Premessa
La Stazione Alta Velocità di Firenze costituisce un intervento infrastrutturale di primaria importanza strategica per la rete ferroviaria nazionale. L’opera si caratterizza per l’elevata complessità tecnica e per le significative dimensioni dello scavo principale, pari a 50 x 500 x 25 m.
La realizzazione della struttura avviene mediante tecnologia costruttiva Top-Down, che prevede l’esecuzione preliminare della soletta del Piano Terra, seguita dalla progressiva rimozione del terreno sottostante. Tale metodologia consente di ridurre le deformazioni laterali del terreno e di ottimizzare la gestione delle spinte orizzontali durante le fasi di scavo.
Nel corso delle operazioni, la progressiva decompressione del terreno residuo determina fenomeni di sollevamento delle strutture provvisorie infisse, con conseguente incremento dei carichi e delle tensioni agenti sugli impalcati già realizzati. Tali effetti impongono un controllo costante dei comportamenti strutturali per garantire la stabilità geometrica e funzionale dell’opera in costruzione.
In tale ambito, i committenti dell’opera RFI e CONSORZIO FLORENTIA si sono rivolti agli specialisti di SISTRAL IoT srl, innovativa società che opera nel campo della ricerca e sviluppo di sistemi di monitoraggio strutturale basati su IoT, attraverso l’ideazione e vendita di sensori, schede elettroniche a basso consumo e reti wireless che raccolgono dati da strutture civili e industriali, per inviarli su piattaforme cloud per l’analisi della “salute” delle opere stesse.
Nel dettaglio SISTRAL IoT è stata incaricata della progettazione e installazione di un sistema di monitoraggio strutturale finalizzato alla misura e all’analisi dei carichi nelle strutture provvisorie, nonché della realizzazione di un impianto idraulico di regolazione attiva. Quest’ultimo consente di eseguire le regolazioni di quota degli impalcati già completati, mantenendone l’orizzontalità e compensando gli assestamenti indotti dalle fasi di scavo e costruzione.
L’intervento garantisce così il controllo continuo del comportamento statico delle strutture temporanee, contribuendo alla sicurezza e all’affidabilità complessiva del processo costruttivo.
Il contributo di CELMI
Nell’ambito della realizzazione del suddetto sistema di controllo dell’integrità strutturale, SISTRAL IoT srl si è affidata all’esperienza e know how di CELMI S.r.l., realtà specializzata da oltre 40 anni nella progettazione e produzione di celle di carico e strumenti di pesatura industriale. Il team tecnico di CELMI ha fornito il proprio supporto specialistico attraverso la progettazione e fornitura di 40 celle di carico a compressione a colonna tipo 181 da 1.000 tonnellate di portata ciascuna. Questi strumenti sono stati utilizzati per la strumentazione dei martinetti idraulici di puntellazione installati da SISTRAL IoT S.r.l. (4 celle per ognuno dei 10 puntelli monitorati).
Oltre alla fornitura delle celle, il team tecnico di CELMI ha affiancato SISTRAL nella definizione delle specifiche meccaniche di accoppiamento e nella taratura iniziale dei sensori, garantendo la massima precisione nella misura dei carichi e l’affidabilità dei dati acquisiti in condizioni di cantiere particolarmente impegnative.
Sistema di puntellazione e principio di funzionamento
Il sistema di contrasto principale del cantiere della nuova stazione AV è costituito da 16 puntelli disposti su due livelli di profondità: 12 a livello mezzanino (quota +35,85 m) e 4 integrativi al livello +29,00 m.
Di questi 16 puntelli totali, 10 sono monitorati e quindi composti, ognuno, da quattro correnti in carpenteria metallica e dotato di martinetti idraulici ad alta capacità (1000 tonnellate) con ghiera meccanica di sicurezza. In fase di installazione, i martinetti vengono precaricati a circa 150 tonnellate ciascuno (pari a 600 tonnellate per puntello), con successivi incrementi dovuti alle spinte del terreno e alle variazioni termiche.
