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Dieci campi di applicazione del laser scanner

Da sempre si pensa che il Laser Scanner sia uno strumento riservato ad acquisire rilievi di edifici come ad esempio le chiese, e che restituisca un dato difficile da gestire. In realtà il Laser Scanner è molto simile nell’utilizzo ad una Stazione Totale ed oltre a restituire angoli e distanza, come quest’ultima, permette anche di:

  • Acquisire migliaia di punti al secondo;
  • Rilevare completamente le geometrie di un oggetto anche molto complesso;
  • I punti acquisiti vengono discretizzati in ufficio a posteriori.

  E gli ambiti applicativi sono un’infinità.

Scopriamo insieme le 10 Applicazioni fondamentali dello Scanner Laser

1 - Beni Culturali

La documentazione, intesa come sistematica attività di registrazione e gestione delle informazioni, vuol dire conoscere per conservare e valorizzare, rendendo i Beni Culturali maggiormente fruibili per la popolazione e creando un sistema di coscienze che ne impedisca irrimediabili ed inestimabili perdite.

Oggigiorno qualsiasi attività di gestione del patrimonio culturale dovrebbe essere strutturata su una solida base di conoscenze, al fine di assicurare una migliore progettazione degli interventi di gestione e recupero, monitorando costantemente i cambiamenti nel corso del tempo, anticipando talvolta avvenimenti catastrofici e inaspettati.

  • stato di fatto e mappe del degrado: stato di fatto dettagliato e mappe del degrado precise per progettare un intervento di restauro e risanamento conservativo o per monitorare nel tempo l'esito dell'intervento sul manufatto.
  • strutture e dettagli: grazie alla velocità di acquisizione e all'accuratezza anche a distanze notevoli, le strutture ed i manufatti più complessi e delicati possono essere documentati in modo completo.
  • database a scopo documentativo: lo stato di fatto, il degrado, le strutture e i particolari rilevati sono salvati in una banca dati che permette la ricostruzione di manufatti complessi in ogni momento e la fruizione da parte degli utenti grazie alla navigazione virtuale.

2 - Industriale

L'utilizzo di tecnologia Laser Scanner nel settore industriale è un supporto fondamentale per una manutenzione preventiva che produca maggiore efficienza e minori costi.

Un rilievo Laser Scanner presenta una completezza e accuratezza di informazioni che nessun'altra metodologia di rilievo consente di ottenere.

Proprio per questo motivo viene largamente utilizzato nei rilievi industriali per effettuare il censimento, la misurazione e la mappatura completa di strutture, layout impiantistici, linee di tubazioni (piping) ecc…

Inoltre, nel caso di rilievi industriali di impianti in funzione, il rilievo laser scanner è l'unica soluzione possibile per effettuare il rilievo in sicurezza di elementi posti ad altezze elevate, di grandi dimensioni, pericolosi o inavvicinabili per la presenza di materiali nocivi, strutture instabili, temperature elevate, ecc…

  • stato di fatto: linee di montaggio e impianti industriali esistenti possono essere rilevati in dettaglio in tre dimensioni. Si ha così a disposizione un database di coordinate 3d precise al millimetro per la costruzione o integrazione di future nuove strutture, o la ricostruzione di parti di impianto. Da tale database è possibile in ogni momento estrarre piante, sezioni, ecc…
  • modellazione 3D: grazie al laser scanner ed ai software si possono ricostruire modelli 3D dello stato di fatto dell'azienda o dell'impianto (tubazioni, pompe, travi di acciaio). Dal modello 3D ottenuto dal laser Scanner è possibile generare modelli CAD completi e fedeli alle geometrie dell'impianto. Sarà possibile, dunque, confrontare modelli CAD di progetto con la realtà scansionata e valutarne la congruenza;
  • simulazioni: a partire da modelli 3D completi sarà possibile simulare processi produttivi; come nei casi in cui è necessario integrare alla linea di produzione esistente un ulteriore procedura di lavorazione;
  • analisi di tolleranza: i dati 3D laser possono essere comparati direttamente con modelli CAD esistenti per evidenziare immediatamente le differenze;
  • facility management: al pari delle strutture vengono ovviamente rilevati anche tutte le dotazioni collegate (tubazioni, cavi elettrici, ecc.) che sono la base per ogni future ricostruzioni o integrazioni. Questo database può in ogni momento essere integrato o esteso;
  • certificazioni delle geometrie: dopo crolli o cedimenti strutturali ai fini assicurativi permette la rapida rimozione e riparazione degli impianti, mantenendo una fotografia metrica tridimensionale dello stato di fatto;
  • verifica del costruito e confronto con le geometrie di progetto.

3 - Infrastrutture e Ingegneria

Il rilievo Laser Scanner è particolarmente adatto per il rilievo di strade, gallerie, ponti e per il monitoraggio a lungo termine di edifici o porzioni di territorio specialmente se si tratta di infrastrutture particolarmente complesse e, quindi, difficilmente rilevabili mediante utilizzo di strumentazione tradizionale.

