Digital Twin del viadotto La Marota
Manutenzione preventiva, basata sul Laser Radar senza contatto
Dalle infrastrutture ferroviarie ci si aspetta una maggiore disponibilità con una minore incertezza, anche se gli eventi ambientali estremi diventano più frequenti e le condizioni operative sempre più esigenti. Per i proprietari dei ponti, questo sposta il problema della manutenzione da “Cosa abbiamo visto nell'ultima ispezione?” a “Cosa sta cambiando in questo momento e quanto precocemente possiamo rilevarlo?”
Presso il viadotto ad alta velocità La Marota sulla linea Córdoba–Málaga, Ommatidia ha implementato il monitoraggio tramite Laser Radar senza contatto per fornire misurazioni di deflessione e vibrazione ad alta densità. Questo supporta un flusso di lavoro basato su digital twin per la manutenzione predittiva e preventiva, all'interno di un'iniziativa di appalto pre-commerciale (CPI/CPP) ADIF-CDTI.
La sfida della manutenzione per i ponti critici
Ponti e viadotti sono asset a lunga durata, ma le loro prestazioni possono variare a causa di:
- degrado graduale e fatica,
- variazioni delle condizioni al contorno,
- effetti dovuti alla temperatura ed esposizione a condizioni meteorologiche estreme,
- e alle crescenti esigenze operative.
I cicli di ispezione tradizionali possono trascurare i segnali precoci. Ciò di cui i gestori delle infrastrutture hanno sempre più bisogno sono misurazioni oggettive e ripetibili, abbastanza dense da tracciare cambiamenti minimi e sufficientemente pratiche da essere implementate senza pesanti interventi sul campo.
L'iniziativa ADIF-CDTI CPI/CPP punta esplicitamente a colmare questa lacuna: monitorare ponti e viadotti per ottimizzare la manutenzione e ridurre al minimo i rischi in servizio, attraverso soluzioni di ispezione innovative.
Dai controlli periodici alla manutenzione preventiva
Il ruolo di Ommatidia non è semplicemente quello di “misurare le vibrazioni”, ma di abilitare un flusso di lavoro di manutenzione in cui la misurazione diventa uno strumento decisionale:
Baseline → Monitoraggio ripetibile → Rilevamento delle tendenze → Prioritizzazione della manutenzione
Questo cambiamento è importante perché la manutenzione preventiva è più efficace quando è:
- tempestiva (prima che compaiano vincoli),
- mirata (intervenire dove viene rilevato un cambiamento),
- e quantificata (che mostra evidenza di miglioramento dopo l'azione).
ADIF ha rafforzato pubblicamente questa direzione concentrandosi sulla manutenzione predittiva e sui dimostratori di ricerca e sviluppo orientati alla sicurezza nell'ambito del programma di appalti pre-commerciali di CDTI.
Perché questo è importante ora: resilienza e fiducia nell'era delle infrastrutture
Due forze stanno convergendo:
1) Pressione climatica sugli asset
Le valutazioni europee del rischio climatico indicano l'esposizione delle infrastrutture come un'area di rischio materiale, rafforzando la necessità di strategie di monitoraggio che aiutino i proprietari ad adattarsi e a gestire l'incertezza.
2) Aspettative più elevate per la continuità e l'affidabilità del servizio
In tutto il settore, si registra un chiaro passaggio a sistemi che forniscono informazioni continue, non solo istantanee periodiche, perché le moderne reti ferroviarie funzionano più vicine alla capacità e le parti interessate si aspettano che i problemi vengano identificati prima e gestiti in modo più trasparente.
Il monitoraggio radar laser senza contatto si adatta a questa direzione: supporta la gestione proattiva del rischio, mantenendo efficienti le operazioni in loco.
Cosa ha realizzato Ommatidia a La Marota
1) Misurazione senza contatto su larga scala
Ommatidia ha installato diverse unità Laser RADAR Q1S sul viadotto La Marota per consentire misurazioni simultanee su numerosi punti, rilevando:
- la risposta strutturale di deflessione/spostamento,
- dati di vibrazione ad alta sensibilità adatti alla caratterizzazione modale,
- set di dati ripetibili per il monitoraggio dei trend nel tempo.
Questo approccio riduce l'attrito operativo della strumentazione di grandi ponti perché la misurazione è remota e senza contatto, un vantaggio pratico quando si desidera una copertura spaziale densa senza installare un gran numero di sensori fisici.
