La maggior parte delle strutture industriali durante la loro vita utile sono sottoposte all'azione di carichi molto prossimi ai valori nominali di progetto per un numero elevato di cicli.

Tali strutture sono infatti progettate per azioni di esercizio, indotte ad esempio da macchinari o carroponti, il cui valore è generalmente considerato noto e non soggetto a particolari variazioni nel corso del tempo, a meno di alterazioni significative nei processi produttivi. In questi casi i progettisti sono soliti utilizzare a pieno le risorse di resistenza e deformabilità dei componenti strutturali, che risultano soggetti a cicli di tensione/deformazione di elevata intensità per l'intera durata delle loro vita utile, al termine della quale possono essere riparati o sostituiti.

In particolare, all'interno degli impianti siderurgici le strutture in acciaio sono soggette ad intensi cicli di carico, con lo sviluppo dei conseguenti fenomeni di fatica, ed anche ad un ambiente particolarmente aggressivo nei confronti dei materiali metallici, come nel caso delle strutture di supporto dei ponti nastro o delle gru semi-mobili utilizzate per il trasporto dei minerali di produzione. Queste condizioni di esercizio possono determinare importanti ed inattesi cambiamenti nel comportamento globale delle struttura e/o locale dei singoli componenti, a causa dello sviluppo di lesioni per fatica e/o di crisi di resistenza e stabilità dovuti alla riduzione per corrosione delle sezioni resistenti.

Nel presente articolo sono riportati i risultati preliminari di un progetto di ricerca realizzato dal Dipartimento di Ingegneria Civile dell'Università di Pisa sulle strutture metalliche industriali dell'impianto siderurgico ILVA di Taranto. Obiettivo principale della ricerca è l'analisi e lo sviluppo di sistemi di monitoraggio permanente con capacità di "Early Warning", ovvero capaci di identificare automaticamente le alterazioni del comportamento dinamico delle strutture metalliche dovuti a danneggiamenti per fatica o causati da fenomeni corrosivi.

Nella prima parte della ricerca, sono state realizzate approfondite indagini sperimentali per ottenere un conoscenza approfondita dell'effettivo comportamento strutturale dei casi studio selezionati. A tale scopo, sono state effettuate prove dinamiche ed estensimetriche sulle strutture oggetto dello studio per ottenere l'identificazione sperimentale del comportamento dinamico e la valutazione dei cicli di tensione indotti dai processi produttivi.

La seconda parte dello studio, attualmente in fase di realizzazione, sarà dedicata allo sviluppo di tre prototipi di sistemi di monitoraggio con capacità di "Early Warning" da installare su tre dei casi studio selezionati. Al fine di interpretarne correttamente il comportamento strutturale, saranno analizzate le caratteristiche statiche e dinamiche delle azioni di esercizio agenti sui casi studio e saranno individuati opportuni indicatori di danneggiamento mediante lo studio degli effetti strutturali di diversi scenari di danno, ottenuti attraverso simulazioni numeriche. In tale modo sarà possibile definire i parametri del software di monitoraggio strutturale, che avrà il compito di riconoscere variazioni significative nella risposta strutturale e, nel caso, di fornire agli operatori opportuni segnalazioni di allerta per possibili diminuzioni della sicurezza di funzionamento della struttura.