UN METODO PER LO STUDIO DI EDIFICI STORICI MEDIANTE MISURE LASER A SCANSIONE TERRESTRE: LE DUE TORRI DI BOLOGNA

La presente relazione descrive i lavori effettuati a Bologna nel Settembre 2010 con lo scopo di contribuire allo studio sullo stato di salute delle Due Torri, verificandone le condizioni, mediante l’utilizzo del sistema laser a scansione terrestre Optech ILRIS 3D in dotazione all’INGV. Tale sistema di misura non invasivo ha permesso di osservare nel dettagli

Esperienza di misura mediante lo strumento tromino per lo studio delle vibrazioni e delle sollecitazioni naturali e antropiche

Il rumore sismico ambientale è l’insieme delle piccole vibrazioni sismiche presenti ovunque sulla superficie terrestre e generate da sorgenti naturali o antropiche. Tra gli esempi più significativi, si può pensare agli effetti delle perturbazioni atmosferiche sulle onde oceaniche ed alla loro propagazione sul continente come onde di superficie, al traffico veicolare e alle attività industriali, che producono onde superficiali di Rayleigh, e, in generale, all’attività dinamica terrestre. Le onde sismiche che ne derivano sono tipicamente a bassa energia, con ampiezze dell’ordine di 10-4/10-2 mm [Okada, 2003]. Inoltre, in base al contenuto in frequenza inferiore o superiore a 0.5 Hz, si parla rispettivamente di microsismica (primariamente di origine naturale) o microtremore (di origine generalmente antropica). Il rumore sismico ambientale è una sorgente di eccitazione per la risonanza del sottosuolo e degli edifici, da cui la possibilità di estrarre da esso, mediante opportune tecniche di analisi, informazioni interessanti sui sistemi risonanti studiati. Il rumore sismico può usarsi per lo studio della stratigrafia del terreno, sulla base dell’analisi degli spettri di potenza dei segnali e dei rapporti spettrali [Kanai e Tanaka, 1954; Lermo, 1993; Yamanaka et al., 1993]. In particolare, il metodo dei rapporti spettrali H/V è particolarmente interessante perché consente di ottenere informazioni affidabili utilizzando strumentazione di basso costo e facile impiego. Esso è basato sul calcolo del rapporto degli spettri di Fourier del rumore nel piano orizzontale H (generalmente lo spettro H viene calcolato come media degli spettri di Fourier delle componenti orizzontali NS ed EW) e della componente verticale V [Nakamura, 1989]. Il significato teorico del rapporto spettrale H/V è abbastanza immediato nel caso in cui si consideri un mezzo semplice formato da due soli strati: il bedrock, cioè lo strato duro e profondo, ed uno strato superficiale più soffice. Si immagini che l’onda di superficie che viaggia nello strato superficiale sia riflessa all’interfaccia tra gli strati e interferisca costruttivamente con le onde incidenti, sommandosi e raggiungendo ampiezze massime per l’effetto di risonanza. Ciò accade quando la lunghezza dell’onda incidente !m è tale che = 4H /(2m !1) m " , con m =1, 2,L, dove il fattore 4 /(2m!1) ) deriva dal fatto che, all’interfaccia tra un mezzo soffice ed uno duro, avviene inversione di fase. Le corrispondenti frequenze di risonanza sono pertanto date da (2 1) 4 = m ! H V f s m , (1) dove s V è la velocità di propagazione delle onde di superficie nel mezzo considerato. Poiché il modo fondamentale m = 1 è nettamente dominante rispetto a quelli superiori, si ha semplicemente H V f s r 4 = , (2) frequenza di risonanza che può individuarsi quale picco del rapporto H/V. Le frequenze proprie del sottosuolo possono essere quindi eccitate dal rumore di fondo e diventare visibili nello spettro del rumore sismico misurato in superficie. Il rumore sismico ambientale può anche essere utilizzato per identificare le frequenze proprie di vibrazione di un edificio. Un tale tipo di applicazione è profondamente diverso da quella che impiega i rapporti H/V, e i metodi di processamento dell’informazione sono piuttosto diversi, ma la strumentazione da utilizzare è esattamente la stessa perché in entrambi i casi l’obiettivo è estrarre informazione significativa da debole rumore sismico. In particolare, è attualmente disponibile uno strumento particolarmente compatto, economico e di semplice utilizzo come il tomografo digitale Tromino [Castellaro et al. 2005], grazie al quale questi metodi di sismica passiva hanno iniziato ad avere larga diffusione nella valutazione degli effetti di sito [Mulargia et al. 2007]. Nel caso in cui la frequenza di risonanza del sottosuolo coincida con quella di un edificio presente, in caso di terremoto può aversi un fenomeno di accoppiamento fra le due modalità di vibrazione. Questo effetto di amplificazione sismica produrrà un grande aumento della sollecitazione sugli edifici. Per questo motivo, l’amplificazione sismica è oggi considerata la prima causa dei danni indotti dal 6 terremoto e per questo motivo una attenta analisi delle frequenze caratteristiche dei siti viene effettuata nella fase di progettazione degli edifici. Va inoltre considerato che la stima delle frequenze di risonanza degli edifici può essere monitorata nel tempo, nella ben fondata ipotesi che un cambiamento sensibile dei modi principali della struttura sia legata al danneggiamento o all’alterazione della struttura stessa. In generale, un danneggiamento si traduce infatti in una diminuzione sia della frequenza di risonanza per ciascun modo, sia nella diminuzione del rapporto di smorzamento, tanto che l’analisi modale sperimentale (experimental modal analysis, o EMA) è correntemente utilizzata nella valutazione con tecniche non distruttive dello stato di salute di una struttura. In questo lavoro viene descritta una esperienza effettuata dall’INGV (Sezione di Bologna) di osservazione e di analisi dei dati rilevati mediante Tromino in un edificio situato in una zona altamente trafficata da mezzi e veicoli pesanti. Gli obiettivi di questa prima esperienza sono: (i) misurare le vibrazioni a cui gli edifici sono soggetti per effetto del traffico stradale, in modo da verificare se le normative vigenti in merito sono rispettate oppure no; (ii) fornire una prima stima delle frequenze di risonanza dell’edificio, da verificare in futuro in ulteriori sessioni di misura, operando in modo da rendere possibile un’analisi modale sperimentale completa a partire dai dati acquisiti ora

