OMMATIDIA
Monitoraggio mobile delle vibrazioni dei ponti con il vibrometro laser Doppler multicanale Ommatidia Q2
Panoramica
I gestori dei ponti necessitano di dati sulle vibrazioni che siano oggettivi, ripetibili e facili da raccogliere senza chiudere corsie, fermare il traffico ferroviario o installare sensori su ogni struttura. Il vibrometro laser Doppler multicanale Ommatidia Q2 consente misurazioni mobili e senza contatto delle vibrazioni dei ponti da punti di osservazione sicuri, acquisendo 65 segnali di velocità simultanei sulla struttura.
Questa nota applicativa riassume due dimostrazioni sul campo su ponti operativi: un ponte stradale misurato sotto traffico normale e un ponte ferroviario misurato durante il passaggio di un treno. L’obiettivo è mostrare come Q2 possa supportare campagne di monitoraggio mobile dei ponti, creazione di baseline e ispezioni di follow-up. Le misurazioni non sono presentate come diagnosi strutturale o valutazione modale certificata.
La sfida: monitoraggio scalabile delle vibrazioni dei ponti
Il monitoraggio permanente dello stato strutturale è prezioso, ma non è pratico come primo passo per ogni ponte di una rete. Tra l’ispezione visiva periodica e la strumentazione fissa, i proprietari delle infrastrutture necessitano di un livello di misurazione mobile che sia veloce, sicuro e ripetibile.
Un metodo mobile utile dovrebbe funzionare da posizioni accessibili, evitare il contatto con la struttura e acquisire informazioni spaziali sufficienti per confrontare diversi punti dell’infrastruttura durante lo stesso evento operativo.
L’approccio Q2: 65 misurazioni simultanee senza contatto
Q2 viene posizionato dove c’è una chiara linea di vista verso l’area target. Lo strumento proietta una linea di raggi laser sulla struttura e registra la velocità superficiale lungo la linea di vista in ogni punto.
Questa configurazione supporta diversi output dalla stessa acquisizione:
- Risposta nel dominio del tempo durante il passaggio di traffico o treni
- Stime di spostamento ottenute integrando i segnali di velocità
- Spettri di frequenza e componenti di vibrazione dominanti
- Confronto tra punti di misurazione
- Controlli di qualità utilizzando l’accelerometro interno dello strumento
L’accelerometro interno non misura direttamente il ponte. Registra il movimento dello strumento e del suo ambiente immediato, rendendolo un utile riferimento di controllo qualità sul campo.
Dimostrazioni sul campo su ponti stradali e ferroviari
Entrambe le dimostrazioni sono state eseguite da remoto, senza sensori a contatto, modifiche all’infrastruttura o interruzione del servizio.
Diverse acquisizioni da 60 s sono state registrate sotto traffico reale da una distanza di circa 10–17 m. I raggi erano posizionati principalmente lungo una trave centrale, con un’acquisizione aggiuntiva utilizzata per confrontare diverse zone visibili.
Un’acquisizione valida da 80 s ha catturato la risposta prima, durante e dopo il passaggio di un treno. Il treno è entrato sul ponte circa 30 s dopo l’inizio della registrazione e ha impiegato circa 10 s per attraversarlo.
Le figure selezionate mostrano il tipo di evidenza che Q2 può fornire in una campagna mobile compatta: posizioni dei raggi, risposta nel dominio del tempo, contenuto in frequenza e controlli di qualità della configurazione.
mm/s
0
30
60 s
mm
0
30
60 s
Figura 3. Esempio di ponte stradale: velocità superficiale da un canale laser e spostamento stimato integrando il segnale di velocità.
mm/s
Frequenza (Hz) →
mm/s
Vibrometria
Accelerometro
Frequenza (Hz) →
Figura 4. Esempio di ponte stradale: spettro di velocità dalla vibrometria laser e confronto con l’accelerometro interno espresso come velocità equivalente.
Esempio di passaggio del treno sul ponte ferroviario
Il caso del ponte ferroviario mostra la risposta a un singolo passaggio operativo del treno. Il livello di vibrazione aumenta quando il treno entra sul ponte, rimane elevato durante l’attraversamento e decade successivamente.
