Tempio di Minerva Medica: caratterizzazione dinamico-strutturale e indagini non distruttive


Tempio di Minerva Medica (Roma)

Architettonico

L’edificio è a pianta decagonale polilobata, noto a partire dal ‘500 come “Tempio di Minerva Medica”, di dimensioni imponenti tanto da farne in passato uno dei monumenti più significativi delle vedute di Roma. Scopo della sperimentazione è verificare l’effetto delle variazioni termiche stagionali estate-inverno sulle risposta dinamica della struttura al passaggio del tram della linea di trasporto urbana e dei treni della vicina stazione ferroviaria di Roma Termini. Tale sperimentazione prevede misure di monitoraggio vibrazionale con l’integrazione di tecniche di indagine PnD.



Tempio di Minerva Medica, lato nord (Archivio fotografico del Museo SSBAR).

- monitoraggio delle vibrazioni ambientali di origine naturale o antropiche mediante sensori velocimetrici per la caratterizzazione dinamica ogni 3 mesi;

- indagini termografiche e di tomografia sonica per la valutazione degli effetti dei cicli termici stagionali sulle proprietà meccaniche della muratura;

- monitoraggio dell’andamento stagionale dei punti di maggiormente significativi della porzione di muratura esposta alle vibrazioni dovute al passaggio del tram della linea metropolitana ed al passaggio dei treni;

- fornitura di un servizio via web costituito da un GIS locale per il posizionamento dei sensori ed un DB aggiornato ed integrabile, implementato su piattaforma di super calcolo parallelo dell’ENEA e fruibile h24 dagli operatori abilitati ed autorizzati tramite la piattaforma ENEA-GRID;

- fornitura alla Soprintendenza di un accesso tramite ENEA-GRID su rete GARR ad un Repository da cui effettuare il download dei dati in un formato aperto (CSV, txt,..) da utilizzare per elaborazioni di interesse della Soprintendenza medesima mediante software open source o messo a disposizione da ENEA.

 

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Lavori di istallazione dei sensori velocimetrici sulla facciata NW del tempio di Minerva Medica

 

Le prime  misure di monitoraggio a vibrazione del monumento sono state eseguite in data 4 luglio 2016. Gli strumenti utilizzati sono 5 digitalizzatori registratori di segnali (modello SL06-SARA) equipaggiati con velocimetri triassiali per la misura delle vibrazioni. Gli strumenti sono stati alimentati con batterie ricaricabili portatili. Inoltre, ogni strumento è dotato di antenna GPS per la sincronizzazione delle misure all’orario UTC.

 

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 Posizionamento sensori (tutte le configurazioni)

 

Le misure sono state eseguite secondo 6 configurazioni di posizionamento degli strumenti (I, IIa, IIb, III, IV, V) in modo di cogliere le vibrazioni ambientali (principalmente indotte dal traffico ferroviario e tramviario provenienti dagli attigui binari della Stazione Termini, verso il lato NE, e delle attigue linee tramviarie sul lato SW) sul terreno alla base della struttura e sulla facciata sul lato NW.

Gli strumenti sono stati posizionati nei punti di misura e lasciati 20 minuti a registrare per ogni configurazione. Durante le registrazioni sono stati annotati anche gli orari dei passaggi dei treni e dei tram per una eventuale analisi mirata alla risposta della struttura in corrispondenza di tali passaggi.

 

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Posizione dei sensori nella configurazione IIb



Foto aerea del tempio di Minerva Medica, Roma.

No file


Gerardo De Canio

Tempio di Minerva Medica (Roma)

IV sec.

