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Balla, Elton

Tecniche multipiattaforma per il rilievo e la modellazione 3D : il caso studio di un bene architettonico inaccessibile : "La Furnasetta" di Morano sul Po.

Rel. Antonia Teresa Spanò, Filiberto Chiabrando, Andrea Lingua. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura per il progetto sostenibile, 2014

Abstract:

INTRODUZIONE:

Morano sul Po è un piccolo centro sulla sponda sinistra del Po alessandrino e le sue origini risalgono all'epoca medievale. La storia è sempre stata legata al corso del PO, denso di presenze legate all'attività produttiva del cemento, fervente in passato in un ampia area del Monferrato Casalese e oggi quasi del tutto dismessa.

A Morano ci sono emergenze della cosiddetta Archeologia industriale, che ha impegnato i progettisti del primo Novecento nell'edificazione con tecniche costruttive moderne e ardite di queste cattedrali del lavoro, ma anche un colossale cementificio moderno dismesso, il quale come altri casi simili richiederà progetti di bonifica e riconversione o distruzione e recupero dell'area.

I rischi per il territorio e le sue emergenze culturali e paesaggistiche sono: rischio alluvione, rischio crolli delle strutture storiche dismesse, rischi ambientali dovuti all'impiego di materiali dannosi.

Per tali motivi il team DIRECT (Disaster Recovery Team), il 14/07/2014, ha effettuato una esercitazione a Morano sul Po, al fine di documentare tali presenze con tecniche e strumenti di rilievo avanzato. Tra le varie attività è stato impiegato un giorno, in collaborazione con la protezione civile, per lo svolgimento di un test di rilevamento con droni per la produzione di cartografia di emergenza. Il test è stato svolto lungo le sponde del fiume Po, che in due recenti occasioni, quella del 2000 e quella del 1994, è uscito dagli argini e ha allagato il paese. L'esercitazione ha occupato una durata di cinque giorni, durante i quali sono stati rilevati diversi luoghi facenti parte delle emergenze culturali/ambientale, in aggiunta anche l'Oratorio Fenoglio che è stato la base di tutte le operazioni.

La tesi ha come argomento il rilievo della Furnasetta, in quanto è un fabbricato dall'architettura particolare, dove il legame tra funzione e modulo architettonico è stretto, dal momento che sono i macchinari e il processo di produzione che si svolge all'interno a dettarne la forma. La scelta di affrontare questo argomento è stata dettata anche dalla volontà di vedere quali procedure adottare e quali operazioni eseguire nel rilevare un bene senza averne l'accessibilità, attraverso nuovi metodi di rilievo architettonico e utilizzando strumenti di ultima generazione. La Furnasetta, inoltre, fa parte dell'intervento di tutela e valorizzazione del paesaggio industriale Casalese, che procede già da alcuni anni su stimolo di associazioni - in particolare dell'Associazione Il Cemento e istituzioni, persegue una duplice finalità: salvaguardare edifici, impianti e conoscenze che testimoniano le tradizioni di lavoro della comunità e attivare, al tempo stesso, un modello di sviluppo nuovo, che contempla il mantenimento dell'identità industriale - che fa seguito al riconoscimento dei beni del patrimonio industriale come elemento fondativo del progetto di sviluppo locale-, integra con la valorizzazione turistica del territorio.

La tesi ha come obiettivo l'estrazione di dati bidimensionali e tridimensionali di un bene inaccessibile e sotto sequestro, il quale attualmente è in uno stato di continuo degrado e circondato da una fitta vegetazione che rende ancora più difficile il rilievo.

L'operazione del rilievo è strettamente collegata ad altri campi della professione dell'architetto, come per esempio la conservazione dei beni, il restauro e la progettazione del nuovo.

Si analizzeralità, i vantaggi e le problematiche derie delle tecniche di rilievo metrico integrato al rittura, nonch�traverso il quale è possibile compire irati alla restituzione dell'oggetto rilevato.

