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Sensori magnetici ad alta tecnologia per lesioni nei pilastri

Un congegno dotato di un nastrino ferromagnetico, dello spessore di poche decine di milionesimo di metro, è in grado di riuscire a determinare le lesioni interne e controllare le microfratture superficiali presenti in edifici, ponti e diverse strutture di ingegneria civile.
Si tratta di un meccanismo in grado di controllare il livello di sicurezza di una struttura edilizia, attraverso la misura precisa delle deformazioni presenti o in atto.
Questi "sensori magnetoelastici" sono stati progettati dal team del Centro di ricerca e sviluppo "Coherentia" coordinato da Vincenzo Iannotti, del gruppo di Magnetismo dell'Istituto Nazionale di Fisica della Materia (Infm) di Napoli, Unità operativa del Cnr.
La sensibilità del dispositivo è in grado di rilevare le microdeformazioni nel materiale: il sensore viene "immerso" in un pilastro di sostegno ed è perfettamente coerente con il materiale che lo costituisce, cioè diventa un tutt'uno con il pilastro stesso.
In questo modo, si riesce a rilevare la presenza di minacce alla stabilità dei pilastri, e quindi alla sicurezza. I sensori lavorano sfruttando due proprietà fisiche: la magnetizzazione e la deformazione.
La captazione della presenza di danni avviene attraverso le variazioni che le deformazioni presenti nelle strutture portanti producono nello spettro delle frequenze di risonanza della struttura stessa.
Lo spettro della frequenza di risonanza di una struttura lesionata non corrisponde a quello previsto nel caso di un corretto funzionamento dell'edificio, ossia di una sua piena stabilità. A svelare il problema, quindi, è un insieme di vibrazioni anomalo, diverso da quello caratteristico di un certo tipo di materiale e di una struttura ben funzionante. Ecco perchè è possibile desumere dagli effetti prodotti la presenza di un danno strutturale.
I congegni sono piccoli e non invasivi e si integrano perfettamente all'interno del materiale da monitorare senza condizionarne la resa. I sensori magnetoelastici possono essere letteralmente immersi in una matrice elastica o elastomerica e inseriti nei pilastri per controllare non solo la presenza di microdeformazioni ma anche il progressivo stato di invecchiamento del cemento e quindi la stabilità stessa della struttura.
I vantaggi dei sensori magnetoelastici rispetto a quelli tradizionali si traducono in prestazioni migliori a costi minori, anche in relazione alla loro capacità di resistere all'usura. I sensori magnetoelastici, infatti, possono essere inglobati in elastomeri, ad esempio silicone, risultando molto più stabili e duraturi rispetto ai consueti sensori resistivi o piezoelettrici.
Si evitano, infatti, fenomeni di corrosione ed ossidazione eliminando il rischio, tra l'altro, di danneggiare il materiale da monitorare e di interferire con il regolare funzionamento del sensore stesso.
Un’evoluzione recente dei sensori magnetoelastici è stata realizzata mediante la sostituzione del nastro sensibile risonante con “micromagneti” immersi in una matrice elastica. 

Tratto da Ingegneri.info del 13 maggio 2008
 

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