Smartphone e smartwatch per il monitoraggio modale dei ponti: nuove frontiere per il tecnico strutturista
Il monitoraggio dell’integrità strutturale dei ponti pedonali rappresenta un tema di crescente interesse per i professionisti del settore. Uno studio pubblicato su Infrastructures (Vol. 11, Pages 204) ha esplorato l’affidabilità di dispositivi di largo consumo, come smartphone e smartwatch, per l’identificazione modale mediante crowdsensing, ovvero il rilevamento partecipato da parte di più pedoni.
La ricerca, condotta su un ponte pedonale in condizioni reali, ha coinvolto sei partecipanti impegnati in attività di camminata, corsa e ciclismo, mentre indossavano smartwatch e tenevano smartphone in tasca. I dati triassiali di accelerazione sono stati acquisiti per 300 secondi e analizzati con un framework che include preelaborazione, stima modale, analisi di convergenza a finestra crescente e quantificazione dell’incertezza tramite bootstrap a blocchi.
Precisione e affidabilità dei dispositivi consumer
Con l’intero dataset, entrambi i dispositivi hanno identificato correttamente i quattro modi vibratori del ponte, con errori medi intorno al 3% rispetto al riferimento di laboratorio. Gli smartwatch hanno mostrato intervalli di confidenza più stretti e stime più stabili nelle fasi iniziali della finestra di acquisizione, probabilmente grazie al vincolo di posizione al polso che riduce i movimenti accidentali rispetto allo smartphone tenuto in tasca.
Condizioni di eccitazione e durata minima delle misure
L’intensità dell’eccitazione dinamica ha influito sulla rapidità di convergenza: con più pedoni in corsa la stima è migliorata più rapidamente, riducendo la durata necessaria dei dati e il numero di passaggi, ma aumentando l’incertezza. Lo studio ha stabilito soglie di sufficienza dei dati: per ottenere stime modali affidabili sono necessari tra 5 e 17 passaggi a piedi o di corsa, mentre per il ciclismo il range sale a 14–28 passaggi, a seconda del livello di eccitazione del ponte e del tipo di dispositivo.
Implicazioni per la pratica professionale
Per il progettista strutturale e il direttore dei lavori, questi risultati aprono scenari concreti. La possibilità di utilizzare sensori già in possesso degli utenti (smartphone e smartwatch) per campagne di monitoraggio su larga scala, a costi contenuti, rappresenta un’alternativa scalabile ai sistemi tradizionali. Tuttavia, la variabilità legata al tipo di attività e al numero di passaggi richiede un’attenta pianificazione della campagna di misura, con particolare attenzione all’analisi di incertezza.
La metodologia può essere integrata in protocolli di ispezione periodica di ponti pedonali, fornendo dati oggettivi per valutazioni di sicurezza o per la validazione di modelli numerici. Resta essenziale, per il tecnico incaricato, documentare le condizioni di rilevamento e il numero di passaggi effettivamente raccolti, al fine di garantire la robustezza dei risultati ai fini della relazione tecnica.
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