Monitoraggio strutturale intelligente: una visione integrata tra carichi di traffico e risposta dell’infrastruttura

Un nuovo modo di leggere le infrastrutture

La sicurezza di ponti e viadotti non dipende soltanto dalla qualità del progetto o dalla periodicità delle ispezioni. Dipende sempre di più dalla capacità del gestore di conoscere come l’opera lavora ogni giorno, sotto l’effetto reale del traffico, delle condizioni ambientali e dell’invecchiamento dei materiali. In questa prospettiva, il monitoraggio strutturale non è più un’attività specialistica riservata a pochi momenti di verifica, ma diventa una componente stabile della gestione dell’asset.

Il punto centrale è semplice: un ponte non è sottoposto a carichi teorici, ma a veicoli reali. Camion, mezzi eccezionali, traffico ripetitivo, carichi sbilanciati e condizioni di esercizio variabili generano sollecitazioni che cambiano nel tempo. Per questo motivo, conoscere solo la risposta strutturale non basta; allo stesso modo, conoscere solo il traffico non consente di comprendere l’effetto prodotto sull’opera. Il valore nasce quando queste due informazioni vengono lette insieme.

Da questa esigenza nasce Grifone, il sistema di monitoraggio strutturale in fibra ottica sviluppato da Iwim in integrazione con Bisonte, il sistema di pesatura dinamica. La soluzione consente di associare a ogni transito veicolare i dati di peso, configurazione degli assi, velocita e classe del mezzo, collegandoli alla risposta dell’impalcato misurata dai sensori strutturali. In altre parole, il sistema rende visibile la relazione causa-effetto tra traffico e infrastruttura.

Autocarro in transito su un ponte con sensori WIM sulla strada ed estensimetri, accelerometri e inclinometri ottici sulla struttura.

 Il principio di funzionamento del sistema integrato: i dati di pesatura dinamica dei veicoli in movimento vengono letti insieme ai parametri strutturali rilevati dalla rete di sensori in fibra ottica.

Dal monitoraggio al valore gestionale

L’obiettivo operativo della soluzione è fornire al gestore dell’infrastruttura un quadro più chiaro per decidere. La disponibilità di dati continui e sincronizzati permette di passare da una manutenzione reattiva, basata sull’intervento dopo il problema, a una manutenzione predittiva e prioritaria, basata su evidenze misurate.

Per concessionarie, enti pubblici, società di ingegneria e operatori di reti stradali, questo significa poter distinguere le situazioni ordinarie dagli eventi realmente critici, pianificare ispezioni mirate, valutare l’effetto del traffico pesante e documentare nel tempo l’evoluzione del comportamento strutturale. Il monitoraggio diventa quindi uno strumento di gestione del rischio, ma anche un supporto alla programmazione economica.

Il dato tecnico viene trasformato in un’informazione utile: quali transiti sollecitano maggiormente l’opera, quali parametri cambiano rispetto al comportamento storico, quali soglie richiedono attenzione, quali interventi devono essere anticipati e quali possono essere programmati con maggiore efficienza. In questo modo la tecnologia non rimane un elemento isolato, ma entra nei processi decisionali del gestore.

Dati integrati tra peso dei veicoli e risposta della struttura.

Grifone integra una rete di sensori ottici installati sulla struttura con una piattaforma software dedicata all’acquisizione, alla visualizzazione e all’analisi dei dati. Il sistema può misurare deformazioni, inclinazioni, vibrazioni, spostamenti, temperatura e altri parametri rilevanti per il comportamento dell’opera. La sua particolarità e l’integrazione nativa con Bisonte, che rileva in continuo i veicoli in transito e ne determina le principali caratteristiche dinamiche.

La sincronizzazione temporale tra i due sistemi consente di selezionare un singolo veicolo e analizzare la risposta strutturale corrispondente. Il gestore può quindi verificare, per esempio, come un trasporto eccezionale o un veicolo sovraccarico abbia inciso sull’impalcato in uno specifico istante. Questa correlazione e particolarmente utile per infrastrutture soggette a elevati volumi di traffico pesante, per ponti esistenti con documentazione storica incompleta o per opere strategiche dove la continuità di servizio è un requisito essenziale.

La combinazione tra pesatura dinamica e monitoraggio strutturale permette inoltre di arricchire i modelli numerici e i digital twin con dati reali di esercizio. Non si tratta solo di simulare uno scenario, ma di confrontarlo con ciò che accade quotidianamente sull’opera.

Interfaccia Grifone con veicolo pesante sul ponte e grafici della deformazione e dello spostamento verticale registrati dai sensori.

Interfaccia web integrata dei sistemi Grifone e Bisonte: l’operatore può selezionare un singolo transito e visualizzare la risposta dell’impalcato associata al veicolo, con grafici e parametri sincronizzati.

