Verso una città sostenibile, sensori distribuiti in fibra ottica per il monitoraggio acustico e strutturale

Sensori per il monitoraggio acustico e strutturale. Sarà presentato a Futuro Remoto l’ultimo nato al Dipartimento di Ingegneria della Vanvitelli, un sensore ottico applicabile in ambito geotermico, stradale, ferroviario, aerospaziale, e persino utilizzabile nel monitoraggio acustico di perdite nelle condotte. I sensori distribuiti in fibra ottica (DOFS) sono tra le tecnologie più efficaci disponibili per il monitoraggio continuo delle strutture. Convenzionalmente, i DOFS utilizzano la diffusione della luce all'interno di una fibra ottica. I tre principali meccanismi di diffusione sono lo scattering Rayleigh, lo scattering Brillouin e lo scattering Raman.

La proposta presentata a Futuro Remoto riguarda lo sviluppo di sensori distribuiti basati su scattering Brillouin, scattering Rayleigh, e sensori ibridi, in grado di monitorare la salute strutturale mediante misure di tipo statico ad alta risoluzione spaziale, e misure di tipo dinamico/acustico con elevata frequenza di acquisizione ed elevata sensibilità.

I sensori distribuiti basati sullo scattering di Brillouin, invece, sono in grado di misurare la temperatura e la deformazione con risoluzione spaziale molto elevata (anche di pochi mm) e per distanze di misura anche di svariati km. Pertanto, essi sono particolarmente efficaci nel monitoraggio di grandi strutture.

I sensori distribuiti in fibra ottica basati sullo scattering di Rayleigh, noti anche come sensori acustici distribuiti (DAS), sono particolarmente adatti al monitoraggio sismico, nonché al monitoraggio stradale e ferroviario. In questo ambito, il sensore è in grado di tracciare le posizioni del veicolo o del treno in tempo reale. A differenza dei sensori basati su scattering Brillouin, i sistemi DAS non richiedono alcun contatto fisico tra la fibra ottica e la struttura monitorata. Nel caso del monitoraggio del traffico ferroviario, il cavo in fibra ottica può essere interrato in prossimità del binario, rilevando la vibrazione indotta dal passaggio del treno e trasmessa attraverso il suolo. Analogamente, nel monitoraggio del traffico stradale la fibra può essere dispiegata sotto il manto stradale, rilevando il passaggio dei veicoli attraverso le onde sismiche che si propagano nel terreno.

Le attività di ricerca oggetto della presente proposta hanno dato origine nel 2013 alla Optosensing srl, società di spinoff nata dalla collaborazione tra il Dipartimento di Ingegneria dell’Università Vanvitelli e la HPSystem.it, società già attiva da diversi anni nel campo del monitoraggio strutturale, geofisico, ambientale e marino.

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