporgenti a un intervallo di circa 4 m. Su di esse poggia una soletta in cemento armato dello spessore di 25 cm. La carpenteria metallica è interamente saldata e verniciata.

Per i viadotti a struttura composta acciaio – calcestruzzo, la sezione corrente dell’impalcato è costituita da due travi in acciaio a doppio T di altezza costante pari a 2,60 m poste ad interasse di 6,50 m, collegate da traversi ad anima piena disposti con interasse di 7 m circa a metà altezza delle travi e dalla soletta in calcestruzzo armato solidarizzata alle travi tramite connettori tipo Nelson. Gli sbalzi laterali hanno lunghezza 3,50 m. Per il Viadotto Serra Cazzola, invece, è stata prevista la tipologia a sezione variabile. La soletta in calcestruzzo armato ha uno spessore variabile da 27 cm in mezzeria a 37 cm in corrispondenza delle piattabande delle travi, fino ad uno spessore minimo pari a 15 cm in corrispondenza dell’estremità degli sbalzi.

La Figura 3 mostra le sezioni trasversali degli elementi strutturali essenziali e come la sezione dell'impalcato varia con l'ascissa longitudinale per costituire segmenti parabolici con resistenza variabile e un momento massimo corrispondente agli appoggi

Le due travi longitudinali hanno un'altezza costante di 2,90 m sulle campate esterne di 55 e 70 m e variabile con legge parabolica sulle campate di 90 m e quella centrale di 120 m. L'altezza della campata centrale varia da 3,00 m (L/40) al centro a 5,50 m (L/22) sugli appoggi.

Le altezze delle traverse attuali variano da 1,60 a 1,79 m nella parte centrale e da 0,40 a 1,60 m nella parte a sbalzo. Per garantire la stabilità della struttura, le traverse delle campate principali, per un tratto di circa 25 m attraverso gli appoggi, hanno un'altezza aumentata di circa 60 cm rispetto alla sezione attuale.

In corrispondenza degli appoggi, le traverse e i montanti trasferiscono le azioni orizzontali del vento o del terremoto agli appoggi e, quindi, alle sottostrutture. I montanti dei pilastri sono realizzati con piastre 3+3 disposte simmetricamente rispetto all'anima a un interasse di 0,40 m per garantire il corretto trasferimento delle reazioni vincolari all'impalcato, anche nelle escursioni termiche longitudinali. Le travi sono irrigidite alle traverse da puntoni a T saldati alle anime e alle flange delle travi.

Le pile hanno un'altezza variabile da 13 a 58 m. Sono a sezione cava, variabile linearmente in direzione trasversale. Gli ingegneri hanno prestato particolare attenzione alla definizione della forma dei piloni a causa delle notevoli dimensioni necessarie per la tipologia dell'impalcato.

Le spalle hanno una sezione a C e sono sede di vincoli sismici. Nella spalla S1, che regge gli appoggi fissi, gli ingegneri hanno posizionato quattro dispositivi di ritenuta elastica a doppio effetto da 4000 KN. Nella spalla S2, con gli appoggi scorrevoli, quattro dispositivi elastici a doppio effetto da 4000 KN accoppiati a trasmettitori d'urto consentono deformazioni “lente” dell'impalcato, ad esempio per ritiro o escursioni termiche, ma non movimenti “veloci” indotti dal terremoto.

I fermi sono collegati al muro da barre di acciaio fissate a due piastre di fronte al muro. Le fondazioni sono costituite da zattere su 40 pali Ø 1200 cm, profondi 20 m su S1 e 25 m su S2.

L'esigenza di monitorare

Gran parte delle infrastrutture italiane sono ormai vecchie, risalenti al periodo del boom economico sviluppatosi subito dopo la seconda guerra mondiale. Sono diverse le ragioni per cui è essenziale oggi l'attività di monitoraggio:

• implementazione inadeguata dei programmi di manutenzione

• attività sismica significativa nel territorio italiano

• crolli improvvisi e catastrofici di viadotti

Questo ha spinto hanno recentemente spinto molti gestori di infrastrutture a intraprendere la strada delle ispezioni preventive, dei controlli e del monitoraggio.