Per il controllo dei carichi, i martinetti sono strumentati con celle di carico CELMI tipo 181, installate tra il pistone e la piastra di contrasto superiore. Un elemento meccanico di centraggio mantiene la cella perfettamente allineata all’asse del martinetto, evitando eccentricità e assicurando letture stabili e precise. L’accuratezza del sistema raggiunge circa ±1% della portata nominale, valore di riferimento per applicazioni strutturali di grande tonnellaggio.
Figura 1 – cella di carico compressione a colonna tipo 181 da 1.000 t installata sui martinetti
Figura 2 – Dettaglio del sistema di precarico e celle installate sui martinetti.
Figura 3 – Celle di carico CELMI tipo 181 montate sui martinetti idraulici in cantiere.
Figura 4 – Modulo di misura e connessione della cella di carico al sistema di monitoraggio SISTRAL FoxBox.
Figura 5 – Puntello armato completo installato all’interno della struttura provvisoria di contrasto.
Figura 6 – Schema tecnico SISTRAL del sistema di puntellazione e strumentazione
Sistema di monitoraggio remoto
Tutte le celle di carico sono collegate al sistema SISTRAL FoxBox, un dispositivo IoT autonomo che effettua letture periodiche dei carichi e trasmette i dati a un server cloud con frequenza oraria. La trasmissione avviene tramite rete Sigfox, una tecnologia LPWAN che consente la comunicazione anche in ambienti sotterranei, senza la necessità di SIM o connessione Wi-Fi.
La piattaforma di SISTRAL consente la visualizzazione grafica in tempo reale dei carichi su ciascun puntello, la registrazione storica dei dati e la configurazione di soglie di attenzione e di allarme, con notifiche automatiche via SMS o e-mail. Questo sistema garantisce un controllo continuo delle strutture provvisorie e consente interventi tempestivi in caso di variazioni anomale dei carichi o degli effetti termici.
| Dati | Descrizione |
| Numero celle installate | 40 |
| Tipologia | Tipo 181 a compressione a colonna |
| Portata nominale | 1000 tonnellate |
| Precisione | ±1% F.S. |
| Livelli di installazione | +35,85 m e +29,00 m |
| Sistema di acquisizione | SISTRAL FoxBox – rete Sigfox |
| Frequenza di campionamento | 1 dato/ora |
| Monitoraggio | Remoto via Cloud, soglie di allarme configurabili |
Perché CELMI?
La scelta di CELMI per la fornitura delle celle di carico destinate al sistema di monitoraggio della stazione AV di Firenze è stata determinata dalla presenza di requisiti tecnici stringenti in termini di precisione, affidabilità e robustezza meccanica. Le nostre celle a compressione a colonna tipo 181 hanno dimostrato nel tempo prestazioni costanti anche in condizioni di carico elevato e variabilità termica, caratteristiche essenziali per garantire la continuità e l’affidabilità delle misure in ambiente di cantiere. La consolidata esperienza di CELMI nella progettazione di sensori per applicazioni strutturali e industriali ad alta capacità, unita alla possibilità di personalizzare i dispositivi in funzione delle specifiche esigenze di integrazione con il sistema SISTRAL, ha rappresentato un fattore decisivo nella scelta di CELMI come fornitore. Inoltre, la disponibilità del supporto tecnico diretto nelle fasi di progettazione, installazione e taratura ha assicurato un’elevata coerenza tra i requisiti di misura e le prestazioni effettive del sistema.
La cooperazione SISTRAL-CELMI ha rappresentato la soluzione che ha unito affidabilità metrologica, tecnologia di comunicazione avanzata e semplicità di gestione, offrendo uno strumento completo per il monitoraggio predittivo delle strutture complesse. Il risultato finale è stato un sistema capace di supportare tecnici e gestori nella valutazione continua dello stato dell’infrastruttura, contribuendo a prolungarne la vita utile, ottimizzare le operazioni di manutenzione e garantire il massimo livello di sicurezza operativa.