Il monitoraggio diventa sempre più realizzabile per la diffusione di tecnologie accessibili, che impiegate a scala territoriale e sulle infrastrutture, permettono di prevenire situazioni di criticità anche in ambiti urbani. Il tema parte dal controllo dell’edilizia storica in ambito urbano nelle città storiche italiane, per proseguire su applicazioni e tecnologie di tipo SAR terrestre o da satellite, ma anche di tipo GNSS integrando le potenzialità messe a disposizione dall’IoT.

comitato organizzatore del Forum

17:00 - 18:45 Strumenti per il monitoraggio e diagnosi delle strutture

Una panoramica sulle tecnologie per il monitoraggio, Donatella Dominici, Università dell'Aquila

La misurazione 3D attraverso le immagini, Maurizio Mulliri, Geomax Italia

Metodologie geofisiche non invasive applicate alla conservazione dei beni archeologi, Franco Guglielmelli, Antonio Brancaccio, Roberto Serafini SGM EXPERIMENTATIONS

SENDAS - Prestazioni di un sistema di monitoraggio geodetico basato su ricevitori GNSS a singola frequenza e basso costo, Marco Osmo, Esri Italia

I.MODI- Implemented MOnitoring system for structural DIsplacement, Silvia Scifoni, Survey Lab

Monitoraggio strutturale di edifici storici con sensori in fibra ottica FBG, Michele Arturo Caponero, Enea

Cosmo-Skymed e i satelliti per il monitoraggio del territorio e dei beni culturali, Elena Francioni, e-geos


Moderatore: Donatella Dominici, Università dell'Aquila


Monitorare significa misurare, periodicamente e costantemente, vigilare e quindi si coniuga in ogni disciplina arrivando però allo stesso risultato: un insieme di tecniche di misura che garantiscano  un  controllo nel tempo che sia  preciso e accurato. Nel campo topografico si considera lo studio e l’analisi nel tempo di variazioni angolari e spaziali di elementi utili al controllo di stabilità di strutture o aree particolarmente sensibili, durante o post opera. I sistemi di monitoraggio tendono ad essere sempre più automatizzati  e vengono utilizzati per sorveglianza di strutture o aree a rischio. In questa sessione si cerca di rappresentare uno scenario completo di aree di interesse nel campo ingegneristico-tecnologico delle tecniche di monitoraggio che spaziano dalle tecniche tradizionali, al remote sensing alla sensoristica su mezzo mobile (UAV) o da satellite. Il monitoraggio strutturale è indispensabile inoltre, ed in Italia è molto sentito, per la conoscenza ed il controllo di edifici storici e monumentali (health monitoring) e per il recupero dei beni architettonici.

 

ABSTRACT DEGLI INTERVENTI

Una panoramica sulle tecnologie per il monitoraggio, Donatella Dominici, Università dell'Aquila

In questa sessione si cerca di delineare una panoramica delle tecnologie e delle conoscenze per il monitoraggio delle strutture, consapevoli che sono strumenti utili e indispensabili per la salvaguardia dell’esistente e il collaudo del nuovo. Le competenze sono ormai multidisciplinari, i controlli di qualità sia dinamici che statici e gli algoritmi permettono una modellazione diretta e identificativa. Il monitoraggio diventa sempre più indispensabile per coniugare conservazione e sicurezza sia delle strutture di interesse monumentale che di interesse strategico che per decisioni di recupero e miglioramento sismico.

 

La misurazione 3D attraverso le immagini, Maurizio Mulliri, Geomax Italia

ZOOM300, ZOOM90, ZOOM3D e Zenith 35TAG con inclinometro sono le proposte di GEOMAX S.r.L, parte del gruppo HEXAGON. Queste sono affiancate dall’innovativa funzione PICPOINT sistema di misura indiretta da fotografie per un completo repertorio della misura 2D e 3D. Il tutto sapientemente coordinato da X-PAD , suite di software di gestione e controllo dei sistemi di misura in campo nonché di software per PC per le restituzioni finali in ufficio.

