Il progetto è stato finalizzato alla realizzazione un sistema di monitoraggio basato su sensori a reticolo di Bragg (FBG – Fiber Bragg Gratings) per il controllo dell’assetto ottimale per minimizzare i consumi energetici e per l’analisi in tempo reale delle condizioni strutturali dello scafo, consentendo quindi di aumentare la durata degli scafi, ridurre i costi di manutenzione e migliorare la sicurezza.

Le misure così ottenute, attraverso particolari algoritmi di calcolo, consentono di individuare le regolazioni da fare su flap e trim per ottimizzare l’assetto dell’imbarcazione riducendo i consumi, migliorando la navigabilità e la stabilità.

Le misure di deformazione, inoltre, consentono di monitorare in tempo reale la deformata dello scafo, modellarne il comportamento e quindi identificare, in condizioni statiche o in navigazione, eventuali danni. La realizzazione di questo sistema totalmente innovativo di monitoraggio e controllo dello scafo permette di raggiungere e addirittura superare i più moderni standard di sicurezza previsti dalle procedure dell’SHHM (Ship Hull Structural Health Monitoring) sul panorama internazionale.

Il sistema è sviluppato per le navi veloci e gli scafi plananti, ma può essere poi facilmente esteso alle navi mercantili e di grandi dimensioni.

Il cuore pulsante di questo sistema è costituito da una matrice di sensori FBG solidali con la struttura dell’imbarcazione, caratterizzati da una estrema precisione, affidabilità e versatilità nella misura della deformazione con una risoluzione del picometro.

Un obiettivo preliminare è stato lo sviluppo di una metodologia sperimentale per ricostruire, con la massima accuratezza, a partire dalle misure puntuali di deformazione, la deformazione tridimensionale dello scafo e la distribuzione dei carichi impulsivi. Da ciò si possono ricavare informazioni necessarie all’individuazione dell’assetto ottimale, come la superficie bagnata e il posizionamento della struttura rispetto al pelo libero, e dello stato tensionale della struttura, al fine di arrivare al monitoraggio in real-time della salute dello scafo e alla pronta segnalazione di danneggiamenti o rotture.

Ottimizzando la superficie bagnata tramite azionamenti automatici o semi-automatici sulle superfici di governo, il sistema di sensori FBG consente l’ottimizzazione dei consumi e la riduzione delle emissioni inquinanti.

L’utilizzo dei sensori FBG consente di operare in real-time controlli non distruttivi e addirittura non intrusivi sulla salute dello scafo e sull’ottimizzazione dell’assetto durante la crociera.

I sensori FBG, quindi, risultano avere caratteristiche uniche di precisione, accuratezza, non invasività e resistenza alle condizioni ambientali, per il monitoraggio di grandi strutture civili e meccaniche. Tale rete di misura dialoga con un apparato elettronico a bordo che contiene gli interrogatori che rileveranno lo stato tensionale dello scafo.

Il tutto è controllato da una consolle che viene integrata nella strumentazione di bordo sul ponte di comando, composta da uno schermo che visualizzerà in tempo reale le deformazioni e l’assetto dello scafo e che permette il controllo delle superfici di governo, secondo le indicazioni del sistema di rilevamento degli stress e delle deformazioni. Il tutto è corredato di altri sensori necessari allo scopo, come almeno un sensore di spostamento, e da opportuni allarmi per la segnalazioni dell’incorretto assetto del natante o dell’incorretto posizionamento dei carichi nella stiva e che azionano opportuni sistemi di sicurezza automatici per riportare l’assetto dell’imbarcazione in sicurezza.