Monitoraggio wireless dei difetti strutturali
La maggior parte del lavoro di ricerca e sviluppo si è concentrata sulla fase diagnostica del monitoraggio dello stato strutturale, che includeva gli eventi dannosi e le posizioni dei danni. La fase prognostica equivale alla medicina preventiva: identifica o prevede i danni al fine di risparmiare tempo, denaro e vite. Gli scienziati finanziati dall'UE impegnati nel progetto WISMOS ("Wireless/integrated strain monitoring and simulation system") hanno unito sistemi di diagnostica basati sui sensori a sistemi di previsione computazionali basati sulla meccanica strutturale, per creare un sistema integrato di diagnostica e prognostica per il monitoraggio dello stato strutturale. Le reti integrate di sensori e attuatori individuano in tempo reale la posizione e la gravità delle discrepanze strutturali tra le strutture vere e proprie e il progetto originario. Monitorano inoltre gli effetti dell'utilizzo strutturale e pianificano le ispezioni in base alle cause (a differenza di quelle eseguite in modo periodico) per implementare misure correttive prima che la navigabilità sia compromessa. I sistemi convenzionali di sensori per le deformazioni richiedono un elevato numero di cavi schermati oltre a numerose modifiche alle strutture esistenti degli aeromobili. Gli scienziati hanno sviluppato il sistema di sensori wireless ZigBee per ridurre al minimo tali problemi. Il sistema è stato sviluppato utilizzando un estensimetro standard, un trasduttore di dati con sensore e un chip wireless ZigBee per comunicare con un personal computer. È stato inoltre creato un software di mappatura delle deformazioni su campo lontano che facesse corrispondere le posizioni dei sensori fisici alle posizioni dei nodi in un modello numerico di resistenza ai danni e resistenza per l'analisi dei guasti. Per i test di compressione, i ricercatori hanno scelto un pannello composito rigido che rappresentasse la fusoliera e le ali e hanno utilizzato sia un pannello integro sia uno tagliato con punta di diamante. Le prestazioni del sistema di diagnostica e prognostica con i sensori wireless ZigBee montati sulla superficie sono state confrontate con i sistemi convenzionali cablati di misurazione delle deformazioni. I segnali acquisiti corrispondevano e, cosa importante, nel caso del pannello tagliato con punta di diamante, il sistema di diagnostica e prognostica ha rilevato una deformazione maggiore che rifletteva la posizione di un sensore in prossimità di una grande spaccatura di delaminazione. La tecnologia di diagnostica e prognostica WISMOS è stata convalidata con successo e le ricerche future si concentreranno sia sui test in volo dei sensori montati sulla superficie sia sull'incorporamento dei sensori di deformazione. Nel frattempo, sono numerose le applicazioni in compositi per voli commerciali, militari e spaziali e in componenti per edifici, veicoli di terra, navi e altro ancora.
