Viti intelligenti per tenere sotto controllo le grandi opere, l'idea che arriva dalla Germania

Un team di ricercatori della Fraunhofer Cluster of Excellence Cognitive Internet Technologies ha messo a punto un sistema di viti intelligenti chiamato "Smart Screw Connection". Il sistema può essere applicato a grandi opere pubbliche per semplificarne la manutenzione e prevenire rischi strutturali.

Si tratta di un vero e proprio ecosistema composto da viti e moduli radio che consentono la verifica del serraggio direttamente da remoto. La vite, infatti, ospita una rondella rivestita con un sottile film piezoresistivo chiamato DiaForce. Dopo che la vite viene serrata, il film sottile registra la forza di precarico in 3 punti e, in caso di variazioni, la resistenza elettrica del film cambia di conseguenza.

"Quando una vite si allenta, il conseguente cambiamento di resistenza viene segnalato a un modulo radio situato sulla testa della vite. Il modulo radio, a sua volta, invia i dati a una stazione centrale che raccoglie le informazioni da tutte le viti rilevanti nell'oggetto", spiega il Dr. Peter Spies, Project Manager e Group Manager Integrated Energy Supplies presso il Fraunhofer Institute for Integrated Circuits.

La domanda sorge spontanea: ma da dove prendono l'energia le viti? I ricercatori hanno sfruttato il concetto di "energy harvesting" che consente di sfruttare energia rinnovabile in un circuito autoalimentato. Oltre alla tradizionale soluzione fotovoltaica che sfrutta la luce solare, le viti sono in grado di ottenere energia dalle piccole variazioni di temperatura tra la testa della vite e l'ambiente.

A questo sistema per la raccolta dell'energia, si affianca il protocollo LPWAN (Low-Power Wide Area Network) sviluppato sempre da Fraunhofer che consente di trasmettere piccoli pacchetti dati anche su medie e lunghe distanze, con una richiesta energetica minima. In questo modo la stazione può essere posizionata anche a pochi chilometri dal sito in oggetto. I dati ricostruiscono una panoramica grafica per ogni singola vite ed è possibile scegliere tra un monitoraggio permanente, per singolo evento o a intervalli regolari.

Infine, per garantire la sicurezza da hacker e manomissioni durante la trasmissione dei dati, le viti insieme alle unità sensore e allo stesso modulo radio, vengono inserite in una scatola di programmazione schermata. Tramite protocollo RFID ad ogni singola vite viene assegnato un ID univoco e una chiave di crittografia. Allo stesso modo anche le trasmissioni sono crittografate.

Smart Screw Connection sarà presentato ufficialmente alla Hannover Messe che si terrà alla fine del mese (30 maggio - 2 giugno).

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