2) Una dorsale di misurazione in grado di “alimentare” un gemello digitale
Il Laser Radar produce segnali metrologicamente significativi (deflessione + vibrazione) che possono essere utilizzati per:
- stabilire una firma strutturale di base,
- identificare la deriva rispetto alla normale variabilità,
- calibrare/validare i modelli,
- e supportare la priorità della manutenzione con i dati, non con le supposizioni.
Parallelamente, l'ambito del progetto include lo sviluppo di un gemello digitale per La Marota, con la visualizzazione web in tempo reale tra gli obiettivi dichiarati.
3) L'impronta per un'installazione scalabile
Un obiettivo chiave del progetto a La Marota non era solo la performance di misurazione, ma la facilità di implementazione. L'approccio Laser Radar di Ommatidia è ideale per passare dal singolo ponte a un programma a livello di rete, poiché il rilevamento è senza contatto (nessuna installazione di sensori distribuiti sulla struttura) e l'ingombro in loco può essere mantenuto ridotto.
Progettato per un'implementazione senza intoppi
- La misurazione remota a distanza comporta un minor numero di interventi sulla struttura e una logistica più semplice rispetto alla strumentazione di numerosi punti.
- Architettura edge-ready: i dati possono essere elaborati localmente per il rilevamento/compressione degli eventi, quindi trasmessi in streaming per analisi più approfondite e aggiornamenti del gemello digitale.
- Funzionamento autonomo: con un involucro adeguatamente progettato e un budget energetico corretto, la stazione di misurazione può essere progettata per funzionare senza supervisione.
Energia solare + 5G: un percorso pratico verso la scalabilità
Con l'energia solare (più batteria tampone) e la connettività 5G, una stazione Laser Radar può essere installata in luoghi in cui l'alimentazione di rete e le comunicazioni cablate sono costose o lente da predisporre, supportando:
- un roll-out rapido per gli asset prioritari,
- un monitoraggio ripetibile (campagne programmate o controlli attivati),
- e una supervisione centralizzata su più siti.
Visione a livello di rete
Ciò crea le basi per un livello di monitoraggio scalabile su tutta la rete ferroviaria: implementa dove il rischio e la criticità sono massimi, misura in modo coerente e alimenta lo stesso flusso di lavoro digital-twin, in modo che la pianificazione della manutenzione sia guidata da dati oggettivi e comparabili piuttosto che da istantanee di ispezione incoerenti.
Monitoraggio della deflessione e delle vibrazioni del viadotto La Marota, utilizzando il sistema Laser Radar Q1s a 128 canali di Ommatidia.
Abbiamo impiegato il nostro sistema Q1s, che combina il Laser Radar FMCW massivamente parallelo e la vibrometria Laser Doppler, per monitorare e analizzare la deflessione e le vibrazioni strutturali del viadotto La Marota, nell'ambito di un progetto pluriennale di monitoraggio dello stato strutturale per le infrastrutture ferroviarie ad alta velocità nel sud della Spagna.
La capacità unica di misurare senza contatto 128 punti simultanei sulla superficie dell'impalcato a una frequenza di campionamento di 40 kHz consente l'acquisizione in tempo reale del comportamento strutturale dinamico in un'ampia gamma di frequenze da un unico punto di installazione.
Contesto della gara e del programma: ADIF + CDTI CPI/CPP
Il lavoro a La Marota si allinea con l'iniziativa di appalto per l'innovazione CDTI–ADIF per l'ispezione di ponti/viadotti e asset ferroviari, volta a ottimizzare la manutenzione e ridurre al minimo il rischio operativo.
ADIF ha inoltre formalizzato il lavoro in corso relativo al sistema di monitoraggio di La Marota attraverso un successivo contratto per il miglioramento, l'aggiornamento e il follow-up del sistema di monitoraggio (“auscultación”) installato.
Partner
Questo progetto è stato realizzato con un consorzio che unisce competenze di ingegneria, ricerca e rilevamento complementare: INES Ingeniería, TWave, Universidad Politécnica de Madrid (UPM) e Ingeniería de Control del Ruido (ICR).
Perché il Laser Radar per i gemelli digitali dei ponti
Crea un gemello digitale che rispecchi la struttura reale, non semplici ipotesi.
Se stai valutando dei digital twin per ponti, viadotti o infrastrutture civili critiche, contatta Ommatidia per:
- campagne di caratterizzazione di base,
- monitoraggio Laser Radar ripetibile,
- strategie di misurazione di vibrazioni + deflessioni,
- e come trasformare i segnali in azioni di manutenzione preventiva.
