Metodi e tecnologie per ispezioni con onde ultrasoniche guidate di piastre e gusci in composito

Tra le tecnologie proposte per il monitoraggio strutturale (in inglese Structural Health Monitoring o SHM), quelle che usano onde ultrasoniche guidate sono considerate tra le più promettenti e versatili per le applicazioni che riguardano i materiali compositi. Con onde guidate ci si riferisce ad onde meccaniche che si propagano in strutture o in elementi strutturali, le guide d’onda, con almeno una dimensione caratteristica paragonabile alla lunghezza d’onda delle onde stesse. L’interazione tra la lunghezza d’onda e la geometria della guida d’onda dà luogo all’esistenza di svariate onde meccaniche. Tali onde variano in numero e mutano le loro caratteristiche di propagazione quali lunghezza d’onda, velocità, attenuazione e forma d’onda, al variare della frequenza (comportamento dispersivo). Le implementazioni tipiche di questi sistemi prevedono un sistema software/hardware che controlla una rete di trasduttori piezoelettrici posti sulla struttura da controllare, attraverso i quali si generano e ricevono onde guidate che sondano la struttura stessa. Mediante procedure di analisi dei segnali registrati ai trasduttori, le metodologie cercano di risalire allo stato di integrità del componente. La concreta possibilità di integrare una simile tecnologia di monitoraggio ad onde guidate in strutture in composito è attualmente limitata da: (i) scarsità di strumenti per la modellazione della propagazione in materiale composito; (ii) ingombro della strumentazione e cablature non compatibili con il monitoraggio permanente; (iii) limitata validazione delle tecnologie in condizioni operative ambientali (iv) elevati costi di integrazione. Per superare queste limitazioni sono allo studio nuovi trasduttori piezoelettrici e tecniche avanzate di elaborazione di segnale.