LOCK (Low-cost Optical system for CracK monitoring) è lacronimo utilizzato per indicare un innovativo sistema di monitoraggio sviluppato da ricercatori del Dipartimento di Elettronica del Politecnico di Torino e del Laboratorio di Fotonica dell’Istituto Superiore Mario Boella, con il supporto della Fondazione Torino Wireless, che ne ha finanziato lo sviluppo. Attualmente il sistema è in fase di brevettazione europea con estensione anche negli Stati Uniti.
Con lutilizzo di sensori in fibra ottica plastica (nota con la sigla POF, dallinglese Plastic Optical Fiber), il LOCK è in grado di tenere sotto controllo costantemente fessure e crepe nelle strutture degli edifici in modo più semplice ed economico rispetto a quanto già disponibile in commercio. Attualmente infatti si utilizzano fibre in vetro simili a quelle usate nelle telecomunicazioni ottiche che necessitano di complesse e costose apparecchiature per linterrogazione dei sensori.
I bassi costi di produzione e la semplicità di installazione, non invasiva – sono sufficienti i normali metodi di fissaggio usati per i fessurimetri convenzionali e cè la possibilità di usare anche fibre ottiche con rivestimento trasparente – sono dunque solo alcuni dei punti di forza del lock
Oggi, la moderna ingegneria strutturale evidenzia la necessità di avere disponibili sistemi di misura a basso costo che possano assicurare sia monitoraggi preventivi da sfruttare già nella fase di progetto di nuove opere, sia permanenti, a tutela del patrimonio artistico, per preservare al meglio anche i monumenti considerati, a torto, minori e di cui l’Italia è particolarmente ricca.
Attualmente il sistema sviluppato nellambito del progetto LOCK è in fase di avanzata prototipazione. Tra le installazioni pilota, la più significativa e prestigiosa, è quella che si sta realizzando a Venezia, città unica al mondo, con edifici di inestimabile valore ma anche con significative problematiche strutturali data la conformazione particolare del terreno su cui sorgono. Nello specifico, oggetto del monitoraggio è la Sinagoga Tedesca, che ospita il Museo Ebraico e con i suoi 500 anni di storia è tra i palazzi più visitati della Laguna. Lapplicazione del sistema LOCK al suo interno è stata accolta dalla Comunità Ebraica su suggerimento dellImpresa Perale specializzata in ristrutturazioni, che ha già avuto modo di collaborare con il gruppo di ricerca e conosce le potenzialità del sistema LOCK. Nella Sinagoga Tedesca il LOCK permette la misurazione simultanea di otto crepe, oltre al rilievo di dati sulla temperatura e lumidità. Il numero di sensori è configurabile secondo le esigenze dellutente, così come la loro frequenza di interrogazione che può arrivare a decine di misure al secondo; la loro sensibilità è tale da poter rilevare ogni minimo spostamento e deformazione dovuta anche solo al passaggio dei numerosi turisti che visitano ledificio ogni giorno.
E stato pertanto programmato di sfruttare i dati registrati anche per valutare se il numero attualmente individuato per le visite guidate sia un numero adeguato per salvaguardare ledificio o se sia necessario ridurre il numero di visitatori presenti in contemporanea. I dati acquisiti vengono trasmessi periodicamente a un server remoto, attraverso una connessione Internet via cavo o wireless, sfruttando la rete cellulare.
Sulla base delle sperimentazioni in corso, il gruppo di ricerca è già impegnato per migliorare ulteriormente il sistema. Tra gli obiettivi, la realizzazione di nuovi tipi di sensori ancora più sensibili e meno visibili ed altri capaci di misurare, oltre allo spostamento, anche le vibrazioni.
I vantaggi del sistema Lock
Rispetto ad altri sensori elettro-meccanici, quelli a fibra ottica presentano i seguenti punti di forza:
Leggerezza, flessibilità e versatilità.
Resistenza alla corrosione.
Immunità ai disturbi elettromagnetici e alle scariche elettrostatiche.
Impossibilità di innescare incendi o esplosioni.
Ridotto impatto invasivo.
Possibilità di usare la stessa fibra come sensore e per trasmissione dei dati.
Rispetto alle più famose fibre ottiche in vetro, abbondantemente usate nelle telecomunicazioni, quelle in plastica presentano i seguenti vantaggi:
non richiedono strumenti complessi e costosi per le connessioni e quindi sono di più semplice utilizzo anche per non esperti, quali possono essere dei tecnici tipicamente presenti in un cantiere;
sono caratterizzate da una maggiore capacità di raccolta della luce, indicata da un parametro detto apertura numerica che raggiunge valori di circa cinque volte superiori a quello delle fibre comunemente utilizzate nei sistemi di trasmissione ottica. Questa proprietà, a sua volta, permette:
lutilizzo di componenti elettro-ottici a minor costo;
Una più semplici installazione per via della maggiori tolleranze meccaniche sulle connessioni;
hanno un costo stimabile per un sistema di monitoraggio come quello installato a Venezia di circa un decimo rispetto ad un sistema ottico convenzionale .
Oltre ai costi operativi minori e alla facilità di installazione, è importante sottolineare la sicurezza intrinseca dei sensori ottici con limpossibilità di innescare incendi, non essendoci corrente che vi scorre.