Come responsabile nazionale delle strade statali, Anas si è mossa in anticipo rispetto al ben più esteso programma “Mille Ponti”, promulgando contratti quadro con molte imprese di costruzione. Oltre ai lavori di manutenzione, come aspetto migliorativo, questi dovevano includere la creazione di sistemi di monitoraggio dei ponti per valutarne il comportamento dinamico e, di conseguenza, lo stato e il livello di conservazione.

Uno di questi progetti è l'“Accordo quadro per la fornitura e l'installazione di strumentazione per il monitoraggio strutturale di opere d'arte per le regioni Sicilia e Sardegna”. In questo caso, il viadotto Serra Cazzola è un elemento di spicco della SS 640 da Agrigento a Caltanissetta.

Installazione del sistema di monitoraggio

ICC ha installato l'impianto di monitoraggio all'inizio di ottobre 2023 per conto di Anas, sotto la supervisione di Essebi. L'intervento è durato fino all'inizio di dicembre.

Abbiamo installato i pannelli tra il guard rail e la ringhiera di protezione esterna, sul lato rivolto verso Agrigento. Questi pannelli corrispondono ai sei PC utilizzati per gestire i sei rami del sistema.

Abbiamo posizionato tutti i trasduttori di accelerazione e temperatura all'intradosso, interessando tutte le campate, utilizzando un by-bridge. Un by-bridge è un particolare tipo di piattaforma aerea adatta a interventi sotto i ponti, con il braccio “negativo” che scavalca il ponte dall'alto verso il basso.

L'operazione di by-bridge dall'alto ha comportato una parziale interruzione della circolazione sovrastante, e il traffico si è alternato su un'unica corsia, inizialmente a destra e successivamente a sinistra, per tutta la durata delle attività.

Abbiamo installato 85 degli 89 moduli accelerometrici e ne abbiamo tenuti quattro come ricambi per eventuali interventi di sostituzione durante il servizio. La maggior parte di essi, 71 per la precisione, sono IOLITE 3xMEMS con scarsa protezione dagli agenti esterni e che quindi richiedono l'uso di scatole metalliche di protezione; dieci sono IOLITE 3xMEMS di tipo impermeabile e i restanti quattro sono vecchi E-g-meters, che necessitano anch'essi di una scatola di protezione. I quattro rimasti come ricambio sono quelli impermeabili di ultima generazione.

Abbiamo inoltre posizionato dodici sensori di temperatura - microchip Analog Devices - lungo le varie campate e segnalato, a coppie da due a sei MonoDAQ UX, ciascuno installato sui sei pannelli ad incastro dell'impianto. Per quanto possibile, abbiamo protetto tutti i cavi di alimentazione Ethernet e PoE in tutto l'impianto con tubi corrugati.

Il punto critico del sistema rimane la sua esposizione ai fenomeni di fulminazione. La posizione, la natura e la tipologia della struttura giocano certamente un ruolo negativo. L'unico intervento di mitigazione è stato quello di prevedere scaricatori di sovratensione e relè all'interno dei sei quadri elettrici.

La catena di misurazione

Per ciascuna delle sei diramazioni locali che compongono il sistema di monitoraggio, una media di 14 moduli accelerometrici - solo uno ne ha 15 - si collegano in cascata con una rete Ethernet su un cavo LAN a partire dal PC di riferimento in una configurazione in-out. Oltre al PoE (Power over Ethernet) all'interno del pannello, un altro si trova subito dopo il modulo oltre il settimo.

Per misurare le accelerazioni, utilizziamo moduli accelerometrici IOLITE 3xMEMS nelle configurazioni che si sono succedute in questi tre anni, come dettagliato sopra.

IOLITE 3xMEMS è un modulo accelerometrico con un trasduttore effettivo su tre assi. È affetto da un rumore spettrale che nel caso peggiore - l'asse z relativo alla sua posizione - non supera i 25 µg/Hz.

