La fibra ottica atterra all’aeroporto Charles de Gaulle di Parigi

Durante il transito degli aerei le condizioni delle infrastrutture sono molto importanti. Le pavimentazioni aeronautiche possono essere costituite da grandi lastre di cemento che si sollevano e si abbassano a seconda della temperatura e degli agenti atmosferici. Magari sono pochi millimetri, ma il continuo transito degli aerei causa un progressivo degrado della pavimentazione.

L’aeroporto Charles De Gaulle di Parigi, il secondo più trafficato d’Europa, ha pertanto avviato uno studio sperimentale per analizzare le sollecitazioni che avvengono su una pavimentazione aeroportuale e ha chiesto a NTSG Italia (Gruppo Mon.it) di realizzare un progetto di monitoraggio delle lastre per capire quali possono essere le variazioni che la struttura subisce nel corso del tempo e di conseguenza capire qual è il suo stato di salute.

L’obiettivo è pianificare con precisione le attività di manutenzione basandosi sulle reali condizioni della pista e di migliorare la conoscenza delle sollecitazioni subite dalle lastre per affinare i modelli teorici usati per il dimensionamento delle pavimentazioni.

FASE 1 – monitoraggio strutturale delle “DALLE”

Alcune delle pavimentazioni aeroportuali sono realizzate da diversi strati di materiale. lo strato superiore è composto da Dalle: blocchi di cemento 5×5 m con spessore di circa 60 cm.

Il progetto prevede l’installazione di sensori in fibra ottica all’interno delle Dalle su un tratto di pavimentazione aeroportuale, durante la fase di costruzione della pavimentazione.

In queste DALLE sono presenti castelletti in ferro dove abbiamo installato sensori MS (strain) e MST (strain e temperatura), sensori di umidità e termici.

Una volta installati i sensori sui castelletti, viene effettuata la colata di cemento che costituisce la Dalla, creando un blocco unico: in questo modo possiamo monitorare le deformazioni del cemento dovute a fenomeni termici e al passaggio dei mezzi.

Al centro in alcune Dalle è stato installato un sensore di umidità per monitorarne la percentuale all’interno del cemento. Inoltre sullo spessore delle Dalle sono previsti triplette di sensori termici per misurare il gradiente termico quindi verificare la variazione di temperatura all’interno delle stesse.

Nello strato di asfalto drenante sottostante le Dalle, sono stati installati dei PIEZOMETRI per verificare l’eventuale presenza di infiltrazioni di acqua.

Altro ambito di sperimentazione è l’analisi del movimento relativo di Dalle Adiacenti indotto da sollecitazioni esterne (transito aereo/mezzo)

A tal fine sono state sensorizzate le giunture tra Dalle adiacenti

FASE 2 – Riconoscimento dei mezzi transitanti
APPLICAZIONE SPERIMENTALE

In questo caso l’obiettivo è arrivare a tracciare una parte della traiettoria degli aerei in transito per qualificare lo spostamento laterale degli stessi sulle infrastrutture.

Per installare i sensori viene scavata una trincea nel cemento larga 2,5 cm e profonda 5 cm dove sono posizionate le fibre ottiche, sorrette da supporti a incastro per mantenere tutte le fibre alla stessa altezza.

Sulla stessa pista verranno installati sensori GFRP (strain) e 4 sensori di temperatura ai bordi.

I sensori installati sono i seguenti:

216 sensori di deformazione distribuiti su 6 lastre: per ogni soletta sono stati installati 2 strati di 9 coppie di sensori di deformazione in configurazione a “L”.
La configurazione a “L” è composta da due sensori in direzioni ortogonali in 9 punti specifici per ogni lastra (agli angoli, al centro di ogni lato e al centro). Avere le 9 “L” su due livelli (superiore e inferiore) per lastra (cioè 18 “L” x 2 cioè 36 sensori totali per lastra) permette di ricostruire in modo esaustivo le deformazioni delle lastre.
36 sensori di temperatura distribuiti su 6 lastre: per ogni soletta sono stati installati 2 set di 3 sensori di temperatura (1 per livello su due punti diversi per solaio), che consentono di valutare il gradiente termico su due sezioni verticali e di compensare le misure di stress di cui sopra
6 sensori di deformazione e temperatura (3 coppie da 2) posti tra due lastre (2 sensori tra le lastre 6 e 7, 2 sensori tra le lastre 2 e 7, 2 sensori tra le lastre 7 e 8) che permettono di valutare il trasferimento di carico tra 3 coppie di 2 lastre
2 sensori di umidità nel calcestruzzo delle lastre
2 sensori piezometrici per valutare il contenuto d’acqua nell’asfalto drenante
10 aste GFRP (su due linee, quindi 5 aste x 2) che contengono 240 sensori di deformazione in totale. Installato in due trincee trasversali rispetto alla pista: i sensori di deformazione in questa configurazione vengono stimolati al passaggio dell’aeromobile, e l’analisi dei dati di prodotto permette l’applicazione della scansione (rilevamento del modello dell’aeromobile al suo passaggio)
4 sensori di temperatura a bordo pista in corrispondenza dei GFRP, per la compensazione delle misure di stress da GFRP