 

Metodologie geofisiche non invasive applicate alla conservazione dei beni archeologici, Franco GuglielmelliAntonio Brancaccio, Roberto Serafini SGM EXPERIMENTATIONS

Verranno illustrati alcuni casi di studio che hanno previsto l’impiego delle seguenti metodologie non invasive applicate alla conservazione dei beni archeologici: indagine magnetometrica in assetto gradiometrico per la individuazione e mappatura estensiva di manufatti archeologici sepolti; prospezione tomografica elettrica per la ricostruzione tridimensionale di strutture fondali di edifici monumentali; analisi dinamico-vibrazionale di edifici monumentali per definirne le frequenze libere, i modi propri di vibrare nonché le frequenze del terreno di fondazione per la valutazione del potenziale di risonanza.

 

SENDAS - Prestazioni di un sistema di monitoraggio geodetico basato su ricevitori GNSS a singola frequenza e basso costo, Massimiliano Chersich,  Davide Curone,  Roberto Devoti,  Alessandro Galvani,  Marco Osmo,  Vincenzo Sepe, Esri Italia

Spostamenti del suolo causati da instabilità di pendio, subsidenza o bradisismo costituiscono la principale causa di danni a edifici e infrastrutture e di un aumento significativo della probabilità di perdita di vite umane e di danni economici.
La tecnologia GNSS è già stata ampiamente utilizzata per il monitoraggio di deformazioni indotto da processi tettonici su scala regionale. Il principale inconveniente è correlato all'elevato costo delle stazioni permanenti (>10.000 Euro) che ne ha limitato la diffusione per applicazioni di geofisica su scala locale.
Nell'ambito del progetto di ricerca e sviluppo Simulator (cofinanziato dalla Regione Lombardia POR FESR 2072013) la divisione di Geomatica di Esri Italia ha studiato la possibilità di utilizzare ricevitori GNSS commerciali a singola frequenza per il monitoraggio statico di deformazioni superficiali. L'attività di ricerca ha dimostrato come questi dispositivi permettono di ottenere ripetibilità degli spostamenti subcentimetriche qualora la rete dei ricevitori si estenda su scala locale, con distanze massime tra i ricevitori sotto i 15km. Il risultato dello sviluppo, condotto insieme a Spaceexe, una startup specializzata nella progettazione di dispositivi GNSS integrati, ha portato alla realizzazione di una soluzione commerciale denominata SENDAS (SurfacE Network Deformation Analysis System), un sistema di monitoraggio statico autonomo e in modalità di funzionamento continua che ottimizza pesi, dimensioni, consumo energetico e costi, sia dei dispositivi che dell'infrastruttura di supporto.
Questo sistema è già stato distribuito su due siti di frana Italiani e su un sito di stoccaggio di gas naturale gestito da Edison SpA, leader del settore in Europa.
Al fine di valutare le prestazioni del sistema, quattro stazioni SENDAS sono state installate da INGV in una zona di deformazione gravitativa profonda a Fiastra (MC, Appennini Centrali). Utilizzando serie storiche di quasi 10 mesi di dati di spostamento la ripetibilità e la pendenza delle rette di regressione sono state confrontate con i risultati ottenuti con ricevitori geodetici co-locati. In questa presentazione sono mostrate le caratteristiche del sistema e i risultati del test di confronto effettuato da INGV.

 

I.MODI- Implemented MOnitoring system for structural DIsplacement, Silvia Scifoni, Survey Lab

I.MODI sviluppa servizi innovativi dedicati al monitoraggio della stabilità di edifici e infrastrutture integrando dati di Osservazione della Terra SAR (Sentinel 1/Copernicus, COSMO-SkyMed e l’archivio SAR dell’ESA) elaborati con tecniche DInSAR, dati acquisiti in situ e modelli numerici.
L’obiettivo è fornire una serie di servizi satellitari socialmente utili, fruibili anche dai non addetti ai lavori, per il controllo sistematico del territorio e delle aree urbane.
I.MODI è vincitore del bando H2020 SME Instrument Phase II nel topic Space.

