Caratterizzazione e validazione di un sistema di misura low-cost per il monitoraggio strutturale

Il presente lavoro di tesi si inserisce nell’ambito delle misure, con particolare applicazione allo Structural Health Monitoring (SHM) e si pone l'obiettivo di validare un sistema di misura low-cost, in alternativa alle tradizionali e onerose strumentazioni di laboratorio. Lo studio, propone un approccio multi-sensore, che affianca un sensore di natura commerciale, (accelerometro MEMS integrato in uno smartphone) per il tracciamento della cinematica globale, ad un trasduttore industriale (estensimetro a foglio resistivo) per l'analisi della dinamica locale. Le campagne sperimentali sono state condotte su un banco di prova costituito da una trave a sbalzo in acciaio ancorata tramite un incastro reale costituito da un morsetto. Sono stati eseguiti test in vibrazione libera mediante il rilascio di masse sospese e deflessioni iniziali imposte e prove di eccitazione impulsiva quantificate tramite l'utilizzo di un martello strumentato. I risultati elaborati, (tramite analisi nel dominio della frequenza e analisi nel dominio nel tempo), dimostrano che lo smartphone possiede una sensibilità tale da rilevare variazioni microscopiche della frequenza naturale, tracciando in modo chiaro il calo di frequenza indotto dall'effetto di Mass Loading. L'acquisizione ha inoltre rilevato complessi comportamenti non lineari (Hardening e Softnening) all'interfaccia del vincolo, causati da micro-scorrimenti e micro-compattazioni che sarebbero risultati invisibili affidandosi a un singolo punto di osservazione. In conclusione, la ricerca conferma l'affidabilità della sensoristica low-cost per l'identificazione strutturale e apre la strada a future applicazioni wireless per il monitoraggio delle infrastrutture e l'individuazione di difetti in connessione critiche.