Wireless Accelerometer Architecture for Bridge SHM: From Sensor Design to System Deployment

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Il presente lavoro introduce un framework per l'esecuzione dell'Analisi Modale Operativa (OMA) nell'ambito dello Structural Health Monitoring (SHM), presentando lo sviluppo e la validazione di una rete di sensori wireless (WSN) a basso consumo e alimentazione solare, progettata specificamente per le strutture da ponte. Il sistema integra accelerometri e sensori di temperatura per la valutazione dinamica strutturale, interconnessi attraverso il protocollo di messaggistica MQTT (Message Queuing Telemetry Transport), caratterizzato da un'elevata efficienza energetica. L'articolo approfondisce i dettagli relativi alla selezione dei sensori, alla loro calibrazione e ai criteri di progettazione necessari per affrontare le sfide tecniche poste dall’infrastruttura. Particolare attenzione è rivolta al sincronismo dei sensori e all'alimentazione tramite pannelli solari, che consente periodi di installazione prolungati senza la necessità di frequenti interventi di manutenzione o sostituzione delle batterie. Per validare il sistema proposto, è stata condotta una campagna di monitoraggio completa su un ponte reale. I dati raccolti, trasmessi tramite messaggi MQTT, sono stati analizzati mediante tecniche OMA. Studi comparativi con i tradizionali sistemi cablati evidenziano i vantaggi della soluzione wireless alimentata a energia solare in termini di sostenibilità, scalabilità e facilità di posa in opera. I risultati della fase di validazione dimostrano la capacità del sistema di fornire dati accurati e in tempo reale, necessari per valutare lo stato di salute dell'opera monitorata. Il lavoro si conclude con una riflessione sulle implicazioni pratiche dell'adozione di tali reti WSN, sottolineando il loro potenziale nel rivoluzionare il monitoraggio dei ponti attraverso una soluzione economica ed efficiente per la resilienza a lungo termine delle infrastrutture.