 

Monitoraggio strutturale di edifici storici con sensori in fibra ottica FBG, Michele Arturo CaponeroEnea

Si presentano attività svolta in ENEA per il monitoraggio di edifici storici utilizzando la tecnologia dei sensori Fibre Bragg Grating (FBG).  Precede la presentazione delle applicazioni una breve introduzione ai principi della tecnologia, per evidenziarne le caratteristiche che la rendono di grande potenziale interesse per il settore dei Beni Culturali ed in particolare di monitoraggi strutturali dei complessi architettonici monumentali.
I sensori FBG sono sensori integrati nel corpo di una fibra ottica, senza alterarne né le dimensioni, né le caratteristiche meccaniche. Una fibra ottica è un sottile ‘filo’ di vetro, di diametro pari a pochi decimi di millimetro e lungo anche decine di Km. All’interno della fibra ottica, un sensore FBG è integrato in un segmento di lunghezza pari a pochi millimetri. Il sensore FBG è intrinsecamente sensibile alla temperatura ed alla deformazione del la struttura con la quale è a contatto La piccola dimensione del sensore FBG implica  che la misura di deformazione è di tipo ‘puntuale’, ovvero riferita al ‘punto’ della struttura in cui il sensore stesso è applicato. Se serve misurare la deformazione in più punti, si applicano più sensori FBG, uno in ciascun punto di interesse. In tal caso, tutti i sensori possono essere integrati su di una unica fibra ottica, a qualsiasi distanza l’uno dall’altro (da pochi centimetri a svariati chilometri).
Il sensore FBG è un sensore in fibra ottica così detto ‘intrinseco’: non necessita di alcuna altra fonte di energia per funzionare, se non la luce che si propaga lungo la fibra ottica stessa (non serve alimentazione elettrica presso il punto di misura); non necessita di alcuna altro tipo di collegamento per la propagazione del segnale, se non la fibra ottica stessa. Il sensore FBG funziona ‘in riflessione’: la stessa fibra ottica che ‘alimenta’ il sensore, ne trasporta indietro anche il segnale.
I sensori FBG offrono numerosi vantaggi rispetto ad i tradizionali sensori di tipo elettrico, come ad esempio una intrinseca stabilità per applicazioni a lungo termine (monitoraggio permanente di strutture per l’individuazione precoce del degrado strutturale), una assoluta immunità da disturbi elettromagnetici (monitoraggio di strutture in prossimità di elettrodotti), una maggiore semplicità di cablaggio (una unica fibra ottica da cablare anche per centinaia di sensori), una maggiore resistenza ad agenti atmosferici ed ambienti corrosivi (intrinseca stabilità chimica del vetro).
I sensori FBG, pur essendo intrinsecamente dei sensori di temperatura e di deformazione, consentono di eseguire varie misure fisiche e chimiche: pressione, massa, umidità, temperatura, spostamenti, accelerazione, etc. In tutti i casi, la misura avviene mediante un opportuno ‘espediente’ che consente di correlare la misura di deformazione o temperatura alla misura del parametro di interesse. Un semplice esempio è il caso della pressione: applicando semplici relazioni matematiche, la misura della deformazione di una membrana consente di determinare la pressione che ha deformato la lamina. Non deve sembrare stano, è ciò che si fa per tante altre misure come ad esempio con una bilancia elettronica: applicando relazioni matematiche, il peso di un oggetto posto sul piatto della bilancia viene determinato dalla misura della tensione elettrica generata da un componente elettronico compresso sotto il piatto della bilancia.
Come primo esempio di applicazione si presenta la installazione eseguita presso la chiesa San Giacomo dell’Orio in Venezia, con sensori installati su catene trasverse del campanile e su catene degli archi delle navate. Come secondo esempio di applicazione si presenta la installazione eseguita  presso il complesso museale Scuola Grande di San Rocco in Venezia, con sensori installati per il monitoraggio di una fessura fra i conci dell'arco della scalinata grande e sulle catene del porticato esterno. Come terzo esempio di applicazione si presenta la installazione eseguita su opere del camminamento delle Mura Aureliane presso Porta San Sebastiano in Roma, con sensori installati su catene e su fessure. Come quarto esempio di applicazione si presenta installazione eseguita presso il campanile della cattedrale Santa Maria Assunta in Rieti, con sensori installati sulle catene.

Cosmo-Skymed e i satelliti per il monitoraggio del territorio e dei beni culturali, Elena Francionie-geos