Soprintendenza Speciale per il Colosseo e L’area archeologica centrale di Roma

Anonimo

Diametro di 25 m, altezza massima della cupola pari a 32 m, oggi ridotti a circa 24

Muratura storica

Progetto COBRA

Luglio 2016

Soprintendenza Speciale per il Colosseo e L’area archeologica centrale di Roma

Dr. Mariarosaria Barbera (mariarosaria.barbera@beniculturali.it)

Dopo l’acquisizione in campo, i dati sono stati estratti dagli strumenti e preprocessati per prepararli alla successiva fase di analisi delle misure. Alcune analisi molto preliminari sono state eseguite ed esposte nel II WORKSHOP del progetto. Le analisi saranno approfondite nei successivi semestri di attività del progetto. Nel grafico sottostante si riporta la risposta in frequenza rilevata dallo strumento posizionato in alto sul monumento (posizione A).

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Come per le campagne precedenti, il 19 aprile 2017 sono state effettuate ulteriori misurazioni tramite velocimetri disposti in varie configurazioni per il monitoraggio vibrazionale. Le misurazioni sono state integrate con tecniche di indagine non distruttive (termografia, laser-scanner, prove soniche, rilievi del microclima e fotogrammetria) e riprese video di moto magnificato.

Le misure di monitoraggio a vibrazione della III campagna sono state eseguite in data 19 Aprile 2017. Gli strumenti utilizzati sono 5 digitalizzatori registratori di segnali (modello SL06-SARA) equipaggiati con velocimetri triassiali per la misura delle vibrazioni. Gli strumenti sono stati alimentati con batterie ricaricabili portatili. Inoltre, ogni strumento è dotato di antenna GPS per la sincronizzazione delle misure all’orario UTC. Le misure sono state eseguite secondo 6 configurazioni di posizionamento degli strumenti (I, IIa, IIb, III, IV, V) in modo di cogliere le vibrazioni ambientali (principalmente indotte dal traffico ferroviario e tramviario provenienti dagli attigui binari della Stazione Termini, verso il lato NE, e delle attigue linee tramviarie sul lato SW) sul terreno alla base della struttura e sulla facciata sul lato NW. Le configurazioni ricalcano quelle delle campagne precedenti, allo scopo di registrare eventuali variazioni di una certa entità, variazioni che possono essere dovute al volume del traffico ma anche a fenomeni stagionali. Come per le altre campagne, gli strumenti sono stati posizionati nei punti di misura e lasciati 20 minuti a registrare per ogni configurazione. Durante le registrazioni sono stati annotati anche gli orari dei passaggi dei treni e dei tram per una eventuale analisi mirata alla risposta della struttura in corrispondenza di tali passaggi. Temperatura al suolo: 15° C, giornata ventosa e assolata. Si notata una scarsa incidenza del traffico automobilistico che appare come un rumore di fondo e la decisa prevalenza del passaggio dei tram che produce una significativa azione sulle strutture di Minerva Medica.

 Sperimentazione del Moto magnificato

Sono state inoltre eseguite delle riprese video tramite un tablet commerciale a 28 frame per secondo, risoluzione 720x1280 pixel, della parte esterna del monumento (corrispondente alla III configurazione) subito dopo il passaggio di tram. Le immagini riprese tramite la videocamera vengono successivamente elaborate per mezzo di un algoritmo che consente di amplificare i piccoli movimenti di una struttura o di sue parti. Non si tratta di un ingrandimento delle immagini, ma di una vera e propria amplificazione dei piccoli moti della struttura che altrimenti risulterebbero invisibili. La tecnica descritta, detta moto magnificato, è stata implementata nel 2013 presso il Dipartimento di Computer Science del MIT di Boston, ma finora è stata utilizzata in altri campi (medicina, fisiologia, meccanica, proprietà dei materiali). E’ la prima volta che il moto magnificato viene usato per lo studio della stabilità di un monumento storico. La analisi visuale dei filmati processati infatti consente di individuare facilmente le parti del monumento maggiormente esposte alle vibrazioni, come indicato sotto.

Nell'immagine sottostante: Aree maggiormente sensibili rilevate dalla analisi visiva dei filmati elaborati con il moto magnificato (riquadri in rosso).


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