L'accoppiata vincente: fibra ottica e sensori industriali

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• lo strain nei componenti meccanici (ad esempio pale eoliche, strutture portanti);
• la temperatura in aree dove c’è forte riscaldamento, corrente elevata o ambienti corrosivi;
• deformazioni o vibrazioni che possono segnalare un guasto imminente.

Nel mondo dell'Industria 4.0 e della connettività, questa capacità di vedere così minuziosamente e all’interno di un impianto è un vantaggio reale in termini di riduzione di costi, di sicurezza e di sostenibilità. Inoltre, i sensori in fibra ottica possono operare in condizioni estreme, come ambienti ad altissima temperatura (fino a 300 °C o più se usano rivestimenti speciali) e installati in spazi molto ristretti, grazie alla dimensione ridotta della fibra e, in ultimo, non subendo in alcun modo le interferenze magnetiche ed elettriche, i loro risultati sono di gran lunga più attendibili rispetto a quelli prodotti con altri sistemi di rilevamento.

Non sono, però, solo le caratteristiche fisiche a rendere i sensori in fibra ottica così performanti. Un ruolo strategico lo gioca anche la capacità di questa tecnologia di connettività nel trasportare i dati in modo veloce e agevole verso i sistemi di controllo e d'integrarsi alla perfezione con reti industriali ad alta velocità. 

 Dunque, ricapitolando, ecco perché i sensori in fibra ottica sono da preferire a quelli tradizionali: 

• Immunità ai disturbi elettromagnetici: in ambienti industriali dove ci sono motori, altissime tensioni, forni, un sensore elettronico classico può essere disturbato. La fibra evita questo problema;
• Piccole dimensioni, peso ridotto  e flessibilità: la fibra può essere inserita là dove un sensore tradizionale non entra;
• Distanza e distribuzione: la misura può arrivare da molto lontano, o lungo lunghi elementi strategici;
• Resistenza ambientale: alte temperature, corrosione, ambienti esplosivi;
• Alta densità di misura e multipoint: soprattutto con sensori distribuiti puoi avere “migliaia di punti” lungo una singola fibra. 

Ovviamente, tutta questa meraviglia ha un costo e comporta un investimento iniziale notevole si in termini di materiali che di risorse umane poiché serve una competenza ottica specializzata, e spesso l’installazione richiede moltissima attenzione affinché il risultato si davvero ottimale. Inoltre, i dati ottenuti vanno interpretati attraverso algoritmi e software di analisi anche piuttosto complessi nella loro gestione.

Dunque, un'azienda pronta a modernizzarsi deve fare diverse valutazioni preliminari prima d'investire nei sensori in fibra ottica. E' fondamentale tener conto dell’ambiente dove sarà posato il sensore, se ci sono, per esempio, campi elettromagnetici, alte temperature, corrosione, accessibilità. Se queste condizioni sono critiche, la fibra ottica ha un grande vantaggio. Deve definire bene a monte quale parametro misurare: temperatura, strain, vibrazione, livello, deformazione. A seconda del parametro cambia la tecnologia. Deve tenere conto della distanza e della distribuzione: se serve monitoraggio su lunghe distanze o lungo tubazioni/linee, la fibra distribuita è molto utile.

Sono una serie di considerazioni fondamentali al fine di comprendere il vantaggio di questo tipo di tecnologia e decidere se, applicata al contesto in cui si opera, possa portare i benefici sperati, visto gli elevati costi sia per l'acquisto dei materiali, per la loro posa che per la formazione del personale e della manutenzione preventiva. 

La combinazione fibra ottica più sensore industriale rappresenta oggi una delle frontiere più interessanti per l’industria che vuole essere connessa, sicura, efficiente e sostenibile. Una tecnologia matura, in forte espansione, che già oggi trova applicazioni concrete in impianti critici, infrastrutture e processi avanzati.

La Redazione