Consideriamo IOLITE 3xMEMS un modulo perché contiene tutta l'elettronica necessaria per amplificare, digitalizzare e sincronizzare il segnale ed è dotato di un elemento di misura sensibile. In breve, è uno strumento condizionato in grado di trasmettere un segnale digitalizzato e sincrono su una rete LAN di tipo Ethernet.

Per ogni sottoimpianto sono presenti due trasduttori di temperatura. Questi comprendono un chip digitale a circuito integrato della Analog Devices (AD592CNZ con precisione pari a 0,5°C), fondamentale per standardizzare i risultati derivanti dalle caratterizzazioni dinamiche effettuate in diversi periodi dell'anno. I trasduttori si trovano in punti designati e sono collegati con cablaggi analogici ai sistemi di acquisizione MonoDAQ UX nei sei quadri elettrici.

Lista hardware e software

• 85 Dewesoft IOLITE 3xMEMS - accelerometro MEMS triassiale

• 6 MonoDAQ U-X modules - DAQ multifunzionale USB

• 12 trasduttori di temperatura

• 6 personal computers

• Simcenter Testlab - software aggiunto per l'Analisi Modale

Architettura del Sistema

Il sistema di monitoraggio include 85 accelerometri triassiali distribuiti nel seguente modo:

due accelerometri a terra per misurare il movimento del terreno in ingresso e i sistemi di acquisizione PGA MonoDAQ UX nei sei quadri elettrici

• due accelerometri a terra per misurare il movimento del terreno in ingresso e i sistemi di acquisizione PGA MonoDAQ UX nei sei quadri elettrici.

• undici sensori in posizione centrata sulla sommità di ogni pilone

• Ci sono 72 accelerometri (12x6) sull'anima delle due travi in acciaio dell'impalcato; si noti che ogni campata ha sei sensori rispettivamente a metà campata e a quarto di campata.

La Figura 11 raffigura il sottosistema n. 2, il suo riferimento a partire dalla direzione individuata da Agrigento e il quadro di comando corrispondente.

Le distanze tra i moduli accelerometrici sono costantemente inferiori a 40 m. I moduli non richiedono elementi hardware aggiuntivi per potenziare il segnale.

I sei PC, che controllano i sei sottosistemi, sono collegati con un cavo di rete per farli funzionare in modo sincrono. Il PC no. 3 funziona come master, UCL secondo la terminologia Anas - e, per questo motivo, ha un processore Intel Core i5. Gli altri cinque PC svolgono un ruolo di slave e hanno un processore Intel Celeron J900 meno potente.

Attualmente, gestiamo il sistema utilizzando router con schede SIM, che consentono la connessione remota per ciascuno di essi, ad esempio tramite AnyDesk o TeamViewer. Il PC master (UCL), tuttavia, è già collegato a un altro PC (Edge) e svolge molte più funzioni grazie ai numerosi processi che implementa. In seguito fungerà da unica interfaccia con il Manager (Anas) e da terminale remoto.

Sincronia

La sincronia delle acquisizioni accelerometriche è necessaria quando lo scopo del sistema di monitoraggio è l'esecuzione di analisi modali: occorre determinare le forme modali conseguenti con buone definizioni.

Per i singoli rami, l'utilizzo del protocollo EtherCAT tipico dell'architettura IOLITE con accelerometri MEMS in serie garantisce la sincronia entro pochi microsecondi. Tuttavia, questa sincronia cosiddetta “locale” è insufficiente, poiché il viadotto è costituito da uno schema di travi continue per tutta la sua lunghezza, con solo due giunti alle estremità: valutare il suo comportamento complessivo è fondamentale.

La sincronia tra i sei rami, che costituiscono i sei sottosistemi, non può essere trascurata e deve essere la migliore possibile, compatibile con le frequenze tipiche in gioco. Abbiamo basato questa sincronia “globale” sul protocollo Network Time Protocol (NTP), che ha garantito un miglioramento significativo a partire dalle versioni di Windows Server 16 e Windows 10.

