Il GPS (Global Position System) è una tecnologia che sta evolvendo rapidamente estendendosi dal campo tradizionale della navigazione ad altri campi di applicazione tra cui quello del monitoraggio delle deformazioni strutturali. Negli ultimi anni sono state fatti studi sulle possibili applicazioni del sistema nel monitoraggio strutturale di ponti e di edifici civili. La contemporanea riduzione dei costi ha reso vantaggiosa questa metodologia rispetto ad altre tecniche tradizionali (strain gauge, accelerometri, sistemi ottici, …) che richiedono frequenti interventi di manutenzione e ricalibrazioine per fornire risultati affidabili. L’incertezza associata alle misure GPS è oggi arrivata attorno al millimetro, con periodi di acquisizione di alcune ore. Movimenti oscillatori ciclici con frequenze di pochi Herz non consentono di fare delle medie e l’incertezza degrada ad alcuni centimetri. L’evoluzione tecnologica dovrebbe migliorare la precisione anche sulle misure individuali (non mediate), ma ad oggi l’unico metodo di affrontare il problema è con tecniche statistiche che consentano di estrarre dal rumore di fondo le informazioni utili. Nell’ottica di estendere il monitoraggio GPS alle strutture industriali degli impianti termoelettrici, si è deciso di intraprendere un’attività di studio per valutare le reali prestazioni di un sistema ibrido che associ il GPS agli accelerometri tradizionali e sfrutti le possibilità di elaborazione dei dati fornite dall’applicazione di modelli matematici in grado di simulare le modalità di oscillazione delle strutture e le più moderne tecniche statistiche di analisi (analisi bayesiana). A tal fine è stato avviato un progetto, in collaborazione con il Politecnico di Milano, per sviluppare un sistema per il monitoraggio di strutture snelle (ad es. ciminiere) che consentisse di identificare rapidamente eventuali cambiamenti della frequenza naturale di oscillazione, gli spostamenti dell’opera indotti dai carichi agenti (in particolare il vento) oltre a variazioni dell’ampiezza di oscillazione in presenza di carichi della stessa entità, fenomeni che potrebbe indicare la presenza di comportamenti anomali. Nell’ambito della collaborazione è stato sviluppato un sistema basato sull’utilizzo di GPS e accelerometri capace di tracciare il movimento della sommità della struttura, potendo risolvere un range di frequenze da 0 fino a 50 Hz circa. Il sistema è in grado di fornire informazioni utili ad una caratterizzazione preliminare della struttura, attraverso l’identificazione dei modi di vibrare, in fase di monitoraggio di individuare le situazioni critiche in “near real time”. Dopo una serie di simulazioni e di prove preliminari “a terra”, effettuate per verificare e controllare il funzionamento dell’intera catena di trattamento e analisi dei segnali (Relazioni fase I, Fase II e Fase III),

il sistema è stato recentemente installato su una ciminiera dell’impianto termoelettrico di Piacenza (altezza 120 m) per essere “testato” su una struttura a “grandezza naturale”. Il presente rapporto illustra i risultati di un’attività finalizzata a verificare le potenzialità del sistema di monitoraggio e in particolare la capacità della tecnologia GPS a individuare correttamente le deformazioni di un’opera reale. Inoltre vengono descritti i software predisposti al fine di rendere usufruibile l’intero sistema di acquisizione dati installato sulla ciminiera, nonché sui risultati della prima fase di caratterizzazione della struttura: stima dei modi propri di vibrare e analisi lineare del comportamento della ciminiera sotto gli agenti atmosferici (vento e irraggiamento solare).