Dashboard WIM di un autotrasporto a otto assi con peso rilevato di 118.000 chilogrammi e indicazione di sovraccarico.

Dal transito alla decisione operativa.

La fibra ottica come scelta strategica per un monitoraggio più stabile e affidabile

La tecnologia in fibra ottica rappresenta uno dei punti di forza della proposta. I sensori ottici sono passivi, non richiedono alimentazione elettrica in campo e sono immuni ai disturbi elettromagnetici. Queste caratteristiche riducono le criticità tipiche dei sistemi tradizionali basati su componenti elettronici installati direttamente sull’infrastruttura.

Per un gestore, la scelta tecnologica ha un impatto diretto sul costo totale di gestione. Un sistema installato su un ponte o su un viadotto deve essere stabile, durevole e adatto a condizioni ambientali severe: umidità, sbalzi termici, vibrazioni, sale, pioggia, gelo e traffico continuo. La fibra ottica consente di progettare una rete di misura robusta e scalabile, con esigenze manutentive ridotte e possibilità di ampliamento nel tempo.

Questo aspetto è particolarmente importante quando il monitoraggio non è pensato come una prova temporanea, ma come un’infrastruttura digitale permanente. Grifone può essere configurato in funzione delle criticità dell’opera, delle prescrizioni progettuali e degli obiettivi del gestore, mantenendo un approccio modulare: dal controllo di un singolo ponte fino alla gestione di più opere all’interno di una rete.

Sensore strutturale in fibra ottica montato su una parete in calcestruzzo con cavo di collegamento avvolto alla base.

Sensore ottico installato su una trave dell’impalcato: la sensoristica passiva in fibra ottica consente misure stabili e durevoli in ambienti infrastrutturali complessi, senza elettronica attiva in campo.

Una piattaforma intuitiva per un monitoraggio chiaro e continuo

La piattaforma software è il punto in cui i dati diventano leggibili. Attraverso un’interfaccia web, l’operatore può visualizzare i transiti veicolari, consultare i parametri strutturali, confrontare gli andamenti storici, configurare soglie di allarme e generare report. La logica non è quella di mostrare semplicemente grafici, ma di facilitare la lettura operativa degli eventi.

La possibilità di collegare ogni transito alla corrispondente risposta dell’impalcato consente una navigazione intuitiva: dal veicolo al ponte, dal ponte al veicolo. Questo approccio rende più immediata l’analisi delle anomalie e permette di ricostruire gli eventi significativi con maggiore chiarezza. In presenza di sovraccarichi, passaggi eccezionali o variazioni non attese dei parametri strutturali, il sistema può diventare un supporto concreto per decidere se attivare una verifica, programmare un’ispezione o aggiornare le priorità manutentive.

La reportistica, inoltre, consente di trasformare il monitoraggio continuo in documentazione tecnica e gestionale. Per gli enti e le società che devono dimostrare il controllo dell’infrastruttura, disporre di serie storiche, indicatori e report periodici significa rafforzare la tracciabilità delle decisioni.

Schema con sensore strutturale, sensori WIM sulla strada, datalogger, cabinet di acquisizione, server e dispositivi per la consultazione dei dati.

Architettura di comunicazione e gestione dati: sensori ottici, datalogger, piattaforma software e sistemi di pesatura dinamica lavorano in modo sincronizzato per generare informazioni operative.

Dashboard con quattro grafici dedicati a estensimetri, altezza dell’impalcato, inclinometri e temperatura del ponte.

 Dashboard di monitoraggio strutturale: la visualizzazione degli andamenti di estensimetri, inclinometri, altezza dell’impalcato e temperatura aiuta l’operatore a leggere l’evoluzione del comportamento dell’opera.

Il caso della Tangenziale Sud di Brescia

Il primo caso studio realizzato in collaborazione con il DICATAM dell’Universita degli Studi di Brescia riguarda un ponte sulla Tangenziale Sud di Brescia, lungo la SPBS11. L’opera e collocata su un’arteria caratterizzata da traffico intenso e da una presenza significativa di veicoli pesanti, condizione ideale per valutare il comportamento di un sistema integrato di monitoraggio e pesatura dinamica.

Il ponte è stato strumentato con sensori ottici installati in punti significativi dell’impalcato e con due sistemi di pesatura dinamica collocati sulle corsie lente nelle direzioni Milano e Verona. Questa configurazione consente di rilevare i transiti dei veicoli e, contemporaneamente, la risposta strutturale del ponte.

Nel caso studio, i dati acquisiti hanno permesso di analizzare il comportamento dell’opera sotto traffico reale e di confrontarlo con il modello numerico. L’esempio di un trasporto eccezionale ha mostrato come il sistema possa associare il carico del veicolo alla deformazione registrata sull’impalcato, fornendo una lettura concreta e immediata dell’effetto prodotto. Per il gestore, questo tipo di informazione e particolarmente prezioso: non descrive un caso astratto, ma documenta ciò che l’infrastruttura ha effettivamente subito.