Endoscopic transcanal approach to geniculate ganglion hemangioma and simultaneous facial nerve reinnervation: A case report

Hemangioma of the facial nerve (FN) is a very rare benign tumor whose origin is the vascular plexi that surround the nerve. The transpetrous, retrosigmoid, and middle cranial fossa (MCF) routes are the traditional and most widely used approaches to reach these lateral skull base neoformations. However, this very complex region can be reached through an exclusive transcanal endoscopic procedure in selected cases. One of these was a 42-year-old patient who had been presenting a worsening left FN paralysis (grade VI according to the House-Brackmann scale at the time of visit) for 22 months without a history of trauma or infection. Radiological studies showed a lesion in the region of the geniculate ganglion. A suprageniculate endoscopic approach was performed to remove the lesion, with the sacrifice of the FN and a simultaneous hypoglossal-facial anastomosis. The aim of this minimally invasive surgery is the complete excision of the disease, maintaining the hearing function intact and restoration of facial function, whenever possible, avoiding more invasive approaches

Il rilievo Laser Scanner delle Due Torri

Uno studio completo dell’attuale stato di salute delle Due Torri non può che essere effettuato mediante una diagnostica basata sull’applicazione e l’integrazione di una vasta gamma di tecniche di rilievo, distruttive e non, mirate all’analisi delle strutture, allo studio dei terreni di fondazione e del suolo, senza tralasciare la valutazione degli effetti ambientali agenti sull’intera area urbana. Il laser a scansione terrestre (TLS) è uno strumento di rilievo non distruttivo che permette di misurare una grande quantità di punti (milioni) distribuiti sulle superfici fisiche osservate. Per ogni punto si ottengono le coordinate geometriche cartesiane x, y e z ed un valore di intensità I, generalmente fornito nell’intervallo [0, 255], cioè nella scala di grigi. L’intensità è una variabile strettamente correlata alla rugosità dei materiali e alle condizioni di umidità al momento del rilievo e, in certi casi, fornisce indicazioni sullo stato di alterazione delle superfici. Il risultato di una singola scansione, cioè la nuvola di punti, è quindi composto dall’insieme delle coordinate e delle intensità (x, y, z, I) di tutti i punti misurati in un sistema di riferimento locale. Le singole scansioni, eseguite da punti di vista diversi al fine di acquisire completamente il sistema osservato, sono poi registrate, ossia allineate, in un sistema di riferimento comune a dare una nuvola di punti completa. Algoritmi iterativi di “surface matching” permettono una registrazione molto precisa delle scansioni parziali, con errori millimetrici. Gli strumenti long-range, la cui portata è sensibilmente superiore ai 100 m, hanno generalmente precisioni variabili tra alcuni millimetri ed un centimetro. Se una superficie è osservata in incidenza normale dalla distanza di 100 m, può essere raggiunta una precisione dell'ordine di 6-7 mm nell'acquisizione del singolo punto. Tuttavia, la risoluzione finale di un rilievo dipende sia dalla precisione sulla misura dei singoli punti sia dalla densità della nuvola di punti (l'acquisizione di molti punti permette di migliorare nettamente la precisione rispetto al caso del singolo punto) e varia a seconda delle caratteristiche strumentali. Nel Settembre 2010 