Il rilievo 3D è indispensabile per effettuare analisi specialistiche sulle strutture come ad esempio le verifiche, le analisi del fuori piombo, delle superfici e del degrado strutturale.

Questo sistema di rilievo permette di ottenere con estrema precisione piante, prospetti e sezioni in qualsiasi punto e direzione desiderati ed, inoltre, può essere eseguito con qualsiasi condizione di luminosità.

  • monitoraggio dello stato di avanzamento dei lavori: rilevamento e monitoraggio completi dello stato di avanzamento dei lavori a fini di documentazione tecnica e giuridica;
  • ispezione di componenti a forma libera: controllo dimensionale ad alta precisione di complessi componenti a forma libera;
  • controllo delle deformazioni: documentazione dei processi di deformazione e monitoraggio delle contromisure;
  • monitoraggio degli scavi: controllo semplice ed esatto del volume e delle dimensioni di scavi di fondazione e fosse;
  • verifica e manutenzione delle strutture portanti: rapida ed economica verifica della capacità di carico e del grado di usura delle strutture portanti.

4 - Territoriale

Particolarmente adatto al rilievo di cave a cielo aperto grazie ad acquisizioni ad elevata portata di ripresa e alla velocità di acquisizione.

Puoi ottenere un modello DTM del terreno in breve tempo, dal quale è possibile effettuare un calcolo di volumi o superfici o estrarre curve di livello già vettorizzate.

L'integrazione con strumentazione GPS permette inoltre di georiferire automaticamente il modello e di monitorare lo sviluppo dello scavo nel tempo attraverso la valutazione delle variazioni geometriche.

Tramite acquisizioni Laser scanner puoi ottenere:

  • analisi geomeccanica dei fronti di scavo
  • creazione DTM e mappa a curve di livello della zona di cava
  • estrazione di sezioni
  • calcolo di superfici
  • calcolo di volumi
  • calcolo dei volumi di sterro e riporto tra rilevamenti in tempi diversi per valutare le zone di scavo

5 - Cantiere

La fase di realizzazione di un progetto è un momento molto complesso ed è importante trarre beneficio dalle innovazioni tecnologiche per ridurre i tempi di realizzazione, di controllo e di documentazione.

In questo ambito il laser scanner è una tecnologia che offre potenziali vantaggi rispetto alle tecniche di rilievo classiche in termini di rapidità, numerosità di punti, ecc…

Hai la possibilità di rilevare elementi caratteristici del cantiere, come edifici costruiti o in fase di completamento, zone di scavo, posizione di macchine da cantiere, ecc..., fornendo così una sorte di fotografia "visitabile" e "misurabile" dello stato di fatto ad una certa epoca, in ogni momento aggiornabile e confrontabile con le fasi successive della costruzione.

6 - Architettura

Il rilievo laser Scanner costituisce oggi la metodologia più precisa per il rilievo di una architettura, soprattutto se particolarmente complessa, grazie alla elevata velocità di acquisizione e alla notevole quantità di informazioni raccolte.

Dalla nuvola di punti sono facilmente estraibili, grazie a software dedicati, elaborati 2D quali piante, sezioni e prospetti, potendo valutare dettagliatamente tutti gli elementi fondamentali per interventi di ristrutturazione e/o nuove costruzioni.

Ogni elaborato 3D contiene un numero incredibilmente elevato di informazioni (arredi, affreschi, impianti, mosaici, dettagli dei pavimenti...), che vanno a costituire un database dove vengono conservate nel tempo la totalità delle informazioni relative ad ogni singolo oggetto, dettaglio o porzione a cui è possibile attingere in qualunque momento senza necessità di tornare sul manufatto.

  • restituzioni 2D e modelli 3D: dal dato 3D rilevato si possono estrarre tavole 2D come piante, prospetti, sezioni, o modelli tridimensionali per ristrutturazioni o successive costruzioni;
  • ristrutturazioni: è possibile utilizzare il rilevamento geometrico esatto di oggetti esistenti come base per ristrutturazioni o ampliamenti;
  • studio di fattibilità: il rilievo del contesto permette di simulare l'impatto ambientale ed urbano dell'opera da realizzare in un determinato contesto;
  • facility management: al pari delle strutture vengono ovviamente rilevate anche tutte le dotazioni collegate (tubazioni, cavi elettrici, ecc...), che saranno la base per progettazioni, ricostruzioni o integrazioni future. Questo data base può in ogni momento essere integrato ed esteso;
  • ortofoto: grazie ad una fotocamera ad alta risoluzione è possibile texturizzare un modello 3D e ottenere una ortofotopiano.

