Il DMS® (Differential Monitoring of Stability) è un sistema di monitoraggio geotecnico fisso multiparametrico, destinato al monitoraggio automatico, in continuo ed in tempo reale della stabilità di versanti e di opere di ingegneria civile, brevettato e prodotto dalla società C.S.G. S.r.l. Il sistema è composto da uno strumento di monitoraggio modulare (colonne DMS® 2D/3D) da installare in foro di sondaggio o in superficie, da un’unità di controllo e teletrasmissione dati e dai relativi software di gestione, acquisizione ed elaborazione dati. La colonna DMS®, costituita da moduli rigidi sensorizzati collegati tra loro da speciali giunti aventi 2/3 gradi di libertà, è in pratica assimilabile ad una “spina dorsale” in grado di deformarsi insieme al terreno o alla struttura sulla quale è installata. I giunti consentono alle singole unità strumentate di adattarsi alle caratteristiche del foro di sondaggio o della parete ed ai movimenti del mezzo in esame, conservando la direzionalità azimutale per garantire la lettura non solo degli spostamenti, ma anche della loro direzione. Il sistema consente pertanto di monitorare in automatico, in continuo e in tempo reale il comportamento geotecnico del mezzo in cui è installato, copiando le deformazioni in 2/3 direzioni e fornendo al contempo le informazioni relative a piezometria, temperatura, accelerazione, per una completa ed efficace correlazione tra i vari geoindicatori nel tempo.
CSG ha introdotto con il sistema DMS® il monitoraggio “multiparametrico fisso in colonna” che permette di strumentare completamente la porzione di interesse geotecnico e quindi di rilevare in continuo, contemporaneamente e contestualmente le variazioni dello spostamento, della piezometria, della temperatura, dell’accelerazione, ecc., all’interno dello stesso foro, offrendo una pluralità di informazioni in tempo reale e da remoto inusuale per le strumentazioni tradizionali.
I vantaggi che derivano da questo nuovo modo di monitorare sono sia di tipo metodologico che tecnico-operativo. Dal punto di vista metodologico la possibilità di monitorare più parametri all’interno dello stesso foro offre una maggiore correlabilità tra i vari geoindicatori. Dal punto di vista tecnico-operativo, un sistema modulare, conformato secondo le caratteristiche del mezzo da monitorare, offre il vantaggio di poter disporre di tutte le informazioni necessarie per l’intera sezione di interesse consentendo quindi una visione globale del problema particolarmente utile sia nella modellazione dei fenomeni che nelle fasi gestionali dell’early warning.
L’affidabilità è certamente il requisito essenziale che deve avere un impianto di monitoraggio in colonna. La scarsa affidabilità del sistema di monitoraggio rende inutile, anzi potenzialmente anche dannoso, il monitoraggio stesso, in quanto si crea incertezza sui parametri o, anche peggio, si generano parametri errati e/o inaffidabili senza averne la piena coscienza. Uno strumento di monitoraggio geotecnico deve consentire l’acquisizione del dato senza alterare la grandezza del valore che sta misurando (conformità), deve possedere la capacità di fornire misure della stessa grandezza con strumenti diversi (ridondanza) e la capacità di misurare grandezze diverse per descrivere il fenomeno (coerenza).
A riguardo la strumentazione DMS è dotata non solo di una sensoristica di qualità, ottimizzata per i vari impieghi con linea di produzione dedicate (SLIDE, SLOPE, ROCK,…) ma anche di una meccanica particolarmente robusta, in grado di assicurare un elevato livello di protezione dell’elettronica e dei cavi di alimentazione e trasmissione dei dati, dotata di appositi dispositivi per la stabilizzazione automatica dei vari moduli della colonna all’interno del foro e di speciali packers che, opportunamente posizionati, consentono una efficace separazione delle falde idriche. Non in ultimo concorre nell’elevata affidabilità un hardware e un software particolarmente curati con procedure di autodiagnostica e di self test gestibili da remoto.
L’elevata affidabilità deriva anche dalla robustezza meccanica del DMS®. La robustezza è particolarmente importante per sopportare le deformazioni indotte dai cinematismi di dissesto presenti e per consentire l’estraibilità della strumentazione stessa dal foro. L’estraibilità è particolarmente importante non solo al fine di recuperare i dispositivi per riposizionarli in altro sito al termine del monitoraggio, ma anche per eseguire le eventuali operazioni di manutenzione con sostituzione di elementi direttamente in linea estraendo in parte o in toto la colonna. L’impossibilità di estrarre la strumentazione dal foro non solo impedirebbe la riparazione degli strumenti e, quindi la ripresa dell’attività di monitoraggio, ma inevitabilmente determinerebbe anche la perdita del foro stesso con ulteriore aggravio economico.
Le colonne DMS sono realizzate attraverso la connessione di elementi tubolari rigidi in acciaio inox alternati a giunti in gomma armata ad alta resistenza. La sensoristica e l’elettronica di controllo sono contenuti interamente all’interno della struttura meccanica tubolare mentre i cavi di alimentazione e trasmissione dati sono posizionati all’interno dei giunti così da essere particolarmente protetti nei confronti dell’ambiente esterno. Le colonne DMS sono in grado di sopportare sforzi di trazione anche molto elevati (fino a 50 kN), consentendo quindi il monitoraggio anche in condizioni gravose di deformazione, nonché estrazioni e riposizionamenti delle colonne nel tempo.
L’acquisizione continua dei dati è un requisito essenziale per comprendere correttamente il fenomeno indagato e gestire direttamente l’insorgenza di eventuali livelli di allertamento. Un monitoraggio discontinuo è scarsamente efficace e limitante in quanto richiede già intrinsecamente interpretazioni soggettive dei dati con il rischio di non rilevare correttamente le criticità e di sottostimare o sovrastimare gli eventi.
Questo requisito va inteso non tanto nell’aspetto intrinseco dello strumento quanto nell’aspetto gestionale che, in particolare, comprende l’installazione, il collegamento, la trasmissione ed elaborazione dati, la gestione degli allarmi.
La strumentazione DMS è facilmente installabile e removibile, il collegamento tra i sensori e l’unità di controllo è intuitivo ed immediato, la trasmissione dati è ridondante, l’elaborazione dei dati è semplice con visualizzazione efficace ed immediata ed elaborazione grafica in automatico. L’impianto consente anche l’allertamento diretto sulla base di valori soglia (rinconfigurabili anche da remoto) riducendo al minimo i falsi allarmi ed il tempo intercorso tra il manifestarsi della criticità e l’emissione dell’avviso.
Questo requisito riunisce nel complesso anche gli altri (affidabilità, robustezza, acquisizione continua dei dati, semplicità), riguarda in particolare la funzionalità dell’impianto ed è il risultato finale di una buona progettazione del piano di monitoraggio. La possibilità di monitorare entro lo stesso foro di sondaggio più parametri nello stesso tempo consente una perfetta correlabilità tra le grandezze misurate e al tempo stesso riduce i costi (perforazione di più fori, installazione di più strumentazioni e sistemi di acquisizione dati, ecc.).
È possibile recuperare e riposizionare gli impianti DMS, inoltre, grazie alla modularità, le colonne possono essere frazionate (con generazione di più colonne dall’originale) oppure assemblate (con generazione di un’unica colonna a partire da due o più colonne) a seconda delle nuove esigenze di monitoraggio.