Laser Scan

Come è possibile utilizzarlo per eseguire misure

La tecnologia laser scan è incentrata sulla possibilità di sfruttare le prestazioni dei sensori laser scanner (detti comunemente laser 3D) in grado di consentire il rilevamento di modelli tridimensionali di oggetti con scale e risoluzioni differenti. Questo rende possibile l’utilizzo di un laser per effettuare misure altamente precise.

Il pensiero comune (sbagliando) crede che la tecnologia laser scann sia applicabile solo per acquisire rilievi di edifici e che, inoltre, metta a disposizione dati di difficile gestione. Quanto di più sbagliato.

Questa tecnologia, al contrario, è molto simile ad una Stazione Totale che è lo strumento fondamentale per i rilievi topografici per la rappresentazione del territorio. Questa Stazione Totale ha rivoluzionato i rilievi topografici per efficienza precisione e produttività.

Il laser è uno strumento in grado di trasformare l’energia dalle diverse fonti (elettrica, chimica, termica, ottica, nucleare) in un fascio monocromatico con un’elevata intensità di radiazioni elettromagnetiche. Questo fenomeno da vita alla luce laser.

Da qui alla tecnologia laser scan il passo è breve

Il laser scan, è in grado di misurare contemporaneamente angoli, distanze, dislivelli e calcolare coordinate per una rappresentazione grafica accurata e dettagliata.

Permette anche di:

  • Acquisire migliaia di punti al secondo;
  • Rilevare completamente le geometrie di un oggetto anche molto complesso;

Tra le principali caratteristiche di questo strumento quella che lo rende estremamente utile nelle costruzioni è la precisione nella cattura delle misurazioni, la velocità e l’efficienza nell’acquisizione di una grande quantità di dati in tempi ridotti e in estrema sicurezza

I diversi campi di applicazione della tecnologia laser scan

cantiere

Durante le fasi di realizzazione di un progetto i vantaggi dell’uso di questa evoluta tecnologia ci consentono di ridurre i tempi di realizzazione, di controllo e di documentazione.

Questi vantaggi della tecnologia laser scan rispetto alle tecniche tradizionali garantiscono tempi rapidi e accurate misurazioni. Si possono così rilevare gli elementi caratteristici di un cantiere come gli edifici costruiti o in fase di completamento, le zone di scavo, il posizionamento delle macchine da cantiere… Tutto questo fornisce così una fotografia “visitabile” e “misurabile” dello stato di fatto in ogni momento, aggiornabile e confrontabile con le fasi successive della costruzione.

territoriale

La tecnologia laser scan è estremamente adatta per effettuare rilievi di cave a cielo aperto. Questo grazie alla sua elevata potenza di ripresa e alla velocità di acquisizione dati.

Ci consente di ottenere un modello DTM (modello digitale del terreno, vale a dire la rappresentazione della distribuzione delle quote del terreno privo di elementi antropici – paesaggi costruiti o modificati dall’uomo – o vegetazionali – l’insieme di piante presenti in quel territorio -) dal quale è possibile effettuare un calcolo di volumi o superfici o estrarre curve di livello già vettorizzate.

Poi la sua integrazione con il GPS ci permette di monitorare lo sviluppo dello scavo nel tempo attraverso la valutazione delle sue variazioni geometriche.

Quindi mediante le acquisizioni laser scanner possiamo 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
architettura

Il rilievo fatto con la tecnologia laser scan è oggi il metodo più preciso per il rilievo di una architettura, soprattutto se particolarmente complessa, grazie alla elevata velocità di acquisizione e alla notevole quantità di informazioni che si possono estrapolare.

Dalle cosiddette nuvole di punti sono facilmente estraibili, con l’utilizzo di software dedicati, elaborati 2D (piante, sezioni e prospetti), con la possibilità di valutare nel dettaglio tutti gli elementi fondamentali sia negli interventi di ristrutturazione che nelle nuove costruzioni.

Ancora meglio se pensiamo agli elaborati 3D che contengono un numero elevatissimo di informazioni (arredi, affreschi, impianti, mosaici, dettagli dei pavimenti…). Tutto ciò costituisce in importante database in grado di conservare nel tempo tutte le informazioni relative ad ogni singolo oggetto, dettaglio o porzione analizzabile in qualunque momento senza dover tornare fisicamente sul manufatto.

