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Sensori di controllo per la sicurezza dei ponti

L'ingegneria dei ponti moderni presenta problemi particolari, in quanto si dispone di un numero limitato di mezzi adatti al controllo delle vibrazioni dei cavi e del piano del ponte con ammortizzatori passivi. Presso l'Università Libera di Bruxelles sono stati recentemente sviluppati dei nuovi modelli di prova che stanno dimostrando risultati promettenti nel controllo attivo delle vibrazioni mediante attuatori.

Tecnologie industriali

I ponti strallati e i loro omologhi più conosciuti, i ponti sospesi, presentano particolari sfide ingegneristiche, in quanto le loro specifiche di progetto rimangono sempre aperte a limitazioni di ordine ambientale e fisico. Nella ricerca di maggiore lunghezza, maggiore efficienza strutturale e minore spessore, questi ponti sono diventati sempre più esposti a problemi di instabilità aeroelastica, oscillazioni causate dal vento e vibrazioni generate dai carichi vivi. Varie tecnologie sono state impiegate con un certo grado di successo, fra cui gli smorzatori a massa accordata, gli smorzatori a olio e tiranti. Tuttavia, gli smorzatori ad olio ad esempio, tendono a sopprimere le vibrazioni dei cavi solo fino ad un certo punto, superato il quale possono aver luogo fenomeni significativi di vibrazione capaci di compromettere l'integrità strutturale della costruzione. Questi tipi di smorzatori passivi sono stati provati solamente in simulazioni teoriche che possono non coprire tutte le applicazioni. La tecnologia attuale offre di passare dagli smorzatori passivi a quelli attivi, basati su di un tendine capace di mitigare il fenomeno della vibrazione sia nel cavo che nella struttura. Questo tendine è sostenuto da un attuatore e da un rilevatore di forza che sorveglia i livelli di vibrazione e gestisce il livello di risposta dell'attuatore. Gli esperimenti finora realizzati su modelli di laboratorio in scala ridotta si sono dimostrati efficaci. Lo studio ha inoltre prodotto una teoria lineare secondo la quale è possibile ignorare le dinamiche dei cavi in quanto la loro interazione con la struttura si limita alla tensione del cavo. Applicazioni su scala più ampia di questa tecnologia da parte di ingegneri civili, comprendenti anche gli aspetti tecnici e economici, dimostrano che l'applicazione di questo sistema di controllo attivo è altamente efficiente.

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