Monitoraggio dello stato di salute strutturale nei veicoli a gas naturale
La diffusione dei combustibili alternativi nel settore dei trasporti può limitare la dipendenza europea dal petrolio, e offrire il vantaggio supplementare di ridotte emissioni nocive nell'ambiente. Diversi fattori impediscono però la crescita di mercato dei veicoli che funzionano a gas naturale compresso, anche se considerati i motori a combustione interna più puliti tra quelli oggi disponibili. I serbatoi completamente compositi utilizzati per lo stoccaggio a bordo del gas naturale hanno elevati costi di fabbricazione. Inoltre, nonostante la loro lunga durata, i problemi di sicurezza e manutenzione continuano a essere un ostacolo a un'ampia diffusione nei veicoli. Il progetto europeo ZEM si è occupato di mettere a punto un sistema di monitoraggio, basato su sensori a fibre ottiche, che semplifica il controllo periodico e la valutazione dettagliata dell'integrità strutturale dei serbatoi. Il sistema è stato progettato per essere installato in permanenza sui serbatoi per gas naturale, in modo da consentirne la consultazione online durante il rifornimento. In particolare, sono stati sviluppati sensori a fibre ottiche da inserire nel materiale dei serbatoi compositi. Il lavoro di ricerca condotto all'università di Strathclyde si è concentrato sui cambi nell'attenuazione delle fibre, fonte significativa d'imprecisione imputabile soprattutto alle micropiegature delle fibre durante la pressurizzazione del serbatoio. Per superare il problema è stata scelta, e usata per valutare la sollecitazione dei serbatoi di gas, una ben consolidata tecnica basata sulla misurazione di fase della sottoportante di una luce modulata a radiofrequenza. Il metodo, che usa una miscelazione in fase e in quadratura e misura il rapporto degli output, è indipendente dai livelli di potenza ottica per un'ampia gamma di valori. Dato che i livelli di potenza possono cambiare per l'invecchiamento delle componenti e per una vasta serie di fattori ambientali esterni, il sensore a fibre ottiche potenziato può essere impiegato nella misurazione di differenti tipi di sollecitazione. Può essere inoltre utilizzato in modo trasmissione o riflessione per interrogare sequenzialmente a distanza le unità di una rete di sensori a fibre ottiche multiplessati. Per il futuro, i partner del progetto ZEM pensano a sensori di grande precisione e stabilità nella gamma delle microsollecitazioni e adatti a una produzione di massa a costi ridotti.