7 - Navale

I lavori di costruzione delle imbarcazioni si basano su tecniche di misurazione e documentazione 2D e 3D per garantire la realizzazione di barche, yachts e barche a vela di elevata qualità a partire dalla fase di progettazione fino alla produzione vera e propria.
Che si tratti di riprogrammare i lati di uno yacht da gara, di sostituire il manto in teak dell'impalcato o di altre sagome 2D, di allineare gli alberi portaelica o di ispezionare interi stampi in fibra di vetro, il rilevamento attraverso la tecnologia laser scanner è la risposta per la costruzione di yacht.

  • Riparazione di imbarcazioni: attraverso il rilievo laser è possibile effettuare misurazioni di precisione oggi indispensabili per la verifica precisa degli allineamenti delle modifiche effettuate
  • Reverse engineering: grazie al quale il rilievo 3D di modelli esistenti e i dati ottenuti permettono di progettare un preciso modello di costruzione, è divenuto una delle tecniche principali di fabbricazione delle imbarcazioni
  • Riproduzione: grazie alla possibilità offerte dalle moderne tecniche di misurazione, una imbarcazione antica può essere rilevata e duplicata in maniera esatta

8 - Scena del crimine e incidenti

In pochissimi minuti, attraverso una scansione laser scanner, siamo in grado di restituire dati accurati di rilievo della scena del crimine e di incidenti, in interno o in esterno. Questi dati permettono un valido e preciso supporto alle fasi investigative "congelando" la scena del crimine scansionata e documentando lo stato di fatto.

Questi dati possono poi esser portati in fase di dibattimento poiché vengono ritenuti giuridicamente affidabili.

  • Misurare la Scena del Crimine: le scene del crimine possono essere scansionate da varie posizioni, in modo da completare il rilievo dell'ambiente collegando le varie scansioni. A partire dalla scena del crimine rilevata si possono poi generare tavole 3D, piante, sezioni verticali e orizzontali utili a ricostruire il delitto.
  • Controlli Dimensionali in 3D: l'applicativo Visual Sensor Fusion (VSF) sviluppato dalla danese DelftTech BV può combinare nuvole di punti 3D con immagini 2D (scattati da telecamere di sorveglianza). Una persona virtuale può essere introdotta nella nuvola di punti e grazie alle immagini 2D è possibile adattarne le dimensioni. In questo modo le ipotesi formulate possono trovare velocemente conferma o smentita in base a complete valutazioni geometriche.
  • Rilievo di Incidenti: il rilevamento laser scanner garantisce una ripresa tridimensionale accurata e completa della scena dell'incidente con dettagli quali le deformazioni dei veicoli o tracce di sbandate. Utilizzando questa tecnica le domande relative alle possibili cause e alla precisa sequenza dell'incidente possono trovare molto più velocemente analisi e risposte corrette. Grazie alla collaborazione con l'Università di Firenze è possibile fornire un'unica soluzione software completa che unisce il rilievo accurato delle geometrie 3d degli urti con il calcolo delle energie di impatto ed un data base aggiornato dei veicoli.

9 - Archeologia

La tecnologia laser scanner rappresenta la metodologia di rilievo ad oggi più precisa per la catalogazione dei beni archeologici di pregio, permettendo di pianificare in modo totalmente innovativo il processo di registrazione, analisi e archiviazione dei dati e proponendo rilievi digitali tridimensionali georeferenziati collegabili a database specifici in modo da creare dei GIS facilmente interrogabili.
Il trattamento informatico dei dati permette di rispondere immediatamente alle esigenze del cliente fornendogli servizi e supporti altamente personalizzati.
Oltre al rilievo e alla catalogazione, il rilievo laser di un sito archeologico permette la creazione di un modello tridimensionale navigabile utile alla realizzazione di un museo virtuale dello scavo consultabile on line dagli utenti. L'elevata precisione del rilievo permette anche la riproduzione fedele di oggetti mediante l’utilizzo di macchine a controllo numerico.

  • possibilità di operare con qualsiasi scala di restituzione
  • creazione di tavole critiche sul degrado
  • realizzazione di sistemi G.I.S.
  • Ortofotopiano
  • modellazione 3D
  • documentazione delle varie fasi di avanzamento dello scavo
  • creazione di un database navigabile

10 - Tunneling

Le scansioni laser permettono di rilevare in breve tempo la geometria di scavo della galleria. Attraverso il confronto con il modello 3D di progetto è possibile analizzare la geometria dello scavo e individuare le zone di sovrascavo e sottoscavo. Inoltre, è possibile rilevare anche l'opera, una volta conclusa, per verificare l'esatta rispondenza al progetto esecutivo.

  • analisi dei sottoprofili e sovraprofili
  • individuazione delle zone di intervento
  • documentazione di tutte le fasi di costruzione
  • estrazione di sezioni
  • verifica di conformità dell'opera al progetto esecutivo

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