Quindi:

  • restituzioni 2D e modelli 3D:dal dato 3D rilevato sono facilmente estraibili tavole 2D (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:così come per le strutture si possono rilevare tutte le dotazioni collegate (tubazioni, cavi elettrici, ecc…), che saranno la base per le progettazioni, le ricostruzioni o le integrazioni future. Questo database può in ogni momento essere integrato ed esteso;
navale

Altra utile applicazione è per i lavori di costruzione delle imbarcazioni che si basano su tecniche di misurazione e documentazione 2D e 3D a partire dalla fase di progettazione fino alla produzione vera e propria. Questo uso garantisce la realizzazione di barche, yachts e barche a vela di elevata qualità.

Quindi:

  • Riparazione di imbarcazioni: attraverso questa tecnica di rilievo laser si possono effettuare misurazioni di precisione indispensabili per la verifica precisa degli allineamenti delle modifiche effettuate
  • Reverse engineering: il rilievo 3D di modelli esistenti e i dati ottenuti favoriscono la progettazione di precisi modelli di costruzione, oggi ormai diventata una delle tecniche principali di fabbricazione delle imbarcazioni.
  • Riproduzione: queste moderne e approfondite tecniche di misurazione di una imbarcazione antica permettono la duplicazione esatta di modelli del passato.
beni culturali

E’ utile per la gestione della documentazione, per informare, per conoscere, conservare e valorizzare, i Beni Culturali, creando un sistema che impedisca danneggiamenti o perdite.

La gestione del patrimonio culturale può essere strutturata su una solida base di conoscenze. Questo garantirebbe una migliore progettazione degli interventi di gestione e recupero, monitorando i cambiamenti nel corso del tempo. Questo, a volte evita danni e perdite definitive.

  • 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.
  • strutture e dettagli: l’acquisizione e l’accuratezza (anche a distanze notevoli), rendono la documentazione completa e dettagliata di strutture e manufatti complessi e delicati.
  • database (documentativi): è possibile salvare in banche dati lo stato di fatto, il degrado, le strutture e i particolari rilevati permettendo la ricostruzione di manufatti complessi in ogni momento, garantendo inoltre la fruizione (da parte degli utenti) con una navigazione virtuale.
industriale

In questo settore potersi avvalere della tecnologia laser scan vuol dire poter fare una manutenzione preventiva con minor costi e la massima efficienza.

Grazie alla completezza delle informazioni che è in grado di garantire, viene usato nei rilievi industriali, ad esempio nel censimento, nella misurazione e nella mappatura completa di strutture, layout di impianti, linee di tubazioni…

Poi, nei rilievi industriali in funzione, il laser scanner è l’unica soluzione che ci permette di effettuare il rilievo in sicurezza di elementi posti ad altezze elevate, di grandi dimensioni, pericolosi o inavvicinabili per la presenza di materiali nocivi, o strutture instabili, o temperature elevate. Nel dettaglio è lo strumento professionale e preciso per:

  • modellazione 3D: il laser scanner e i software ad esso collegato possono ricostruire modelli 3D dello stato di fatto di un’azienda o di un impianto (tubazioni, pompe, travi di acciaio). Dai modello 3D ottenuti con un laser Scanner è possibile generare modelli CAD completi e altamente precisi alle geometrie dell’impianto. Questo permette di confrontare modelli CAD di progetto con la realtà scansionata e valutandone la congruenza;
  • simulazioni: dai modelli 3D completi sarà possibile poi simulare processi produttivi. Ad esempio nei casi in cui è necessario integrare una ulteriore procedura di lavorazione a quelle già esistenti.
  • analisi di tolleranza: i dati 3D laser possono essere comparati direttamente con modelli CAD esistenti per evidenziare immediatamente le differenze;
  • facility management: così come per le strutture, vengono rilevate anche tutte le dotazioni collegate (tubazioni, cavi elettrici, ecc.) che rappresentano la base di ogni futura ricostruzione o integrazione;
  • certificazioni delle geometrie: permette la rapida rimozione e riparazione degli impianti. Funzione estremamente utile, dopo crolli o cedimenti strutturali, ai fini assicurativi.
  • verifica del costruito: e confronto con le geometrie di progetto.
infrastrutture e ingegneria

Una delle applicazioni principali della tecnologia laser scan è il rilievo di strade, gallerie, ponti, oltre al monitoraggio (a lungo termine) di edifici o territori. Ancor più adatto è se siamo in presenza di infrastrutture complesse che, con metodi tradizionali creerebbero parecchi problemi e difficoltà.

Il rilievo 3D che si può fare risulta estremamente adatto anzi indispensabile per effettuare analisi specialistiche sulle strutture: verifiche analisi del fuori piombo, delle superfici e del degrado strutturale.

Questa tecnologia ci garantisce, con precisione millesimale, il rilievo di piante, prospetti, e sezioni in qualsiasi punto e direzione per noi necessari, poi, cosa da non sottovalutare, è effettuabile in qualsiasi condizione di luminosità.

