Controllo della deformazione

e analisi delle strutture della canonica della parrocchia di San Martino Vescovo.​

Obiettivo

L’analisi classica delle deformazioni consiste,solitamente, nell’ applicazione di punti di riferimento, distribuiti simmetricamente in una griglia o opportunamente piazzati in corrispondenza di aree significative.
I punti di riferimento possono essere rilevati con una buona precisione e deviazioni standard inferiori al millimetro. Tuttavia, questo tipo di procedura prende in esame solo gli spostamenti dei punti di riferimento e talvolta, la precisione potrebbe non essere sufficiente.
I movimenti e le deformazioni occorsi nelle aree comprese tra i riferimenti non possono essere apprezzati. L’interpretazione diventa molto complessa, soprattutto quando si tratta di un edificio storico. La scansione a luce strutturata consente una
completa analisi della deformazione su ogni dettaglio dell’edificio.

La canonica della parrocchia di San Martino Vescovo, a Cigole, un piccolo e caratteristico paese della pianura Bresciana, costruita nel XVIII secolo, ha recentemente svelato una serie di cedimenti strutturali. Il Dipartimento di Ingegneria Civile Ambiente Territorio Architettura e Matematica dell’Università degli studi di Brescia vuole tenere monitorati questi cedimenti al fine di provvedere ad opere di restauro e conservazione. Le misurazioni verranno analizzate in una tesi di restauro intitolata “Sostenibilità per il restauro. Una proposta per l’opera di restauro della canonica di Cigole” a cura di Cartocini Valentina.

Cronos 3d si è rivelato necessario per monitorare il movimento del telaio di una finestra in relazione alle superfici circostanti, e le deformazioni delle fessure di una colonna del patio interno. L’obiettivo delle misurazioni è quello di apprezzare e monitorare i cambiamenti in un determinato periodo.

Monitoraggio delle deformazioni, Scansione a luce strutturata, Documentazione ed analisi del Patrimonio Culturale, Prevenzione dei rischi.

Come risolvere il Problema

Il più grande campo di misura possibile è stato scelto per volocizzare i processi di allineamento. Nonostante la presenza di grandi superfici regolari, l’applicazione di target non è necessaria, la rugosità delle singole pietre, così come le crepe, vincolano l’allineamento. L’accuratezza sulla singola scansione è stimata in 30 micron, l’accuratezza globale in un range di 100 micron. Due diverse sessioni di misura a 60 giorni di distanza l’una dall’altra sono state effettuate per definire i movimenti delle strutture analizzate. Seguiranno ulteriori sessioni di misura.

Hardware e Software utilizzati

  • Cronos 3D 400mm
  • Cavalletto
  • Workstation portatile
  • Optical Reveng 2.4
  • Geomagic Control X

Flusso di lavoro

1) Al fine di ottenere la migliore accuratezza possibile, una calibrazione in loco dello strumento è necessaria. La colonna viene acquisita ed allineata direttamente.

2) Tre target vengono applicati sulla parete sopra il telaio in modo da considerare non solo le deformazioni ma anche eventuali spostamenti rispetto all’intera parete.

marker case study

3) Il telaio della finestra e le superfici circostanti sono poi acquisite ed allineate. E’ necessario garantire un ambiente stabile allo strumento (illuminazione, vibrazioni).

4) Optical Reveng permette un controllo rapido ed intuitivo della nuvola di punti. Dopo un primo allineamento grezzo, viene eseguita un’ottimizzazione globale e generata una mesh poligonale.

inspection 3d scanner

5) Il dato 3d è poi importato in Geomagic ControlX per l’analisi di eventuali differenze. Il dato ottenuto dalla prima sessione di misura è impostato come referenza, mentre il dato dell’ultima sessione come dato da analizzare.

6) Una prima analisi globale è possibile grazie alla mappa delle deviazioni; l’analisi incrociata delle superfici, delle sezioni e dei punti di controllo permette una valutazione diretta dello specifico cedimento strutturale.

inspection 3d scanner

Conclusioni

Lo scanner 3d a luce strutturata può essere largamente utilizzato per il monitoraggio di deformazioni nel medio e lungo termine con uno dei seguenti metodi:

– Comparazione delle griglie di punti
– Comparazione di strutture lineari quali sezioni
– Comparazione delle superfici

Lo strumento ha una risoluzione inferiore ai 250 micron, i più piccoli dettagli e imperfezioni delle superfici possono essere acquisiti e misurati. La sessione di misura ha messo in luce che la colonna del patio è perfettamente stabile mentre il telaio della finestra sta fondamentalmente cadendo all’indietro con un tasso di 13 millimetri ogni due mesi, i punti di controllo e le crepe attorno al telaio hanno permesso di assumere che il movimento è dovuto al fatto che l’intera sezione dell’edificio si sta inclinando, torcendosi all’indietro. Il modello digitale della colonna è conservato per future ristrutturazioni.


Open Technologies ringrazia tutte le istituzioni coinvolte in questo progetto per il contributo a questo Case Study. Un ringraziamento speciale a Cartocini Valentina per l’inestimabile supporto.

inspection 3d scanner

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