Il un mezze un edificio sia dal punto di vista dimen formale, che costituisce quindi un momento importrchite, non si vanno solo a raccogliere i dati n rappresentazione del suo stato di fatto, ma anche ad comprendere il suo legame con il territorio circostante.

Si è deciso di porre particolare attenzione per quelle che potremmo definire tecniche innovatilizzo del Laser Scanner, degli UAV (Uto), della Multistation e della Fotocamera Digitale, non tanto perché recenti dal punto di vista cronologico, quanto perché il loro utilizzo prevede una concezione del rilievo diversa dalla tradizionale, che in parte è stata fatto con la Professional Station.

Infatti, se tradizionalmente questa attività viene condotta andando a definire la posizione nello spazio in un sistema di riferimento, imposto a priori da chi esegue il rilievo, dei punti che definiscono l'architettura che si vuole rappresentare, il rilievo attraverso gli strumenti sopra citati comporta un approccio al problema in maniera tridimensionale, che determina una differente progettazione del rilievo che deve essere condotto non soltanto con l'obiettivo di ottenere i soli dati significativi dell'oggetto, quanto con quello di acquisire tutte le informazioni dimensionali possibili inerenti all'architettura rilevata, anche quelle non strettamente necessarie alla rappresentazione che si intende eseguire.

In questo modo si viene a creare la cosiddetta nuvola di punti che rappresenta per intero l'oggetto architettonico rilevato e che, se adeguatamente sfruttata, può costituire la base di partenza per la redazione di ogni sua rappresentazione che si renda necessaria, sia bidimensionale che tridimensionale.

Inoltre il laser scanner, permettendo l'utilizzo combinato con una fotocamera digitale, esterna o integrata, consente di integrare i dati metrici acquisiti dei punti, con quelli radiometrici ad essi relativi.

Il bene oggetto del rilievo, oltre al fatto dell'inaccessibilità, presentava un altro problema, la visibilità. Il fabbricato e l'area pertinente è circondato da una fitta vegetazione ad alto e basso fusto e di conseguenza, tale situazione, compromette la possibilità di acquisire i dati su punti di vista diversi in modo da avere un rilievo completo del bene nel suo complesso.

L'unico punto in cui si poteva effettuare il rilievo era lungo un tratto della Strada Provinciale 24, come si vede nell'immagine sottostante racchiuso dal rettangolo rosso. Per di più l'acquisizione dei dati è stato reso ancora più difficile dalla circolazione dei veicoli a cui era soggetta la strada e da un muro alto circa 1,80 m , realizzato in parte in mattoni pieni e in parte da blocchi di cemento, che circondava il complesso ed ostacolava la visuale come verrà illustrato in seguito.

Per tali motivi la strumentazione è stata posizionata lungo il bordo della strada e si è deciso di procedere seguendo due metodologie diverse tra di loro:

1. Acquisizione dei dati per via terra

2. Acquisizione dei dati per via aerea

Nel primo metodo si è proceduto con il rilievo via aerea mediante l'utilizzo del drone UAV, in modo da avere una vista dell'intera area dall'alto, mediante una serie di immagini catturate durante il volo.

Nella seconda metodologia invece, il rilievo è stato eseguito da terra con: l'utilizzo del Laser Scanner per effettuare le varie scansioni in modo da ottenere la nuvola dei punti; con la Professional Station sia per la collimazione di alcuni punti caratteristici del fabbricato, che serviranno per l'orientamento locale e per l'ottenimento della nuvola dei punti; le camere fotografiche per avere una serie di immagini fotogrammetriche della facciata sud e per eseguire le monografie dei punti, nei quali sono stati posizionati i strumenti utilizzati.

Le fasi operative sono state eseguite in giorni diversi. Per prima cosa e stato effettuato il rilievo via terra, in cui è stato utilizzato il Laser Scanner, la Multistation e la fotocamera digitale come sopra citato e in un secondo momento si è provveduto con il rilievo per via aerea con l'impiego dell'UAV.

