GNGTS 2019 - Atti del 38° Convegno Nazionale

520 GNGTS 2019 S essione 2.3 acquisizione e trasmissione dati ha posto le basi per una larga diffusione di tali sistemi, che hanno ampi margini di integrazione con i sistemi SCADA in uso in numerosi impianti di processo (Kim et al. , 2015). Un sensore è un dispositivo che converte una grandezza fisica o meccanica in una grandezza elettrica. Per danno si intende, invece, un qualunque cambiamento - intenzionalmente indotto o meno - delle proprietà geometriche e meccaniche di una struttura, incluse le variazioni delle condizioni di vincolo e delle connessioni, che influenza negativamente le prestazioni presenti e future della struttura stessa. Ne consegue che il danno può essere “misurato” solo indirettamente, attraverso l’elaborazione delle misure di altre grandezze fisiche e meccaniche e l’estrazione di opportuni indici di danno (Farrar et al. , 2001). Un algoritmo di identificazione del danno si configura, dunque, come un sensore virtuale che consente l’osservazione di fenomeni di danno o degrado a carico dei componenti monitorati . I metodi di identificazione del danno possono essere di tipo globale, ossia basati sull’elaborazione della risposta complessiva (globale) della struttura monitorata, o di tipo locale, basati, cioè, sull’elaborazione di dati acquisiti con riferimento a porzioni più o meno limitate della struttura. La scelta tra le diverse metodologie dipende dalla risoluzione spaziale delle misure e, dunque, dalla numerosità dei sensori disponibili per il monitoraggio, nonché dalla tipologia di sensori impiegati e dall’intervallo di frequenze di interesse. Tra le tecniche di identificazione del danno di tipo globale sono qui considerate quelle basate sull’analisi delle variazioni dei parametri modali nel tempo. Un sistema di monitoraggio e sorveglianza, quindi, può rappresentare un efficace strumento di supporto sia per i tecnici impegnati nella manutenzione, sia per la gestione dell’emergenza incrementando la resilienza del sistema nel suo complesso. Per quanto riguarda il primo aspetto, la disponibilità di una base informativa di tipo strumentale, dunque oggettiva, sulle condizioni di salute di un serbatoio e, in particolare, circa la presenza e localizzazione del danno consente il passaggio dalla manutenzione programmata a quella proattiva. In altre parole, si passa da un approccio di tipo conservativo, in cui componenti critiche sono manutenute o sostituite a intervalli regolari indipendentemente dalle loro effettive condizioni, a un approccio alla manutenzione basato sulle effettive condizioni della struttura. Il sistema di monitoraggio provvede, infatti, a identificare il danno e invia l’allerta in modo da intraprendere le necessarie azioni correttive atte ad evitare che il danno progredisca fino a un livello critico. Nel presente contributo, viene brevemente esaminata la capacità delle tecniche di identificazione dinamica e di catene di misura ottimizzate per l’analisi modale operazionale (Rainieri e Fabbrocino, 2014) di fornire stime accurate dei parametri modali di serbatoi metallici atmosferici a servizio di infrastrutture critiche e dunque validare la possibilità di identificare solamente attraverso l’uso di misure accelerometriche uno dei danni più tipici di tali componenti non strutturali: il danneggiamento dei vincoli di connessione alla struttura. L’attenzione nel seguito è focalizzata su un serbatoio verticale costituito da un cilindro in acciaio del diametro di 650 mm, altezza di 1540 ,m e 1 mm di spessore; trattasi di un componente assai tipico e comunemente impiegato che risulta vincolato alla struttura circostante attraverso tre supporti in acciaio dello spessore di 3 mm dislocati lungo la circonferenza del serbatoio, alcune informazioni sul serbatoio sono riportate in Fig. 1. Sono state eseguite prove di identificazione dinamica output-only considerando differenti condizioni di vincolo e per ciascuna n. 5 diversi livelli di riempimento (0%, 25%, 50%, 75%, 90% e 100%). In una prima configurazione di vincolo il serbatoio è stato considerato privo di danneggiamento alle connessioni ed è stato fissato al suolo in corrispondenza di ciascun supporto mediante viti del diametro di 6 mm,. Una seconda configurazione è stata considerata per valutare l’influenza dei parametri dinamici del serbatoio simulando un tipico stato di danneggiamento delle connessioni. Infatti, come emerso dalla casistica di danni di serbatoi all’interno di strutture ospedaliere (Gargaro, 2017), questi subiscono lo sfilamento delle viti di serraggio che ne possono causare lo