Manutenzione preventiva: migliora la sicurezza e riduce i costi

Negli ultimi decenni, da quando l’Industria 4.0 ha iniziato a diffondersi sotto la spinta di tecnologie sempre più performanti - prima fra tutte il digitale - si è spesso parlato di efficienza come strumento per migliorare la produzione. Tuttavia, il concetto di efficienza non ha a che fare solamente con lo sviluppo di prodotti e servizi, ma anche con la capacità di gestire le risorse, conoscere i punti di debolezza, saper prevenire eventuali situazioni critiche, amministrare correttamente le risorse economiche. E i dati (molto spesso big) sono gli elementi fondanti di questo processo. 
Un concetto che riguarda non solo la catena produttiva, ma anche l’infrastruttura fisica all’interno della quale si svolgono le attività. È frequente, infatti, che i siti industriali e gli elementi che li popolano siano stati rimaneggiati, modificati o bisognosi di interventi strutturali in quanto datati. A fronte di tale situazione l’atteggiamento generalmente adottato è quello di attendere e sperare che le strutture non si danneggino o le macchine non si guastino durante l’utilizzo, intervenendo solamente quando non è più possibile rimandare. Tuttavia, optare per una “manutenzione a guasto” si rivela spesso antieconomico poiché genera situazioni come arresto nella continuità operativa, spese impreviste, ritardi nelle consegne. Ma non solo. Nella peggiore delle ipotesi e cioè in caso di incidente con danni all’ambiente o alle persone vi sono anche ripercussioni sul piano penale. Senza dimenticare - va da sé - quelle di ordine morale.

La “manutenzione preventiva”, grazie all’uso di tecnologie e software di elaborazione dei dati, consente di tenere monitorate le strutture industriali e di osservarne lo stato di salute. Intervenendo prima che si verifichino problemi sia di lieve che di grande entità.
È con questa finalità che nasce la collaborazione tra Bureau Veritas Nexta e Osmos, società che sviluppa sistemi di monitoraggio a livello globale. Quest’ultima raccoglie ed elabora dati ricorrendo a strumenti quali:
- sensori a corde ottiche che trasformano una variazione della lunghezza d’onda riflessa di una fibra ottica precaricata in una variazione statica o dinamica di distanza
- inclinometri, strumenti ad elevata sensibilità progettati per misurare piccole deviazioni della verticalità delle strutture
- accelerometri, utilizzati per la misurazione delle vibrazioni
- sensori di spostamento GPS, per tracciare le deformazioni delle strutture ed eventuali movimenti nello spazio.

Tale approccio può essere utilizzato per avviare attività di manutenzione preventiva all’interno di siti industriali per aumentarne il livello di sicurezza, allungarne il ciclo di vita utile e ridurre le manutenzioni in generale. Vi sono differenti situazioni nelle quali il sistema di monitoraggio delle strutture può essere applicato. Vediamone alcune.

Un caso è quello di aree nelle quali il traffico pedonale e veicolare devono essere mantenuti separati, ricorrendo all’uso di passerelle pedonali o sovrappassi. Qui si ha la necessità di tenere monitorata la struttura, affinché vibrazioni e deformazioni si mantengano entro limiti accettabili per garantire la sicurezza durante l’utilizzo. La modalità di raccolta dei dati correla i comportamenti dinamici con l’andamento delle temperature e verifica i livelli di deformazione e vibrazione raggiunti durante le operazioni di esercizio.
Quando, al contrario, per gli spostamenti pedonali si ricorre all’utilizzo di tunnel, si ha l’esigenza di mantenere sotto controllo eventuali sezioni critiche (es. fessurate o sottoposte ad elevati livelli di sollecitazione). In questo caso, sensori e software saranno in grado di identificare le zone in cui si ha concentrazione di sforzi così da prevenire possibili situazioni di emergenza.

Nel caso di condotte in pressione, come quelle presenti nelle centrali idroelettriche, si ha il bisogno di verificare la risposta della struttura a sollecitazioni intense, come sono ad esempio le variazioni di pressione, così come gli effetti delle condizioni ambientali, spesso difficili, ed i movimenti del terreno. Monitorare le condotte consente di identificare con anticipo eventuali e pericolose deformazioni.

Il monitoraggio è utile anche nel caso in cui, all’interno del sito industriale vengano utilizzati dei ponti mobili - solidali alla struttura – che, sottoposti a sollecitazioni intense e continuate, potrebbero non solo subire guasti nelle parti meccaniche, ma causare danni alla struttura alla quale sono integrati. In tali circostanze i sensori possono assicurare la piena funzionalità delle gru all’interno dell’intero campo di utilizzo.
Il sistema infatti fornisce un’analisi dettagliata del comportamento durante l’uso, identificando eventuali azioni correttive da mettere in atto per assicurare le performance ottimali e tracciando le operazioni (conteggio dei cicli, storie di carico) in modo da segnalare quando è il caso di intervenire.

Ove vi siano strutture verticali e “snelle” come ciminiere, torri, pale eoliche o strutture per le telecomunicazioni è invece essenziale valutare gli effetti delle azioni orizzontali come vento e sisma, tenendo in considerazione l’impatto ambientale delle strutture, soprattutto se queste si trovano vicine a centri urbani o in zone con permanenza di persone. Nel caso di silos, al monitoraggio verticale viene affiancato il controllo delle variazioni nel corso di operazioni di riempimento e svuotamento, durante le quali la struttura potrebbe subire danni da fessurazione o rottura a causa delle intense sollecitazioni a cui è sottoposta.

Infine, le tecnologie di monitoraggio possono essere applicate anche a strutture immerse nell’acqua, quali i pontili, soggetti a urti - di diversa importanza - durante le manovre di attracco. 

Un sistema di monitoraggio può dare un ulteriore contributo alla gestione della sicurezza in ambito di operazioni di decommissioning industriale quando, raggiunta la fine vita di una parte di impianto, questa dovesse essere demolita. La possibilità di controllare tramite sensori l’impatto delle opere di demolizione sulle restanti parti del sito industriale consente di gestire nella maniera più idonea le operazioni, in modo tale da minimizzarne l’impatto sull’operatività generale del sito e da ridurre il più possibile i potenziali impatti su terzi. In particolare, i rischi si possono ricondurre a quattro tipi: rumore, vibrazioni, crolli o cedimenti strutturali e polveri (in questo senso si immagini la bonifica di siti con presenza di amianto). 
I benefici attesi sono importanti e riguardano ambiti come la sicurezza e salute dei lavoratori e il rispetto per l’ambiente.