Si è così ottenuto un numero notevole di informazioni metriche e radiometriche che formano la banca dati completa di quanto rilevato e dalla quale è possibile desumere tutte le informazioni relative all'oggetto considerato.

Successivamente alla fase sul campo è seguita la fase dell'elaborazione dei dati.

L'utilizzo di alcuni software ha permesso la codati acquisiti con il laser scanner sono stati trattati con il software SCENE, al fine di procedere alla creazione di un modello tridimensionale definito a partire dalle nuvole di punti acquisite e di estrazioni che hanno permesso la creazione di disegni bidimensionali, come piante e prospetti.

Il rilievo con UAV è stato poi successivamente elaborato con il software Agisoft photoscan, al fine di ottenere una modellazione 3D dell'intera area attraverso le immagini catturate durante il volo, la stessa procedura è stata eseguita anche con le immagini acquisite con le macchine fotografiche tradizionali.

I modelli tridimensionali costituiscono un ottimo strumento comunicare il lavoro eseguito, in quanto di immediata comprensione anche per persone non esperte delle metodologie del rilievo e della rappresentazione dell'architettura, a differenza dei tradizionali elaborati che non sono immediatamente leggibili per i non addetti ai lavori.

La modellazione tridimensionale garantisce maggiore interesse da parte del pubblico, il che costituisce una delle premesse indispensabili per la tutela di un bene culturale.

Relatori: Antonia Teresa Spanò, Filiberto Chiabrando, Andrea Lingua
Soggetti: A Architettura > AP Rilievo architettonico
G Geografia, Antropologia e Luoghi geografici > GG Piemonte
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Architettura per il progetto sostenibile
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/4004
Capitoli:

Introduzione

1. STORIA DEL CEMENTO NEL MONFERRATO CASALESE

1.1 La valorizzazione del patrimonio industriale Casalese.

1.2 Le origini del sistema industriale del casalese (1873-1940).

1.3 Il cemento casalese nel contesto economico post- unitario (1861-1880).

1.4 La nascita dell'industria italiana del cemento.

1.5 Verso una dimensione industriale moderna.

1.6 Il Monferrato casalese e comuni limitrofi.

1.7 Infrastrutture nel territorio: le teleferiche.

1.8 I forni e i mulini.

1.9 L'economia e la società del Monferrato Casalese.

1.10 Tra crisi e ripresa. Il sistema casalese tra le due guerre (1915-1940).

1.11 La Furnasetta: 1908 -1933.

1.12 Note storiche.

2. METODI E STRUMENTI UTILIZZATI

2.1 Introduzione (Laser Scanner e Fotomodellazione)

2.2 UAV (Unmanned Aereal Vehicles)

2.3 Fotogrammetria

2.3.1Cenni Storici

2.3.2Concetti Principali

2.4 Fotomodellazione

2.4.1 Introduzione alla fotomodellazione in architettura

2.4.2 Un processo a più fasi

2.4.3 Potenzialità e limiti della fotomodellazione

2.4.4 La ripresa fotografica

2.5 TIs (Terrestrial Laser Scanner)

2.5.1 Introduzione

2.5.2 Laser Scanner utilizzato

2.6 Multistation

3. CASO STUDIO (La Furnasetta)

3.1 Progetto fasi di rilievo

3.2 Acquisizione dati per via terra

3.2.1 Il rilievo Laser Scanner

-Elaborazione della nuvola di punti

3.2.2 Il rilievo fotogrammetrico

-Elaborazione dati (Photoscan)

3.2.3 Celerimensura con la Multistation

3.3 Acquisizione dati per via aerea

3.3.1 UAV utilizzato

3.3.2 Acquisizione delle immagini fotogrammetriche

3.3.3 Le prime frasi di elaborazione dati

3.4 La modellazione tridimensionale

3.4.1 Premessa

3.4.2 3DReshaper

4. VALORIZZAZIONE DEL RILIEVO E RISULTATI

4.1 Confronto fra le diverse metodologie adottate

4.2 Passaggio da dati 3D alle rappresentazioni 2D

5. CONCLUSIONI

6. BIBLIOGRAFIA

Bibliografia:

BIBLIOGRAFIA:

-Manuel Ramello, lo ricostruzione del patrimonio industriale, il caso del territorio casalese nella prospettiva italiana ed europea, Alinea Editrice, Firenze, 2013.

