Riassunto analitico
Le strutture nell’arco della loro vita vengono costantemente sottoposte a diverse azioni che ne possono provocare un progressivo degrado ed indebolimento dei materiali, fino a causare una notevole perdita della sicurezza strutturale rendendole così pericolose per chi le utilizza.
Questi agenti esterni possono essere di causa antropica come il traffico, ma anche di causa naturale come l’azione del vento, l’azione sismica o il moto ondoso per le sottostrutture di ponti.
Per valutare lo stato di salute della struttura vengono fatte periodicamente delle campagne di monitoraggio, durante le quali vengono misurate delle grandezze relative alla stessa, quali spostamenti, accelerazioni, frequenze di oscillazione, tilt. Queste grandezze danno un’idea del suo stato di salute e se vi siano variazioni significative in un determinato lasso di tempo che possano comportare una perdita di funzionalità strutturale. In inglese questa pratica prende il nome di “structural health monitoring” o “SHM”.
Per compiere un monitoraggio strutturale ci si può avvalere di diversi strumenti e tecniche, dipendenti dalla grandezza che si vuole misurare, dalla precisione e dall’accuratezza necessari. Ogni campagna di monitoraggio necessita quindi di un progetto specifico.
Le tradizionali tecniche SHM hanno mostrato come i tempi e i costi di installazione e la possibilità che la struttura sia difficilmente accessibile risultino criticità per la valutazione dello stato di salute delle infrastrutture su larga scala e già da diversi decenni, si è iniziato a studiare le tecniche di “vision based displacement monitoring” o “VDM”. Queste tecniche consentono non solo la determinazione degli spostamenti di una determinata struttura, ma anche l’osservazione delle oscillazioni e i modi di vibrare, attraverso l’acquisiszione di video della truttura in stato di vibrazioni ambientali e indotte. L’analisi del video, ovvero la comparazione di diversi frame all’interno dello stesso porta alla determinazione di misure di spostamento, che da pixel possono essere opportunamente convertite in millimetri. Molto spesso questa tecnica viene affiancata all’uso di mire per una maggiore identificazione dei punti di controllo e un rispettivo aumento dell’accuratezza.
I vantaggi di questa tecnica sono molteplici; rispetto al passato c’è stato un avanzamento importante della tecnologia per quanto riguarda le camere digitali che ha portato un aumento della risoluzione, il che consente di identificare con più accuratezza la posizione di un punto appartenente ad un’immagine. Vi è stato inoltre un drastico calo dei costi, che rende possibile l’acquisto di materiale idoneo a questo tipo di usi a fronte di una minima spesa, rapportata a quello che è il costo di altre attrezzature per lo stesso tipo di monitoraggio. A questi due pro si aggiunge il fatto che con la tecnica VDM ed un algoritmo appropriato è possibile compiere un monitoraggio ad alta frequenza, grazie all’elevato numero di fotogrammi che possono essere processati con brevi tempistiche. Infine, a livello di installazione, questo genere di tecnica non necessita di interazione con la struttura, anche se per identificare univocamente dei punti di controllo è possibile montare su di essa dei target.
In questo studio si cercherà di introdurre le varie tecniche allo stato dell' arte mostrando le principali differenze, inoltre cercheremo di sviluppare attraverso, una tecnica dell'optical flow, un codice capace di analizzare gli spostamenti e le frequenze di di oscillazione della struttura studiata
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