Si è conclusa di recente la prima campagna di indagini dinamiche sulle catene del Tempio di Santa Maria della Consolazione di Todi (sec. XVI-XVII), attribuito al Bramante, con tecnologia all’avanguardia al servizio della tutela dei beni culturali.
L’oprazione è avvenuta con l’utilizzo dell’interferometria radar a microonde .
A effettuarla, con l’obiettivo di monitorare il monumento nel tempo a scopo conservativo, è stata la BQT S.n.c. di Solomeo di Corciano (PG), utilizzando l’interferometro radar terrestre IBIS-FS, prodotto dalla IDS di Pisa, e operando in collaborazione con i docenti Massimiliano Gioffré e Filippo Ubertini del Laboratorio di Dinamica delle Strutture del Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale, Università degli Studi di Perugia.
“La campagna – spiega l’ingegner Andrea Bonaca di BQT S.n.c. – è volta alla caratterizzazione dinamica delle catene presenti sugli archi di sostegno del tamburo e della cupola soprastante”.
Grazie all’uso della tecnologia “made in Pisa”, le misure “sono state ottenute sfruttando esclusivamente le vibrazioni ambientali – continua Bonaca -, senza bisogno di indurre oscillazioni forzate, evitando complesse operazioni per raggiungere le catene, che sono a una quota di circa 16 metri e prive di accesso diretto.
Lo strumento è stato posizionato a terra in corrispondenza della mezzeria di ciascuna delle quattro catene”.
Dall’analisi dei dati è stato possibile stimare le frequenze naturali, i corrispondenti modi di vibrare e, indirettamente, il tiro di ciascuna catena.
I risultati sono stati confrontati con quelli ottenuti in una precedente campagna del Laboratorio di Dinamica delle Strutture mediante l’utilizzo di un vibrometro laser-doppler e di un drone per il posizionamento delle mire riflettenti.
Vista la rapidità di misura, la facilità di esecuzione e l’ottima risposta ottenuta mediante l’interferometro radar IBIS-FS, le misure saranno nuovamente ripetute per il monitoraggio del tiro nelle catene, che potrà variare sia per effetto di variazioni termiche , sia per l’insorgere di eventuali cinematismi strutturali.
I dati raccolti nelle successive campagne saranno così utilizzati per monitorare nel tempo lo stato di salute della struttura e permetteranno di validare un metodo indiretto e non invasivo da poter estendere ad altre strutture simili per storia e importanza.
BQT S.n.c. è una piccola e giovane realtà i cui tecnici vantano una esperienza ultradecennale nel settore dei monitoraggi e della diagnostica strutturale.
Con all’attivo già numerosi lavori su beni architettonici e strutture rilevanti, è da sempre impegnata nell’aggiornamento continuo di apparecchiature e personale tecnico, per essere in grado di proporre tecnologie e soluzioni tra le più innovative che il mercato sia in grado di offrire. (http://www.bqttech.com).
Note su IDS e IBIS
IDS (Ingegneria dei Sistemi SpA) è una società per azioni con sede principale a Pisa, attiva da oltre 30 anni nello sviluppo di prodotti ad alto contenuto tecnologico nell’ambito dell’elettromagnetismo applicato, in contesti che spaziano dal mondo civile a quello militare.
La società, suddivisa in quattro linee di business, Divisione Navi, Aeronautica, Aeronavigazione e Georadar, ognuna delle quali si dedica alla creazione di soluzioni commerciali specifiche per diversi settori di mercato, è attiva in Italia ed in continua espansione nei mercati internazionali attraverso le sue società sussidiarie.
La Divisione GeoRadar progetta, sviluppa e commercializza apparati radar per applicazioni geofisiche, geotecniche, indagini non distruttive, ambiente e sicurezza, attraverso una fitta e consolidata rete di distributori, in oltre 30 Paesi con particolare riguardo al mercato europeo, al Sud-est asiatico ed alle Americhe.
IDS è oggi considerata uno dei leader mondiale nella produzione di Ground Penetrating Radar (GPR) ed è stata la prima ad introdurre sul mercato una tecnologia radar interferometrica innovativa, denominata IBIS (Image By Interferometric Survey).
I radar interferometrici di IDS sono stati applicati con successo da clienti italiani e stranieri al controllo permanente delle frane, delle grandi miniere a cielo aperto e delle strutture
Il sistema IBIS introduce una modalità completamente innovativa nella misura degli spostamenti, con notevoli vantaggi rispetto alle strumentazione convenzionale, quali: monitoraggio completo e veloce dell’intera area osservata, da remoto, senza la necessità di accedere all’area di interesse, fino ad una distanza massima di 4 km; facilità e rapidità di installazione; mappa pressoché continua degli spostamenti dell’intera area osservata; misura in tempo reale degli spostamenti con accuratezze comprese fra 1/100 ed 1/10 di millimetro; capacità di acquisizione sia di giorno che di notte ed in ogni condizione atmosferica ed elaborazione dei dati in automatico per il monitoraggio in continuo e per utilizzo a scopo di early warning.
Tra le peculiarità dei sistemi IBIS di IDS, va segnalato che il sistema può essere installato a bordo di un carrello attrezzato trainabile da un mezzo in modo tale da renderlo operativo e facilmente spostabile in qualunque punto di misura, e questa caratteristica risulta essere di primaria importanza nelle operazioni di controllo del territorio a supporto delle operazioni di protezione civile.
L’IBIS FS è un radar interferometrico che lavora in banda Ku, in particolare su una banda di frequenze da 17.05 GHz a 17.35 GHz. Il sistema è composto dal sensore, al quale vengono applicate le antenne trasmittente e ricevente, un treppiede con testa rotante per il posizionamento, un computer usato come data logger ed una batteria per l’alimentazione.
Lo strumento può essere posizionato a una distanza massima dal bersaglio di 1 km ed è in grado di misurare contemporaneamente più punti della struttura, a patto che essi si trovino a distanze diverse dal radar (più di 0.5 metri).
Il principio sul quale si basa la tecnica usata dall’IBIS FS è che il radar genera un treno di onde e acquisisce in un range di frequenze, da 17.1 GHz a 17.3 GHz, con una frequenza di campionamento fino a 200 Hz.
Vengono analizzate ampiezza e fase e creato un grafico di ampiezza su distanza dal radar chiamato “range profile”.
Utilizzando, quindi, la tecnica interferometrica, il radar, tramite il software di acquisizione IBIS Surveyor, rende disponibili all’utilizzatore una mappa di spostamento, con una precisione che varia da 0.1 a 0.01 mm, e uno spettro di frequenza (per misure dinamiche) o un grafico di deformazione (per misure statiche).
Tutto questo in tempo reale e per ogni range bin misurato, con la possibilità di visualizzare fino a 5 range bin alla volta.
IBIS-FS misura gli spostamenti lungo la linea di vista; è però possibile impostare la geometria prima dell’acquisizione per visualizzare, anche in tempo reale, lo spostamento proiettato.
Al termine dell’acquisizione è possibile approfondire l’analisi dei dati raccolti, grazie al software “IBIS DataViewer”, che viene fornito insieme al radar, e tramite il quale è possibile processare ulteriormente i dati, ad esempio agendo sulla finestra temporale.
Nel caso di acquisizioni statiche è anche possibile applicare una correzione dell’impatto dell’atmosfera tramite dei punti di controllo (Ground Control Point).
Tutti i risultati sono esportabili per essere usati con programmi esterni.
