Sensori in fibra ottica e applicazioni nel monitoraggio delle strutture di ingegneria civile

This thesis focuses on the emerging technology of fiber optic sensors. Their use has increased considerably, thanks to the excellent sensitivity of these instruments. In fact, the optical fiber has considerable advantages: it is small, light, robust and easily manageable; moreover it is composed of dielectric material, which makes it immune to electromagnetic interference. Thanks to these properties it is possible to develop fiber optic sensors distributed along the fiber or in small sections. Specifically, the distributed sensors exploit Rayleigh scattering, an intrinsic property of the fiber, which allows physical agents to be detected directly on it, such as a variation in temperature and pressure. For this reason, a series of applications of these sensors in the monitoring of civil engineering structures will be presented during the thesis. A particular example concerns the measurement of deformations in concrete structures.

La presente tesina è incentrata sulla tecnologia emergente dei sensori in fibra ottica. Il loro impiego è notevolmente aumentato, grazie alla ottima sensibilità di questi strumenti. Infatti la fibra ottica in sè presenta notevoli vantaggi: essa è piccola, leggera, robusta e facilmente gestibile; inoltre è composta da materiale dielettrico, il quale la rende immune alle interferenze elettromagnetiche. Grazie a queste proprietà è possibile sviluppare sensori in fibra ottica distribuiti lungo la fibra oppure in piccole sezioni. Nello specifico i sensori distribuiti sfruttano lo scattering di Rayleigh, una proprietà intrinseca della fibra, il quale permette di rilevare direttamente su di essa gli agenti fisici, come una variazione di temperatura e pressione. Per questo motivo nel corso della tesina verranno presentate una serie di applicazioni di questi sensori nel monitoraggio delle strutture di ingegneria civile. Un particolare esempio riguarda la misura delle deformazioni nelle strutture di cemento.