-Gian Mario Rossino, Clara Bettolini, Manuel Ramello "Metodi e strumenti per la conoscenza di un patrimonio industriale: il caso di Morano Sul Po" Abstract, Atti del convegno TICCHI 2006, Terni - Roma, 2006.

-Domenico Bagliani, Marne, cave, cementificinel Monferrato casalesecave, Atti e rassegna tecnica della società degli ingegneri e degli architetti in Torino n.s. a. 65 - n. 2 - aprile 2011

-Bruno Rossi, Gian Mario Rossino, Appunti di storia dell'industria dei leganti nel Monferrato, Associazione "Il Cemento", Casale Monferrato, Agosto 2010.

-Bruno Rossi, Il cemento e il Monferrato casalese, Gente e fatti Italia.

-Carlo Franchi, Il CEMENTO nell'identità del Monferrato Casalese, Casale Monferrato, ottobre 2009.

-Carlo Franchi, Le vecchie escavazioni di marna da cemento nelle zone di Ozzano, Quarti,

Vialarda, Coniolo, Associazione "Il CEMENTO nell'identità del Monferrato Casalese".

-G.M. Rossino, Oltre l'archeologia industriale: Incubatore per l'innovazione a Casale

Monferrato, tesi di laurea in ingegneria edile, politecnico di Torino, Ottobre 2005.

-L. De Luca, La Fotomodellazione archittetonica. Rilievo, modellazione, rappresentazione di edifici a partire da fotografie, Dario Flaccovio Editore, Palermo, 2011.

-Politecnico di Torino, DAD, La correlazione di immagini per la generazione di modelli 3D per il patrimonio costruito, Abstract.

-Balla Elton, Marco Defilippi, Marco Odello, Paolo Raineri, l'Approccio metrico per il rilievo e la rappresentazione dell'architettura: metodologie potenzialità strumenti e prodotti il caso studio di Leri Cavour (ve), Tesi di laurea triennale, Torino, febbraio 2013.

-Dalpozzi Mirko, Modelli 3D e una realtà aumentata. Un'applicazione sul Salone d'onore al Castello del Valentino. Corso di laurea magistrale in architettura per il progetto sostenibile. Torino. 2014.

SITOGRAFIA:

-http://www.ingenioweb.it/Articolo/1273/Dal_rilevamento_con_ilJaser_scanner_3D_alla_

fotomodellazione.html

-http://www.geografia-applicata.it/wordpress/wp-content/uploads/2010/09/05_Fotogrammetria.pdf

-http://www.unirc.it/documentazione/materiale_didattico/597_2011_287_12138.pdf

-http://circe.iuav.it/labfot/guerraweb/materiali_comuni/dispense/rilievo%20fotogrammetrico.pdf

-http://www.ilcemento.it/?page_id=17

-http://www.ilcemento.it/

-http://drone-servizi.it/rilievi-topografici-e-fotogrammetria-con-drone/

-http://www.dicat.unige.it/bottaro/Presentation%20group/Tesi_Negrello.pdf

-http://www.costruiredrone.it/drone-per-fotogrammetria.html

-http://www.nikon.it/it_IT/product/digital-cameras/slr/professional/d800e

-http://www.canon.it/For_Home/Product_Finder/Cameras/Digital_SLR/EOS_5D_Mark_ll/

-http://www.agisoft.com/support/tutorials/beginner-level/

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