l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia ha eseguito il rilievo delle Due Torri utilizzando lo strumento Optech ILRIS3D. Per ottenere la massima copertura sono state effettuate 19 scansioni da 6 punti di stazione distribuiti nelle vicinanze delle Torri. Le nuvole di punti sono state allineate con una precisione di 1-2 mm assicurando il risultato finale, cioè la ricostruzione delle Due Torri, da distorsioni indotte da errori procedurali. La ricostruzione di dettaglio ha permesso di effettuare una analisi mirata e minuziosa delle strutture mettendo in evidenza non solo le accentuate inclinazioni dei prospetti e le variazioni delle stesse a vari livelli verticali ma anche uno stato deformativo probabilmente correlato agli eventi sismici verificatesi dai tempi antichi ad oggi. In particolare, la mappa di deformazione ottenuta mostra una alterazione interessante del corpo delle Torri, più accentuata nei prospetti su via Rizzoli e via Zamboni, formata da una alternanza rientranze e sporgenze con valori fino a ± 10 cm. E' indubbiamente interessante confrontare i risultati osservativi TLS con quelli relativi all'analisi sismica della Torre degli Asinelli. I modelli agli elementi finiti (FEM) mostrano che i punti sottoposti alle massime sollecitazioni in compressione (relativamente sopportabili da una struttura in muratura) e in trazione (molto più critici per una tale struttura) si trovano proprio sul lato di via Zamboni alle quote di 35 m, 65 m e 75 m. Le osservazioni eseguite con TLS hanno mostrato importati variazioni dell'inclinazione della torre alle quote di 45 m, 60 m e 75 m, dunque a quote molto vicine alle precedenti, ad evidenziare una molto verosimile correlazione tra il pattern di inclinazione osservato e gli effetti di eventi sismici. L’alta risoluzione della misura TLS e la completezza del dato acquisito ha reso possibile anche per la Torre Garisenda l’identificazione di numerose anomalie, evidenziando bombature e rigonfiamenti presenti sia alla base della stessa, nella parte in cui la parete in mattoni si congiunge al basamento in blocchi di selenite, sia nelle zone soprastanti, in particolare oltre la terza cinghia metallica e nella parte ancora più elevata a circa 35 m di altezza. Alla luce dei risultati raggiunti pare spontaneo correlare le deviazioni osservate rispetto all'inclinazione media delle Torri ad effetti legati alle vibrazioni degli edifici, fatto che indubbiamente consiglia prudenza nel caso in cui si preveda di sottoporla ad importanti sollecitazioni di origine artificiale. Contestualizzare lo stato “deformato” delle Due Torri in un quadro più generale di dissesto dell’intera area urbana è fondamentale. In particolare il fenomeno della subsidenza, che fin dagli anni ’50 affligge il territorio causando sprofondamenti fino a 6 cm all’anno, è caratterizzato da un alto gradiente spaziale, con una notevole variazione nell’abbassamento da zona a zona. Ciò induce cambi di carico sulle strutture nella vecchia maglia medievale i cui effetti sono ben visibili al pari delle numerose opere di restauro effettuate. L’INGV, oggi, sta monitorando le Due Torri mediante la ripetizione di rilievi con tecnica laser a scansione terrestre e sta operando misurazioni GPS (Global Positioning System) sia in modalità statica sia mediante stazioni permanenti al fine di valutare i movimenti del suolo che possono essere causa di ulteriore instabilità per le Torri ed i monumenti storici, patrimonio inestimabile della città e del Paese

