STARTUP innovativa fondata a inizio 2014 Accolta in I3P (incubatore del Politecnico di Torino) Pluripremiata nelle competizioni nazionali

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1 STARTUP innovativa fondata a inizio 2014 Accolta in I3P (incubatore del Politecnico di Torino) Pluripremiata nelle competizioni nazionali Finanziamento europeo nell ambito di HORIZON 2020

2 Sistema innovativo per il monitoraggio statico di strutture, che proietta l ambito del SHM (Structural Health Monitoring) nel mondo IoT (Internet of Things)

3 Il concetto fondante della nostra attività R&D è: se vogliamo, come dobbiamo, aumentare l intelligenza dei sistemi di controllo e automazione con cui gestiamo il nostro mondo, dobbiamo aumentare esponenzialmente il numero di sensori dispiegati l intelligenza di un sistema è funzione del numero di punti sensibili di cui dispone e della capacità di correlazione delle informazioni ricavate

4 STRUCTURAL HEALTH MONITORING (SHM) SHM è un applicazione di controllo e monitoraggio potenzialmente molto importante, perché ci permette di verificare l integrità strutturale del mondo artificiale da noi creato e in cui viviamo e operiamo Idealmente dovrebbe essere esteso a tutto il nostro ambiente (edifici, ponti, gallerie, ecc.) In realtà, a oggi è limitato solo a strutture molto importanti o critiche, a causa dei costi elevati e della complessità di installazione

5 SHM: sempre più necessario In Italia, oltre il 22% degli edifici risulta in stato di conservazione mediocre (19,9%) o pessimo (2,2%); nel complesso si tratta di circa 2,6 milioni di edifici con evidenti necessità di riqualificazione (stime CRESME) La Federal Highway Administration ha individuato ponti negli Stati Uniti d America strutturalmente carenti e altri ponti funzionalmente obsoleti. Questi numeri rappresentano circa il 25% di tutti i ponti presenti negli Stati Uniti In Germania, Il totale dei ponti fatiscenti è pari a , dei quali 302 su tratte autostradali o su strade di grande comunicazione Secondo stime Frost & Sullivan dell anno 2013, il mercato mondiale delle costruzioni in materiale composito è destinato a crescere da 798,5 Milioni di euro nel 2012 a milioni di euro nel 2019

6 Un nuovo sistema completo, modulare e standardizzabile per SHM: Sensori economici e semplici da installare in grande numero, per un analisi SHM ad elevata granularità Eliminazione del cablaggio e delle infrastrutture fisiche Molteplicità di parametri misurati, in modo da contestualizzarli reciprocamente Archiviazione pluridecennale su CLOUD dei dati Accesso ai dati da BROWSER, tramite GUI potente e flessibile Perfettamente Integrato nei nuovi scenari IoT e BIG DATA

7 Il sensore PATCH è un foglio sottile di materiale composito, che incorpora all interno un elemento sensibile alla deformazione. Le ampie dimensioni dell area di lettura (200x100 mm) lo rendono adatto all applicazione anche su fessure o superfici irregolari. Permette di misurare la deformazione (STRAIN) e la TEMPERATURA della struttura cui è applicato. Non richiede alimentazione, pur avendo una memoria interna permanente per i parametri di taratura e identificazione. Non richiede connessioni o cablaggi, perché si attiva solo quando eccitato via RFID da un READER.

8 Il READER è un unità stagna, con batteria interna intercambiabile a durata pluriennale. Applicato sul PATCH, ne legge STRAIN e TEMPERATURA in wireless (RFID) fornendo anche l alimentazione necessaria al sensore. Misura inoltre l inclinazione (TILT) della struttura cui è applicato il PATCH. Incorpora un sensore SISMOGRAFICO per la registrazione e misura di scosse sismiche. Trasmette i dati rilevati al GATEWAY, in wireless.

9 Ogni gruppo di READER+PATCH, connessi ad uno stesso GATEWAY costituisce un CLUSTER. I dati sono trasmessi al GATEWAY tramite una rete dati locale con configurazione MESH, nella quale ogni unità non solo trasmette i propri dati ma fa da ripetitore per i dati trasmessi da altre unità che siano fuori portata.

10 Ogni CLUSTER è coordinato da un GATEWAY, che riceve i dati letti dai READER+PATCH, li elabora e li trasmette via Internet al SERVER su CLOUD. La trasmissione è tipicamente effettuata tramite un modem 3G. In località remote lo si sostituisce con un modem satellitare.

11 Il SERVER su CLOUD è il cuore del sistema SmartPatch. Al SERVER arrivano i dati dai CLUSTER. I dati vengono memorizzati in un database con capacità pluridecennale. I dati vengono poi elaborati ed organizzati su una GUI (interfaccia grafica utente), accessibile da Internet via browser.

12 Il sistema SmartPatch crea nuove possibilità nella progettazione e gestione delle strutture: Valutazione del reale stato delle strutture esistenti, dagli edifici storici alle infrastrutture di comunicazione Programmazione mirata degli interventi di verifica o messa in sicurezza, a partire da quelli più necessari, con maggior risparmio ed efficacia rispetto ai metodi attuali (ispezione visiva) Verifica del rispetto dei parametri di progetto durante l utilizzo della struttura stessa, arrivando ad una sorta di FEA in reverse engineering Maggior flessibilità e sicurezza nell utilizzo di materiali, tecnologie e progettazioni innovative, a partire dall utilizzo esteso dei materiali compositi Disponibilità di uno strumento standard per il monitoraggio SHM, con la creazione progressiva di una conoscenza e una documentazione uniforme per tutte le strutture

13 L estensione del monitoraggio SHM consentita dal sistema SmartPatch, crea uno scenario completamente nuovo anche per la gestione del territorio: A fronte di eventi catastrofici (terremoti, smottamenti, ecc.) la resilienza del territorio può accrescersi notevolmente, se si basa su un analisi strumentale e granulare dei danni e delle necessità La quantità di BIG DATA raccolti automaticamente e resi veramente fruibili può essere di grande aiuto nell interpretazione dello stato del territorio: si pensi alla rete distribuita e d estesa di sismografi che il sistema SmartPatch dispiega automaticamente L analisi statistica dei BIG DATA raccolti permette una visione olistica dell insieme delle strutture che compongono il territorio artificiale di una zona o località, seguendone l evoluzione e individuando precocemente anomalie

14 SHM + IoT: l evoluzione verso l intelligenza del territorio La disponibilità di un sistema SHM distribuito nell acquisizione e fruizione, ma centralizzato nella memorizzazione ed elaborazione, come quello proposto da SmartPatch, crea i presupposti per l evoluzione nel futuro: Sistemi esperti per la gestione I.A. delle strutture e del territorio artificiale Analisi dei BIG DATA raccolti, sia SHM che sismografici, e sia nello spazio che nel tempo, per la previsione e la programmazione del territorio Sistemi esperti per la gestione I.A. delle emergenze e della resilienza di strutture e territorio Utilizzo del SHM distribuito per l autoconfigurazione automatica e dinamica delle strutture