L’acquisizione RGB documenta le posizioni approssimative dei 65 raggi laser sulla struttura. Questo è importante per campagne ripetibili, perché le misurazioni future possono essere confrontate solo quando la posizione dello strumento, la linea di vista e la zona illuminata sono ben documentate.
mm/s
Il treno entra
0
30
60
80 s
mm
0
30
60
80 s
Figura 6. Esempio di ponte ferroviario: forma d’onda della velocità da un canale laser durante l’evento di passaggio del treno e spostamento stimato dalla stessa registrazione.
mm/s
Frequenza (Hz) →
mm/s
Vibrometria
Accelerometro
Frequenza (Hz) →
Figura 7. Esempio di ponte ferroviario: spettro durante il passaggio del treno e confronto tra vibrometria laser e accelerometro interno espresso come velocità equivalente.
Cosa hanno mostrato le misurazioni
Le dimostrazioni mostrano il valore di combinare l’accesso senza contatto con l’acquisizione simultanea multipunto.
Q2 ha registrato aumenti di vibrazione associati al normale traffico stradale e al passaggio del treno.
Canali diversi non hanno sempre mostrato comportamenti identici. Questa informazione spaziale fornisce più contesto rispetto a una misurazione a punto singolo e aiuta a guidare le misurazioni di follow-up.
Il ponte stradale ha mostrato componenti ricorrenti a bassa frequenza in misurazioni ripetute. Il ponte ferroviario ha mostrato un chiaro contenuto spettrale prima, durante e dopo l’attraversamento — candidati utili per il monitoraggio futuro.
In entrambe le dimostrazioni, confrontare gli spettri di vibrometria con l’accelerometro dello strumento ha aiutato a valutare se componenti specifiche fossero dominate dalla risposta del ponte o potessero essere influenzate dal movimento della configurazione.
Come i proprietari dei ponti possono utilizzare i dati
Q2 non sostituisce la valutazione ingegneristica o l’ispezione normativa. Il suo valore è aggiungere un livello di misurazione oggettivo e ripetibile che può essere implementato rapidamente su infrastrutture selezionate.
Per i programmi di monitoraggio dei ponti, questo supporta:
Poiché Q2 misura molti punti contemporaneamente, ogni campagna può acquisire informazioni sia temporali che spaziali in una singola configurazione. Questo è particolarmente utile quando l’accesso diretto alla struttura è limitato.
Dalla campagna pilota al flusso di lavoro di monitoraggio
Un flusso di lavoro pratico con Q2 può iniziare con misurazioni semplici e ripetibili ed espandersi man mano che vengono costruite le baseline.
Scegli ponti con accesso sicuro, linea di vista chiara e rilevanza operativa.
Registra posizione dello strumento, distanza, orientamento, zona target, configurazione ottica e condizioni operative.
Acquisisci diversi passaggi di traffico o treni per valutare la ripetibilità.
Rivedi l’accelerometro Q2 per identificare intervalli influenzati dal movimento della configurazione.
Monitora frequenze dominanti, ampiezze relative, durata degli eventi e pattern di risposta spaziale nel tempo.
Combina i dati Q2 con storico delle ispezioni, registri di manutenzione, modelli o strumentazione complementare quando necessario.
Un livello pratico per il monitoraggio mobile dei ponti
Le dimostrazioni sul campo mostrano che il vibrometro laser Doppler multicanale Ommatidia Q2 può supportare il monitoraggio mobile delle vibrazioni dei ponti da posizioni di misurazione sicure e senza contatto. Il sistema ha acquisito eventi di vibrazione operativi, misurato più punti simultaneamente e fornito informazioni nel dominio del tempo e della frequenza adatte per la creazione di baseline e campagne di follow-up.
Q2 offre ai proprietari dei ponti un modo pratico per aggiungere misurazioni dinamiche ai programmi di ispezione prima di impegnarsi in strumentazione permanente. Ommatidia può supportare dimostrazioni di monitoraggio dei ponti, campagne di ispezione mobile, progetti pilota di analisi modale operativa e programmi di baseline delle infrastrutture.
