Monitoraggio delle strutture e identificazione del danno mediante l'utilizzo di fibre ottiche distribuite di Rayleigh

The monitoring of structures, known by the acronym SHM (Structural Health Monitoring) is a science that deals with the monitoring of the health of structures. Ensuring the proper functioning of a structure not only has positive effects on security, but presents huge advantages also from the economic point of view. The possibility of extending the life of the structure over that provided in the design phase or ensuring the safe operation of the structure are just some of the reasons why the various sectors, from civil engineering, to mechanical and aerospace industries, invest time and resources in this field. The main objective of a monitoring system therefore appears to be the ability to localize and quantify damage or, in general, changes in the dynamic behaviour of a structure. The architecture of a monitoring system is very complex and includes data transmission systems, processing software and sensors for the detection of certain magnitudes. Moreover, the sensors are probably the most important part of the whole architecture. In this work we set ourselves the goal to adapt these measures made possible thanks to the optical fibres to the algorithms for the identification of the damage, already present in the literature. Particular attention was paid to the transmissibility function, from which they were derived different indexes detection of damage. Although the road ahead is still long, the ability to use strain as input to the transmissibility function, measures (distributed) strain seems to have opened up a new and interesting door, that could make the location of the damage much more accurate and precise.

Il monitoraggio delle strutture, conosciuto con l’acronimo inglese di SHM (Structural Health Monitoring) è una scienza che si occupa del monitoraggio delle stato di salute delle strutture. Garantire il corretto funzionamento di una struttura non ha solo effetti positivi sulla sicurezza, ma presenta enormi vantaggi anche dal punto di vista economico. La possibilità di prolungare la vita oltre quella prevista in fase di progetto, garantire il funzionamento in sicurezza della struttura rappresentano solo alcuni dei motivi che hanno spinto diversi settori, dall’ingegneria civile, a quella meccanica ed aerospaziale, ad investire tempo e risorse in questa scienza. Il principale obiettivo di un sistema di monitoraggio risulta essere, quindi, la capacità di localizzare e quantificare danni o, in generale, cambiamenti nel comportamento dinamico di una struttura. L’architettura di un sistema di monitoraggio è molto complessa e comprende sistemi di trasmissione dati, software di elaborazione e sensori per il rilevamento di determinate grandezze. E proprio i sensori rappresentano probabilmente la parte più importante dell’intera architettura. In questo lavoro ci si è posti come obiettivo quello di adattare le misure rese possibili grazie alle fibre ottiche agli algoritmi per l’identificazione del danno, già presenti in letteratura. Particolare attenzione è stata posta nella funzione di trasmissibilità, da cui sono stati ricavati diversi indici di rilevamento del danno. Anche se la strada da percorrere è ancora lunga, la possibilità di utilizzare come input, per la funzione di trasmissibilità, misure (distribuite) di deformazione sembra aver aperto nuove e interessanti porte, che potrebbero rendere la localizzazione del danno molto più accurata e precisa.