In condizioni operative ragionevoli, il sistema raggiunge precisioni dell'ordine del millisecondo, o anche superiori, più che adeguate alle frequenze tipiche della struttura studiata. Come si è visto, queste assumono scarsa rilevanza per valori superiori a 3 Hz.

Vogliamo essere eccessivamente cauti, riferendoci alla sincronia di 5 ms. Si ritiene che l'errore massimo nell'angolo di fase per le frequenze massime relative al fenomeno non superi i 5,4°, valore che consideriamo più che accettabile.

Per completare quanto sopra, realizziamo le acquisizioni collocando un modulo di giunzione EtherCAT per la sincronizzazione GPS sulle sei reti locali tra il primo PoE e il primo modulo accelerometrico. In questo modo, abbiamo evitato di utilizzare la sincronizzazione NTP a livello di sistema globale e siamo ricorsi a un approccio più preciso e rigoroso. Finora i risultati, che certamente risentono di carenze operative, potrebbero essere più precisi.

Analisi modale operativa

È stata innanzitutto effettuata una prolungata attività di messa in servizio per verificare la funzionalità elettrica, in termini di corrette connessioni di tutti i trasduttori che compongono la catena di misura, e la funzionalità del software, utilizzando tutti gli strumenti disponibili nel DewesoftX.

Abbiamo effettuato questa verifica con il semplice controllo dei vari treni d'onda generati dal transito ed esaminando l'unità delle frequenze risultanti.

Pur non avendo a disposizione dati teorici per un naturale confronto, l'analisi dinamica sperimentale è stata considerata il mezzo di elezione per verificare la funzionalità a tutto tondo del sistema di monitoraggio implementato. Non essendo disponibile un modello teorico di confronto, i valori numerici di frequenza potrebbero essere più indicativi. Tuttavia, lo stesso non vale per le forme modali, che dimostrano la qualità dell'opera attraverso il loro aspetto e la loro morbidezza.

Data la difficoltà di eccitare il viadotto con forzature esterne armoniche e impulsive, abbiamo definito un riferimento per l'analisi modale operativa. Tali riferimenti, cioè di tipo solo in uscita, sono standard per le grandi strutture di ingegneria civile senza input disponibili, in cui gli spettri incrociati di potenza sostituiscono le classiche funzioni di trasferimento.

In particolare, è stato utilizzato l'algoritmo di estrazione Polymax, presente nel software Siemens Simcenter TestLab Operational Modal Analysis. Esso opera nel dominio della frequenza come versione poli-riferita del metodo Least-Squares Complex Frequency-domain (LSCF) sviluppato nel dominio del tempo.

In linea con la sua particolare forma snella e affusolata, il viadotto ha un comportamento decisamente morbido, vibrando a basse frequenze. Le più significative sono tutte inferiori a 3 Hz. Per tutti i modi, le percentuali di smorzamento sono basse, pari all'1%, come è normale che sia per una struttura metallica. Fanno eccezione il primo modo di flessione nel piano verticale (modo 2 nella tabella) e il primo modo di torsione (modo 3 nella tabella), per i quali il valore è pari a circa il 2,5%.

La tabella 1 mostra anche la collinearità modale di fase (MPC), una grandezza modale che misura la complessità di un vettore di forme di modo, e la deviazione media di fase (MPD), una media ponderata delle deviazioni di fase delle singole componenti di forma di modo dai parametri di fase medi: la prima alta e la seconda bassa, come dimostrano le forme reali.

Il diagramma dello spettro incrociato di potenza mostrato nella Figura 14, rappresentato in termini di diagramma di stabilizzazione, conferma i dati della tabella relativi alla concentrazione delle frequenze sui valori bassi.

Le figure 15, 16, 17 e 18 mostrano le prime quattro forme modali. Il primo modo intercettato a 0,63 Hz è quello flessionale con un andamento trasversale.

Il secondo è senza dubbio il più significativo e rappresenta il primo modo di flessione nel piano verticale.

Il terzo modo a 0,86 Hz è torsionale. La tendenza abituale è accentuata nella zona centrale e tende ad attenuarsi verso le spalle.