Quindi:

  • monitoraggio dello stato di avanzamento dei lavori: permette il rilevamento e il monitoraggio completo dello stato di avanzamento dei lavori. Cosa estremamente utile per produrre la necessaria documentazione tecnica e giuridica;
  • ispezione di componenti a forma libera: garantisce un controllo dimensionale ad alta precisione di complessi componenti a forma libera;
  • controllo delle deformazioni: è in grado di documentare i processi di deformazione e monitoraggio delle contromisure;
  • monitoraggio degli scavi: permette un controllo facile ed accurato del volume e delle dimensioni di scavi di fondazione e di fosse;
  • verifica e manutenzione delle strutture portanti: altro vantaggio poi da non sottovalutare è la verifica (rapida ed economica) della capacità di carico e del grado di usura delle strutture portanti.
scena del crimine e incidenti

È questa un’applicazione che sta crescendo notevolmente perché in pochissimi minuti, attraverso una scansione laser scanner, è possibile ricavare dati accurati di rilievo della scena del crimine e di incidenti, in ambienti interni ed esterni. Dati che sono sempre più utili 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 dai consulenti tecnici e dai  legali di fiducia affinché vengano ritenuti giuridicamente affidabili.

Quindi:

  • Misurare la Scena del Crimine: le scene del crimine possono essere scansionate da varie posizioni, in modo da completare il rilievo dell’ambiente. A partire dalla scena del crimine rilevata si possono poi generare tavole 3D, piante, sezioni verticali e orizzontali utili a ricostruire il delitto.
  • Rilievo di Incidenti: garantisce una ripresa tridimensionale accurata e completa della scena dell’incidente con dettagli sulle deformazioni dei veicoli o sulle eventuali tracce di sbandate. Utilizzando questa tecnologia le ipotesi investigative relative alle possibili cause e alla precisa sequenza dell’incidente possono avere rapide e veritiere risposte, ad esempio per gli urti con il calcolo delle energie di impatto.
archeologia

Anche in questo settore la tecnologia laser scan può essere un importate aiuto per il rilievo e la catalogazione dei beni archeologici di pregio. Permette la registrazione, l’analisi e l’archiviazione dei dati collegabili a database facilmente interrogabili in ogni momento.
Questa gestione informatizzata  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.

Quindi:

  • creazione di tavole critiche sul degrado
  • modellazione 3D
  • documentazione delle varie fasi di avanzamento dello scavo
  • creazione di un database navigabile
tunneling

La tecnologia laser scan con le sue accuratissime scansioni laser permette 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. Tutto ciò evita errori e conseguenti correzioni in corso di progettazione riducendo tempi e costi. 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

Il nostro approccio

Con la tecnologia laser scan riusciamo a raccogliere informazioni senza dover toccare realmente gli oggetti o esser presenti negli ambienti da analizzare. Questo, riduce notevolmente rischi o possibili pericoli.

Utilizzando i dati acquisiti sviluppiamo progetti basati su informazioni reali. Otteniamo così vere e proprie riproduzioni della realtà su modelli digitali tridimensionali di edifici esistenti o ambienti, integrandoli con gli eventuali nuovi elementi di progetto.

Poi, la nuvola di punti ottenuta con il rilievo può essere facilmente integrata e gestita con il software di modellazione BIM.

Questo è il nostro metodo che ci permette di ridurre al minimo gli errori di misurazione e di interpretazione facilitandoci nelle decisioni strategiche da dover prendere durante tutto il processo di progettazione.

Per questi motivi. La tecnologia laser scan ha per noi un ruolo fondamentale anche nel controllo di qualità e nella verifica delle costruzioni. Ci permette un monitoraggio estremamente facilitato nella rispondenza tra progetto e costruzione durante la fase di realizzazione. Ci aiuta a certificare l’accuratezza dell’implementazione del progetto e ci permette di rilevare e confrontare le principali fasi di cantiere con i modelli di progetto, individuando eventuali deviazioni.

Tutto questo vuol dire: prevenire errori costosi garantendo che l’output finale rispetti le specifiche e le intenzioni del progetto e che sia quello che il cliente spera di avere.

Siamo uno studio di Architettura, dinamico e interdisciplinare. Riteniamo fondamentale avviare, sin da subito, rapporti corretti e sinceri con i nostri clienti, suggerendo al meglio e dando sempre tutte le informazioni necessarie alla condivisione del progetto.

Informare significa dare forma alla mente.

Per farlo bene bisogna essere consulenti corretti e tecnici competenti.

Per questo riteniamo fondamentale informare bene.

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