Sistema di allarme innovativo
I rilevatori di rottura vetri non attivano un allarme per tutti gli impatti su una lastra di vetro che possono essere rilevanti per un tentativo di effrazione. Un nuovo tipo di sistema di allarme può fare di più.
Le vetrate di gioiellerie, gallerie o banche sono protette da allarme e dotate di vetri di sicurezza. Lo svantaggio è che il vetro o parte di esso deve rompersi prima che scatti l'allarme. Questo perché i vetri di sicurezza tradizionali sono dotati di filettature metalliche che si rompono solo in caso di danni meccanici e quindi attivano l'allarme. Se il vetro viene danneggiato, ad esempio, da una torcia da taglio o localmente da un trapano, i sistemi convenzionali non reagiscono affatto o reagiscono troppo tardi. I ladri approfittano di questa circostanza e usano un trapano o un bruciatore a gas invece di un martello. I ricercatori dell'Istituto Fraunhofer per l'analisi delle tendenze scientifiche e tecniche (INT) e dell'Istituto Fraunhofer per i microsistemi fotonici (IPMS) hanno sviluppato congiuntamente un sistema intelligente di protezione contro le effrazioni che supera questo inconveniente: Il sistema rileva tempestivamente e dinamicamente le sollecitazioni termiche e meccaniche causate dagli impatti esterni. Anche un leggero colpo al vetro di sicurezza o la manipolazione di una fiamma sono sufficienti a far scattare l'allarme. La proprietà meccanica del vetro cambia a causa dell'impatto della forza, che viene rilevata dal nuovo sistema. Il monitoraggio della lastra di vetro si basa su un sensore di rottura del vetro, realizzato da un reticolo di fibre di Bragg, ovvero filtri ottici di interferenza inscritti in fibre ottiche, in una fibra di vetro. La fibra ottica può essere inserita nell'angolo del vetro della finestra o in altre posizioni.
Monitoraggio luminoso delle lastre di vetro
Il sensore a reticolo in fibra di Bragg è un sensore ottico che riflette una specifica lunghezza d'onda della luce che viene modificata dalle variazioni di temperatura e/o di deformazione. "Se si esercita una pressione sulla lastra di vetro o la si riscalda, la distanza tra gli elementi del reticolo cambia e quindi anche la lunghezza d'onda trasmessa. I dispositivi di misura ottici sensibili possono rilevare questi cambiamenti. Se le variazioni sono superiori a un valore soglia precedentemente identificato, i segnali vengono trasmessi al sistema di allarme", spiega Udo Weinand, ingegnere laureato presso il Fraunhofer INT, illustrando il funzionamento del sistema brevettato. "Possiamo regolare il nostro sistema in modo molto fine e specifico; può reagire sia a colpi leggeri che forti. Questo può essere adattato individualmente a seconda dell'applicazione", aggiunge Peter Reinig, scienziato del Fraunhofer IPMS.
La nuova protezione antieffrazione consiste in una griglia di Bragg, una linea di alimentazione in fibra ottica, un'interfaccia con il sistema di allarme e un'elettronica di valutazione contenente il dispositivo di misurazione ottica. L'unità di valutazione, a cui possono essere collegate diverse fibre di vetro, sarà installata in futuro nel telaio del vetro della finestra. Nelle aree ad alta sicurezza, l'unità di valutazione può essere collocata a grande distanza dal vetro di sicurezza, poiché il reticolo in fibra di Bragg è in grado di trasportare la luce nella fibra ottica anche per diversi chilometri. "La misurazione con sensori a fibra ottica è una buona soluzione per questi requisiti, perché utilizza la luce anziché l'elettricità e le fibre ottiche disponibili in commercio al posto dei fili di rame", spiega Weinand.
Il riconoscimento dei modelli evita i falsi allarmi
Un altro vantaggio del sistema Fraunhofer: le fibre di vetro sono resistenti alle interferenze elettromagnetiche. L'elettronica può essere disturbata dall'emissione di microonde, ad esempio. I loro impulsi possono disattivare i sistemi di allarme convenzionali o generare un allarme indesiderato. Inoltre, il riconoscimento dei modelli esclude i falsi allarmi causati dalle vibrazioni quotidiane. "Un pallone da calcio o un uccello lasciano una firma diversa rispetto a un martello o a una mazza da baseball", commenta Reinig. Il sistema di allarme intelligente è stato messo alla prova in vari scenari di attacco a diversi tipi di vetro di sicurezza con un martello, una mazza da baseball, un trapano, un'arma da fuoco, un'ascia e un soffiatore a caldo per determinare quando l'allarme si sarebbe attivato in modo affidabile.
L'efficacia del sensore con reticolo in fibra di Bragg è stata dimostrata in numerosi test, tra cui il test VdS - un controllo da parte di VdS Schadenverhütung a Colonia.
La protezione antieffrazione dei ricercatori del Fraunhofer è ora disponibile come dimostratore. L'elettronica di valutazione, sotto forma di una piccola scatola, ha una dimensione di 14x9x7 cm³ e può essere ulteriormente miniaturizzata se necessario. Il sistema non solo protegge le gioiellerie e altri oggetti a rischio di effrazione, ma è adatto anche al monitoraggio di ponti, edifici, condutture, strutture portanti dell'industria aerospaziale e turbine eoliche, ad esempio.
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