Semplicemente guidare lungo la strada ti dà un'idea dello stato attuale della nostra infrastruttura:fatiscente e ha bisogno di riparazioni. Oltre al retrofit o alla sostituzione dell'infrastruttura attuale con nuove costruzioni e materiali, la nuova tecnologia come i sensori offre agli ispettori un modo per sbirciare all'interno dei sistemi quasi continuamente.

Ma il semplice posizionamento di un sensore sul lato di un ponte non comporta automaticamente risparmi sui costi e un ponte più sicuro. Invece, l'implementazione di questi sensori è costosa e dipende da come una varietà di fattori lavorano insieme per essere vantaggiosa.

I ricercatori del dipartimento di ingegneria civile e ambientale (CEE) della Carnegie Mellon University stanno studiando l'impatto delle informazioni nel processo decisionale per i sistemi infrastrutturali, sfruttando il precedente lavoro con l'alunno della CEE Milad Memarzadeh. In un articolo recentemente pubblicato su Monitoraggio della salute del controllo strutturale , Professore CEE Matteo Pozzi e Ph.D. lo studente Shuo Li ha proposto un quadro generale che valuta il vantaggio dell'applicazione di sistemi di rilevamento e monitoraggio all'infrastruttura sulla base delle informazioni che circondano il componente dell'infrastruttura.

Immagina di essere un ispettore di ponti e di voler sapere cosa sta succedendo all'interno della struttura. I diversi componenti del ponte cambiano stato a causa dell'invecchiamento e del degrado, quindi c'è incertezza sulle condizioni attuali di un componente e su come si degraderà nel tempo. Un sensore o un sistema di monitoraggio fornirebbe un flusso di informazioni che ti darebbe queste informazioni, e potresti controllare periodicamente lo stato del componente con un certo livello di precisione. Se usato correttamente, il sistema potrebbe impedire il crollo di un ponte. Allo stesso tempo, potrebbe anche salvarti da riparazioni non necessarie quando il ponte non ne ha bisogno.

"Non è così ovvio quanto di un investimento dovrebbe essere diretto verso i sensori, e quanto dovrebbe essere destinato al retrofit e alla sostituzione, " disse Pozzi. "Sono ancora lavori in corso, valutare quali strutture monitorare e quanto investire in ciascuna di esse".

In un mondo perfetto, applicheremmo sensori a ogni sistema infrastrutturale. Ma poiché le risorse di finanziamento sono limitate e i sistemi di rilevamento possono essere costosi da implementare e mantenere, dotare ogni ponte di un sistema di rilevamento non è la risposta. Perciò, è importante valutare il valore effettivo delle informazioni fornite dai sensori.

Il quadro proposto da Pozzi e Li ha rilevato che ci sono diversi fattori chiave che determinano il valore del rilevamento:quanto velocemente il componente si degrada, quali azioni puoi intraprendere per far fronte al degrado, i costi economici legati alla manutenzione, il costo delle riparazioni, i costi relativi al guasto o malfunzionamento del sensore stesso, quanto è preciso il sensore, con quale frequenza i sensori ti danno una risposta, e quanto velocemente puoi reagire alle informazioni dal sensore. Per esempio, se un sistema di rilevamento fornisce informazioni accurate ma il manager non può reagire rapidamente alle informazioni per mitigare il problema in tempo, potrebbe non valere il costo di avere sensori. Quando le risorse sono limitate ed è complicato allocare fondi in sistemi infrastrutturali complessi, il quadro cerca di fornire indicazioni quantitative.

"Gli investimenti in infrastrutture possono avere un guadagno significativo attraverso la sicurezza incrementale e la riduzione della congestione e dei problemi dovuti alla rete di trasporto, Per esempio, " ha detto Pozzi. "Tra questi investimenti, alcuni potrebbero essere destinati al retrofit o alla sostituzione di componenti infrastrutturali, e alcuni potrebbero anche essere assegnati ai sensori. Il nostro framework è orientato verso entità che devono controllare e garantire la sicurezza di un ambiente costruito, per aiutarli a prendere decisioni importanti riguardo ai nostri sistemi infrastrutturali."