Il quarto modo a 0,89 Hz, con il suo classico andamento a curvatura inversa e flesso al centro della trave, rappresenta una seconda flessione trasversale.

Si noti come le prime quattro frequenze naturali del viadotto abbiano frequenze ben inferiori a 1 Hz e siano tutte comprese in un intervallo inferiore a 0,3 Hz.

A 1,15 Hz si trova il primo modo rigido longitudinale dell'impalcato, mentre a 1,56 Hz e 2,86 Hz si trovano un modo trasversale superiore e il secondo modo flessionale sul piano verticale.

L'analisi Modal Assurance Criterion (MAC) determina la somiglianza tra due forme di modo. Se si confronta una forma di modo con se stessa, il valore MAC dovrebbe essere pari a uno o al 100%. Il valore MAC tra due modi è essenzialmente il prodotto del punto normalizzato del vettore modale complesso, che include sia l'ampiezza che la fase in ogni nodo comune (cioè i punti). Questo valore MAC può anche essere considerato il quadrato della correlazione tra due vettori modali.

Idealmente, ogni modalità dovrebbe essere osservata in modo univoco e avere una forma diversa dalle altre. Pertanto, lungo la diagonale, ogni modo è identico a se stesso e, in teoria, i modi non auto-relazionati al di fuori della diagonale dovrebbero essere linearmente indipendenti e il loro MAC dovrebbe essere prossimo a zero - si veda la Figura 19. A sinistra, ci riferiamo ai primi 18 modi, tutti entro i 3,5 Hz, e a destra, ai primi sette, che consideriamo più significativi, come analizzato in precedenza nella tabella 1.

Conclusioni

La caratterizzazione dinamica del viadotto con OMA, grazie ai molteplici di punti di misura e alla vastità dei dati, stabilisce un elevato standard di monitoraggio strutturale. Nonostante le sfide, il progetto rappresenta una pietra miliare significativa, che segna l'intensa penetrazione di Dewesoft nel mercato dell'ingegneria civile e delle infrastrutture italiane.

Il sistema di monitoraggio del viadotto di Serra Cazzola è senza dubbio uno dei più grandi mai realizzati in termini di dimensioni e numero di trasduttori sincroni. Il sistema è finalizzato a un progetto di SHM nell'ambito di un vasto piano di controllo nazionale per ponti e viadotti. In questo caso, l'indagine OMA, consentendo un'adeguata caratterizzazione modale sperimentale, è da intendersi come un kick-off per molti altri futuri progetti di manutenzione per il controllo dei cosiddetti parametri dinamici sensibili.

Il sistema di monitoraggio è stato realizzato con tutte le caratteristiche necessarie per garantire durata e affidabilità di funzionamento. Per questo motivo, la soluzione modulare può aprirsi a futuri ampliamenti, miglioramenti e variazioni. Tra l'altro, la soluzione architettonica adottata, insieme alla particolare strumentazione selezionata, ha permesso di realizzare installazioni con un basso tasso di utilizzo di macchinari di sollevamento a un alto tasso di costo giornaliero - la movimentazione by-bridge.

E' una sfida garantire la sincronizzazione delle acquisizioni quando le dimensioni dell' opera diventano significative. Le modalità operative messe in atto per svolgere le attività sono peculiari e decisive, ma costituiscono un punto di partenza per soluzioni simili.

Il protocollo EtherCAT nei sei rami costitutivi garantisce la sincronia. In questo caso, abbiamo messo a confronto due approcci, uno in un certo senso innovativo e più raffinato basato sulle metodologie GPS, e l'altro più tradizionale basato sullo standard NTP, che, pur essendo sempre più performante, poteva dare adito a qualche dubbio.

Questo secondo metodo ha sorprendentemente fornito ottimi risultati, per le proprietà costitutive dell'opera in questione e alle conseguenti basse frequenze coinvolte. Allo stesso tempo, il primo, pur essendo intrinsecamente più performante, non è stato utilizzato al meglio a causa di difficoltà pratiche.