Ponte sulla SP11 a Brescia con indicazione dei sistemi WIM nelle direzioni Milano e Verona, mappa e dati medi giornalieri del traffico.

Caso pilota sulla Tangenziale Sud di Brescia: la configurazione consente di monitorare il traffico pesante e la risposta strutturale dell’opera in un contesto ad alta intensità di transito.

Schema tridimensionale dell’impalcato con la posizione di estensimetri, inclinometri, accelerometri, sensori di altezza e sistemi WIM.

Schema di posizionamento dei sensori sul ponte del caso studio: la rete di misura viene progettata in funzione delle caratteristiche dell’opera e dei punti strutturalmente più significativi.

Benefici per enti gestori e concessionari

L’adozione di un sistema integrato come Grifone genera benefici su più livelli. Il primo è la sicurezza: il controllo continuo permette di individuare tempestivamente eventi anomali e condizioni di stress dell’opera. Il secondo è l’efficienza: le risorse manutentive possono essere indirizzate dove il dato mostra una reale necessita, riducendo attività non prioritarie o interventi programmati in modo generico.

Il terzo beneficio riguarda la continuità del servizio. Infrastrutture strategiche come ponti, viadotti, accessi portuali, assi logistici e arterie ad alto traffico non possono essere gestite solo attraverso chiusure e verifiche puntuali. Il monitoraggio continuo consente di aumentare la conoscenza dell’opera senza interrompere il traffico e offre un supporto costante alle decisioni.

Infine, vi è un beneficio di governance. La correlazione tra veicolo e risposta strutturale rende più trasparente la gestione del rischio e consente di costruire una memoria digitale dell’infrastruttura. Ogni evento rilevante può essere archiviato, confrontato e utilizzato per definire strategie manutentive più consapevoli.

Infografica con i cinque benefici del sistema integrato: sicurezza, costi, continuità, tracciabilità e scalabilità.

Benefici per il gestore dell’infrastruttura. L’immagine mette in evidenza sicurezza, costi, continuità, tracciabilità e scalabilità come risultati concreti della soluzione integrata.

Dalla sperimentazione all’applicazione su rete

Il valore di Grifone non si limita al singolo caso studio. La soluzione è pensata per essere applicata a ponti e viadotti esistenti, a nuove opere, a infrastrutture soggette a traffico pesante e a contesti in cui il controllo dei sovraccarichi e la manutenzione predittiva sono temi prioritari. La modularità del sistema permette di adattare la configurazione alle caratteristiche dell’opera e agli obiettivi del progetto.

In una fase in cui la digitalizzazione delle infrastrutture e sempre più richiesta da normative, programmi di investimento e strategie di sostenibilità, l’integrazione tra dati strutturali e dati di traffico rappresenta un passaggio naturale. Il gestore non ha bisogno solo di sapere che il ponte e monitorato, ma di comprendere che cosa sta accadendo, perché sta accadendo e quali decisioni derivano da quella conoscenza.

Grifone risponde a questa esigenza con una soluzione industriale, scalabile e orientata al lungo periodo. Il monitoraggio non viene presentato come un costo aggiuntivo, ma come uno strumento per ridurre rischio, ottimizzare interventi e proteggere il valore dell’infrastruttura.

Conclusioni

La gestione moderna di ponti e viadotti richiede strumenti capaci di unire tecnologia, affidabilità e valore operativo. Con Grifone, iWIM propone un approccio in cui il monitoraggio strutturale in fibra ottica e la pesatura dinamica non lavorano separatamente, ma diventano parte di un unico ecosistema informativo.

La possibilità di collegare ogni veicolo alla risposta reale dell’opera apre nuove prospettive per la manutenzione predittiva, la valutazione del rischio e la pianificazione degli investimenti. Per enti gestori e concessionari, questo significa disporre di un sistema che non si limita a misurare, ma aiuta a decidere.

Il ponte, in questa visione, non è più un’infrastruttura silenziosa osservata solo a intervalli periodici. Diventa un asset digitale che racconta la propria storia in tempo reale, permettendo a chi lo gestisce di intervenire prima, meglio e con maggiore consapevolezza.

Ponte con autocarro, sensori in fibra ottica, area di pesatura dinamica e piattaforma software che integra i dati del veicolo e della struttura.

Architettura integrata Grifone + Bisonte: il sistema combina pesatura dinamica dei veicoli, sensori strutturali in fibra ottica e piattaforma software per correlare ogni transito alla risposta reale dell’impalcato, trasformando il monitoraggio continuo in informazioni operative per sicurezza, manutenzione predittiva e gestione dell’infrastruttura.