APPLICAZIONI IN AMBITO IMPIANTISTICO ED INDUSTRIALE

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1 Università degli Studi di Brescia Prof. Giorgio Vassena APPLICAZIONI IN AMBITO IMPIANTISTICO ED INDUSTRIALE

2 La tecnologia Laser Scanner La tecnologia si basa su uno strumento, denominato laser scanner, in grado di rilevare a distanza senza contatto, impianti e oggetti di medie e grandi dimensioni (dalla singola tubatura fino ad un intero impianto industriale). Non si tratta di un laser di potenza ma di un laser di misura Lo strumento dal limitato ingombro e di peso contenuto (15-20 Kg), può rilevare tridimensionalmente impianti industriali ed edifici Il rilievo permette di ricavare una ricostruzione tridimensionale con accuratezze di qualche millimetro delle strutture rilevate E possibile ricavare il modello tridimensionale nei più diffusi sistemi CAD di progettazione e disegno tridimensionale

3 Il team di ricerca applicata L Università degli Studi di Brescia opera da anni nella ricerca nel settore del laser scanner, al fine di sviluppare conoscenza e soluzioni software di eccellenza, con particolare riguardo al settore industriale e impiantistico. Le ricerche si svolgono anche all interno di una convenzione quadro con il Centro Comune di Ricerca della Commissione Europea di Ispra e impiegati nelle verifiche degli impianti nucleari da parte della IAEA (The International Atomic Energy Agency) e in collaborazione con la Spin Off Gexcel. Gexcel UNIVERSITA JRC di ISPRA

4 Rilevamento tridimensionale di impianti industriali - Applicazioni - Rilevamento tridimensionale per pianificare gli interventi di manutenzione e di modifiche o gli inserimenti di nuovi macchinari in impianti esistenti Monitoraggio delle variazioni per motivi di sicurezza Ricostruzione tridimensionale in un sistema CAD dell impianto Verifica delle variazioni delle geometrie dopo eventi eccezionali (sismi, allagamenti ) Certificazione delle geometrie dopo crolli o cedimenti strutturali a fini assicurativi, per permettere 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

5 Rispetto alle tecniche topografiche tridimensionali Drastico contenimento dei tempi di lavoro nell impianto Possibilità di dilazionare l attività di restituzione del modello tridimensionale Possibilità di interrogazione del modello tridimensionale anche da parte del committente Possibilità di estrarre a posteriori, dal modello tridimensionale, le geometrie di interesse Monitoraggio delle variazioni per motivi di sicurezza Ricostruzione tridimensionale in un sistema CAD dell impianto Estrazione in modalità database di forme 3D semi-automatica delle geometrie standard da un Minimizzazione delle possibilità di errore di rilevamento in campagna

6 Esempio - Intervento presso un impianto ad elevato rischio -

7 Sommario: 1. IL SITO 2. LA TECNICA DI ACQUISIZIONE 3. IL MODELLO 3D 3. GLI STRUMENTI DI MONITORAGGIO

8 1. IL SITO:. Nessuna trasformazione della materia entrante, semplice movimentazione Punto travaso GPL Sala pompe e compressori GPL Stoccaggio GPL in due serbatoi fissi coibentati (100 mc. e 50 mc) Attività classificata a rischio di incidente rilevante Si detengono e movimentano sostanze pericolose in quantità superiore rispetto al limite di soglia previsto per legge (D.Lgs 334/99 e s.m.i) Ricevimento da auto, stoccaggio in serbatoi fissi e spedizione di GPL sfuso e in bidoni.

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10 1. IL SITO: Deposito Gas Liquefatti Compressori Punto di travaso Serbatoi Fissi

11 Gestione sicurezza 1. IL SITO:. Gestione Sicurezza Conformità alle leggi, norme e regolamenti vigenti in relazione a perdita di integrità, difetti di tenuta, fonti d'innesco e errori umani. Sistemi strumentali di allarme e blocco automatico concepiti e realizzati per mantenere le attività nel campo di corretto funzionamento. Sorveglianza e ispezioni minimizzano la probabilità di accadimento di un incidente rilevante.

12 2. LA TECNICA DI ACQUISIZIONE Il Concetto di acquisizione Misurazione dell oggetto descritto come una nuvola di punti alla densità desiderata La geometria 3D dell oggetto rilevato è ricostruita a partire dalla coordinate X,Y,Z dei punti misurati Sistemi non a contatto Accuratezze fino a 2-3 mm Scelta del laser scanner in funzione delle esigenze del committente

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14 2. LA TECNICA DI ACQUISIZIONE Misura di sfasamento (phase( shift) (φ, θ, ρ) (x, y, z) La distanza viene estratta indirettamente dalla misura della differenza di fase tra il segnale modulato dell onda trasmessa e quello dell onda riflessa. Trasmettitore/ Ricevitore Specchio Nuvola di punti

15 2. LA TECNICA DI ACQUISIZIONE Rilevamento accurato low range/high resolution Scansioni a distanza ridotta (max 80 m) Tempo acquisizione: 13 min (1/4 res 360 ) Associazione di colore

16 2. LA TECNICA DI ACQUISIZIONE Rilevamento globale della scena Completezza e rapidità - Applicazione del colore - Unione delle scansioni Vista 3D

17 2. LA TECNICA DI ACQUISIZIONE Rilevamento di dettaglio Modello accurato di zone significative Scansioni multiple per superare occlusioni Dettaglio di evidenze d interesse Applicazione di colore

18 3. IL MODELLO 3D Completa misurabilità Definizione di piani - Sezioni trasversali - Bordi - Misurazione di distanze e superfici Inserimento di annotazioni

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20 3. GLI STRUMENTI DI MONITORAGGIO Investigazione delle variazioni nel tempo Estrazione di variazioni geometriche tra 2 rilievi successivi Estrazione di variazioni radiometriche Evidenziazione automatica della aggiunta o rimozione di oggetti Evidenziazione di Intrusioni Misura di deformazioni

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22 L estintore ha cambiato posizione!

23 3. GLI STRUMENTI DI MONITORAGGIO Indagine del territorio locale Investigazione tramite immagine solida (visione bidimensionale di dataset 3D) Individuazione di fattori critici Associazione di attributi (note, riferimenti normativi, dati storici) Quantificazione delle entità Gestione unitaria del progetto (X,Y,Z)

24 3. GLI STRUMENTI DI MONITORAGGIO Programmazione di nuovi interventi sull impianto Progettazione nuovi elementi dell impianto Simulazione interferenza con lo stato di fatto Comparazione modello rilevato a nuvola di punti con modellizzazione CAD di nuovi elementi

25 3. GLI STRUMENTI DI MONITORAGGIO Applicazioni Monitoraggio delle deformazioni nel tempo e dopo eventi catastrofici Ricostruzione tridimensionale a CAD 3D dell esistente Documentazione degli interventi Monitoraggio siti non accessibili Vigili del fuoco Rilevamento rapido dello stato di fatto di nuovi siti Documentazione a fini assicurativi

26 Università degli Studi di Brescia Dipartimento DICATA Via Branze 43 I Brescia Tel fax Presentazione stesa da: Prof. Giorgio Vassena