Monitoraggio e controllo dei beni monumentali: formazione e certificazione del personale

Il presente lavoro costituisce una proposta per la formazione e la certificazione del personale che opera nel campo dei controlli e del monitoraggio dei beni monumentali ubicati in area sismica. Per bene Monumentale si intende qualsiasi manufatto con connotati a valenza storico-artistica, realizzato prevalentemente in muratura, con eventuali elementi in calcestruzzo armato e/o legno. L'articolo scaturisce da una proposta di formazione da sviluppare nell'ambito del Progetto PON denominato MASSIMO, acronimo di "Monitoraggio in Area Sismica Sistemi Monumentali" e dal quale estrarre mirati percorsi di addestramento da inserire in un preciso contesto di certificazione, secondo gli usuali livelli di conoscenza previsti dalla norma UNI EN ISO 9712 "Prove non distruttive - Qualificazione e certificazione del personale addetto alle prove non distruttive". Il contributo espone il percorso formativo relativo al progetto di ricerca e illustra le peculiarità e gli obbiettivi di alcune attività di controllo e monitoraggio basate su tecniche NDT. Per le tecniche maggiormente utilizzate nel processo di controllo, sono elencate le conoscenze minime richieste e le ore di attività necessarie, a giudizio di chi scrive, per poter giungere ad una conoscenza più o meno approfondita del metodo, in base ai diversi livelli di competenza ed al fine di sostenere gli esami di certificazione.Published53-613T. Pericolosità sismica e contributo alla definizione del rischioN/A or not JCRrestricte

FRI0667 The recall survey: can ultrasound affects clinicians' decisions about changing treatment in ra?

n/

Notulae to the Italian alien vascular flora: 15

In this contribution, new data concerning the distribution of vascular flora alien to Italy are presented. It includes new records, confirmations, exclusions for Italy or for Italian administrative regions. Nomenclatural and distribution updates, published elsewhere, and corrections are provided as Suppl. material 1

Una metodologia di indagine basata su tecniche NDT per la mitigazione del rischio sismico di beni storici soggetti a tutela

Sommario In questo lavoro viene presentata una metodologia di indagine NDT (acronimo inglese di Non Destructing Testing), basata su tecniche classiche di misura, telerilevamento prossimale e satellitare ad alta risoluzione spaziale, analisi sismogenetiche ed indagini geofisiche, per la mitigazione del rischio sismico di edifici storici monumentali soggetti a tutela. I risultati sperimentali, ottenuti per il caso di studio del complesso monumentale di Sant’Agostino ubicato nella città di Cosenza, dimostrano l’efficacia dell’approccio proposto sia per applicazioni correnti (il monitoraggio materiale e strutturale di un manufatto), sia per applicazioni emergenti (mitigazione del rischio sismico di beni storici)

Notulae to the Italian native vascular flora: 11.

In this contribution, new data concerning the distribution of native vascular flora in Italy are presented. It includes new records, confirmations, exclusions, and status changes to the Italian administrative regions. A new combination in the genus Pilosella is proposed. Nomenclatural and distribution updates, published elsewhere, and corrigenda are provided as Suppl. material 1