Progetto ASeMP

Il progetto prevede la realizzazione di un plug-in ad hoc che permetterà ai progettisti di includere componenti tridimensionali dei bulloni sensorizzati in tre modelli strutturali tipici (fondazioni a piastra, mensole e telai piani con due montanti e una trave).

Le Analisi ad Elementi Finiti (FEM) verranno eseguite per simulare situazioni di collasso basate su tre variabili principali: temperatura, rotazione e forza di serraggio, rilevate dai sensori IoT integrati nelle giunzioni.

I risultati delle simulazioni permetteranno di stabilire i limiti ammissibili di queste variabili, che saranno utilizzati come input per un algoritmo di Intelligenza Artificiale appositamente sviluppato. Questo algoritmo confronterà i risultati delle analisi FEM con i dati raccolti dai sensori, per monitorare le condizioni delle strutture in acciaio, individuare eventuali anomalie e per predire future criticità.

Soluzione Innovativa e Predittiva

ASeMP si distingue per la proposta rivoluzionaria di uno strumento intelligente e integrato, in grado di gestire i dati raccolti dai sensori installati sul campo e monitorare costantemente lo stato dei bulloni sensorizzati. Questo facilita la manutenzione predittiva delle strutture durante il loro ciclo di vita, aumentando sicurezza ed efficienza.

Un aspetto cruciale del sistema ASeMP è la sua capacità predittiva, che prevede la proiezione futura dei dati raccolti per fornire informazioni preziose sullo stato delle strutture.

Grazie a questa caratteristica, gli operatori possono individuare possibili problemi e anomalie prima che si verifichino, pianificando interventi di manutenzione mirati e riducendo al minimo i rischi di guasti e malfunzionamenti.

Tecnologie e Sviluppi Futuri

Durante i sei mesi di implementazione del progetto, verrà sviluppato un cruscotto per la visualizzazione delle soglie di allarme definite e insegnate all'algoritmo AI.

Questo sistema integrato permetterà di monitorare e estendere la durata degli elementi costruttivi in acciaio (ad esempio: tirafondi, controventi, travi, pilastri, ecc.), ottenendo benefici significativi per la progettazione e la gestione delle attività di manutenzione predittiva delle strutture in acciaio.

Doppia Transizione Digitale ed Ecologica

La corretta progettazione strutturale, integrata con l'uso di sensoristica avanzata per scopi manutentivi, permette di adottare un approccio innovativo ed ecocompatibile nella gestione dei dati rilevati direttamente sul campo. Queste informazioni, raccolte in tempo reale, forniscono dati preziosi riguardo allo stato di salute delle strutture e infrastrutture a livello locale.

Grazie a questo nuovo processo, è possibile progettare accuratamente nodi inbullonati e sensorizzati durante la fase operativa. I dati raccolti ogni ora, in tempo reale, permettono di aumentare il ciclo di vita delle strutture nel tempo.

Il progetto ASeMP punta a implementare strumenti di progettazione strutturale e analisi strutturale, collegando i dati con sistemi IoT e un cruscotto di monitoraggio dedicato alla gestione dinamica del processo e del sistema tecnologico-digitale derivante da componenti smart.

Innovazione e Sostenibilità

L'innovatività e la sostenibilità del progetto risiedono nella volontà di fornire uno strumento digitale e integrato (software di progettazione strutturale, analisi FEM e algoritmi di intelligenza artificiale per determinare i valori di soglia ammissibili delle sollecitazioni nodali, e sensoristica IoT applicata alle giunzioni inbullonate) a supporto del ciclo di vita delle infrastrutture in acciaio. Particolare attenzione è rivolta alla circolarità del processo e alla produzione di emissioni climaticamente neutre.

In tal senso, i risultati delle attività di sviluppo sperimentale costituiscono un importante contributo digitale, interamente orientato all'efficientamento dell'ambito della progettazione e gestione sostenibile di un'opera nel tempo.

Miglioramenti per la Cyber Security e la Business Continuity

La soluzione proposta combina in modo efficace l'uso di software di progettazione strutturali riconosciuti e ampiamente adottati, con algoritmi di Intelligenza Artificiale che elaborano i dati generati da numerose analisi strutturali FEM. Questo approccio permette di determinare il calcolo dei range ammissibili per variabili come temperatura, forza di serraggio e inclinazione.

Sfruttando i dati raccolti dai sensori IoT installati sui nodi strutturali, l'algoritmo di Intelligenza Artificiale è in grado di riconoscere e segnalare eventuali criticità sulla base dello stato tensodeformativo.
È previsto lo sviluppo di un cruscotto per la visualizzazione delle soglie di allarme determinate e insegnate all'algoritmo AI.

Metodologie e Strumenti

Il progetto prevede l'impiego di un sistema tecnologico-digitale avanzato, che include:

Software di Progettazione Strutturale: Utilizzato per la modellazione strutturale orientata al Building Information Modeling (BIM) e per l'analisi strutturale applicata ai nodi e alle strutture in acciaio.
Plug-in ad hoc che consente di includere la componente 3D del bullone nei modelli strutturali e collegarlo alla piattaforma Tokbo e ai dati relativi al monitoraggio dei sensori. L’esportazione in .Ifc poi consente anche massima interoperabilità in ambienti BIM.
Software di Analisi FEM (Finite Element Method): Fondamentale per la simulazione e l'analisi delle performance strutturali, consentendo di prevedere e ottimizzare il comportamento delle strutture in diverse condizioni di carico.
Sensori IoT e Piattaforma TOKBO: Questa tecnologia porta l'Internet delle Cose nel settore degli elementi di fissaggio, creando un sistema di monitoraggio intelligente per componenti meccanici che integrano l'elettronica digitale nelle giunzioni in acciaio. TOKBO ha sviluppato una soluzione proprietaria per il monitoraggio costante e remoto di asset edili e infrastrutturali.

La soluzione , protetta dalla domanda di brevetto n.102020000024937, include:

Componente Hardware: Bulloni strutturali sensorizzati e connessi in rete tramite Gateway.
Componente Software: Piattaforma digitale in grado di aggregare e analizzare i dati raccolti dai sensori installati sulle strutture.
I bulloni sensorizzati di TOKBO sono in grado di raccogliere, interpretare e trasmettere dati relativi alla forza di serraggio, temperatura, inclinazione e vibrazioni. Queste informazioni sono essenziali per garantire la sicurezza e la durabilità delle strutture, fornendo un sistema di monitoraggio efficace e innovativo.

Il contributo di : applicazione e sviluppo della metodologia BIM

Coordinamento e verifica delle attività previste, gestione delle risorse impiegate, schedulazione di riunioni di avanzamento.
Gestione di importanti commesse inerenti all’implementazione della metodologia BIM e analisi strutturali.
Modellazione tridimensionale del bullone sensorizzato, oltre alla modellazione delle configurazioni strutturali in acciaio previste dal progetto.
Supporto consulenziale relativamente alla definizione dei range ammissibili per le variabili monitorate dalla sensoristica IoT.
Consulenza inerente allo sviluppo del cruscotto cloud per la visualizzazione delle soglie di allarme.