È stato pubblicato su Procedia Structural Integrity lo studio “Long-Term Dynamic Monitoring for Structural Health Assessment of Bisantis Bridge”, dedicato al monitoraggio strutturale del Ponte Bisantis di Catanzaro.

La ricerca è stata realizzata da Donato Fiore, Stefania Candela e Francesco Mittiga di SOCOTEC Italia, insieme a Paolo De Lellis di Move Solutions, e presenta un approccio integrato allo Structural Health Monitoring (SHM) basato sulla combinazione di interferometria radar terrestre, monitoraggio accelerometrico e modellazione agli elementi finiti.

L’obiettivo dello studio è approfondire il comportamento dinamico della struttura nel tempo attraverso l’analisi delle frequenze naturali, delle forme modali e degli spostamenti registrati durante le normali condizioni di esercizio del ponte.

Monitoraggio strutturale del Ponte Bisantis: un sistema integrato

Il monitoraggio del Ponte Bisantis ha previsto l’integrazione di diverse tecnologie per ottenere una lettura completa del comportamento dinamico dell’infrastruttura.

Una prima fase di analisi è stata condotta mediante interferometria radar terrestre con sistema IBIS-FS, utilizzato per eseguire l’Operational Modal Analysis (OMA) e rilevare spostamenti dinamici di entità molto ridotta senza contatto diretto con la struttura.

I risultati ottenuti attraverso l’interferometria hanno permesso di identificare le principali frequenze di vibrazione e di supportare il posizionamento ottimale di 12 accelerometri triassiali wireless sincronizzati, successivamente utilizzati per monitorare accelerazioni, frequenze naturali e forme modali del ponte nel tempo.

Dal monitoraggio strutturale alla modellazione FEM

Parallelamente alle attività di monitoraggio è stato sviluppato un modello agli elementi finiti della struttura, con l’obiettivo di confrontare il comportamento teorico del ponte con i dati rilevati sperimentalmente.

Nello studio sono state analizzate diverse configurazioni del modello FEM, considerando sia il solo arco principale sia il sistema completo costituito da arco, impalcato e pile.

Il confronto tra modellazione numerica, interferometria radar e dati accelerometrici ha consentito di approfondire il comportamento dinamico del Ponte Bisantis e di distinguere i principali modi globali da quelli maggiormente legati ai singoli elementi della struttura.

Le frequenze naturali più significative associate ai modi globali sono state individuate prevalentemente nell’intervallo compreso tra 1 e 5 Hz, mentre alcuni modi locali presentano frequenze superiori a 10 Hz.

Come varia nel tempo il comportamento dinamico del Ponte Bisantis

Uno degli aspetti più rilevanti emersi dallo studio riguarda la variazione nel tempo delle frequenze naturali della struttura.

I dati acquisiti hanno evidenziato variazioni dell’ordine di circa ±6–8% rispetto ai valori medi, riconducibili principalmente agli effetti della temperatura, delle condizioni ambientali e del traffico veicolare.

Conoscere questa variabilità fisiologica è fondamentale per interpretare correttamente i dati di monitoraggio e distinguere le normali oscillazioni del comportamento strutturale da possibili condizioni anomale.

Nello studio, scostamenti superiori al 10% rispetto alle frequenze di riferimento vengono proposti come possibile indicatore da approfondire nell’ambito della valutazione dello stato della struttura.

Structural Health Monitoring per ponti e infrastrutture

I risultati ottenuti sul Ponte Bisantis mostrano l’efficacia di un approccio integrato allo Structural Health Monitoring, basato sulla combinazione di differenti tecnologie di misura e strumenti di interpretazione del comportamento strutturale.

L’interferometria radar ha fornito risultati coerenti con quelli ottenuti attraverso il monitoraggio accelerometrico, confermandosi uno strumento efficace per una rapida caratterizzazione dinamica preliminare dell’infrastruttura.

Il monitoraggio con accelerometri consente invece di seguire nel tempo l’evoluzione delle frequenze e delle forme modali, mentre la modellazione FEM supporta l’interpretazione dei dati sperimentali all’interno di una rappresentazione più completa del comportamento della struttura.

L’integrazione tra interferometria radar, sensoristica accelerometrica e modellazione numerica costituisce quindi una metodologia replicabile per la valutazione a lungo termine di ponti e altre infrastrutture, contribuendo a migliorarne la conoscenza e a supportare le attività di controllo e monitoraggio.