La Basilica dell Umiltà di Pistoi a

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1 Dal modello di punti alle rappresentazioni convenzionali: La Basilica dell Umiltà di Pistoi a Alessia NOBILE Maria RIEMMA Laboratorio di Geomatica per la Conservazione e la Comunicazione dei Beni Culturali

2 CONVENZIONE DEL Rilievo Strumentale e Restituzione Grafica della Basilica di Santa Maria dell Umiltà a Soprintendenza per i Beni Architettonici e per il Paesaggio per le Province di Firenze, e Prato Dipartimento di Restauro e Conservazione dei Beni Architettonici Responsabile del procedimento Paola Grifoni / Alessandra Marino Progetto e direzione dei lavori Rilievo metrico Acquisizione dati Elaborazioni grafiche Collaboratori Valerio Tesi Sergio Castellani Grazia Tucci Alessia Nobile, Valentina Bonora, Luca Carosso, Francesca Panighini, Ilaria Tomei Alessia Nobile - Tavole architettoniche Maria Riemma - Tavole tematiche Fabio Russo - Zenith Ingegneria s.r.l di Ferrara

3 Obbiettivi Fornire la documentazione di supporto al progetto di restauro e consolidamento conoscere i materiali e le tecniche costruttive documentare e catalogare gli elementi strutturali indagare le deformazioni e il quadro fessurativo

4 Requisiti Definire una banca dati 3D con una risoluzione adeguata al livello di dettaglio con una accuratezza metrica uniforme in un unico sistema di riferimento

5 Strumenti Tecniche di rilievo integrate Sistemi di posizionamento satellitare (GPS) Sistemi topografici (Stazione Totale) Sistemi a scansione 3D (Laser Scanner) Sistemi di fotogrammetria digitale

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7 CRONOLOGIA DELLE FASI COSTRUTTIVE VIII- XII sec Giuliano da Sangallo Ventura Vitoni Fondazione della chiesa di S. Maria Foris Portae. Disegna un modello per la nuova chiesa Completamento del vestibolo. Trasformazioni urbanistiche necessarie alla costruzione dell aula ottagonale. Completamento dei primi due ordini dell ottagono Ventura di Antonio da Pescia Completamento del terzo ordine dell ottagono Giorgio Vasari Consolidamento della struttura preesistente giudicata incapace di sopportare il peso della cupola. Innalzamento del fabbricato, oltre la terza cornice, di circa quattro metri e mezzo. Completamento della cupola Conclusione della lanterna.

8 Vestibolo Vestibolo

9 Aula ottagonale

10 Condizioni di degrado

11 Il vestibolo Esterno

12 Degrado dei materiali costitutivi distacchi e cadute di elementi di pietra e laterizio dalla facciata; distacchi e cadute di elementi di pietra arenaria dai portali; distacchi e cadute di elementi in laterizio dalle falde del tetto;

13 Il vestibolo Interno

14 Degrado dei materiali costitutivi distacchi e cadute di frammenti lapidei dalle cornici perimetrali; distacchi e cadute di frammenti lapidei dai lacunari del cassettonato delle volte a botte; distacchi e cadute di frammenti lapidei dagli elementi decorativi;

15 La cupola e la lanterna

16 Degrado dei materiali costitutivi distacchi e cadute di elementi lapidei della lanterna; sostituzioni e reintegrazioni di elementi lapidei della lanterna; inserimento di fasciature metalliche; distacchi e cadute di elementi in laterizio dalla cupola;

17 1 Requisito Definire una banca dati 3D in un unico sistema di riferimento Problemi 1. Collegare gli spazi interni con gli spazi esterni 2. Collegare tutti gli spazi interni

18 Problema 1 - Collegare gli spazi interni con gli spazi esterni; Problema 2 - Collegare tutti gli spazi interni a tutti i livelli;

19 Caratteristiche metriche significative Dimensioni della fabbrica 60 m x 25 m Massimo dislivello 61 m Proiezione in pianta dell area rilevata m 2

20 Problema n. 1 collegare gli spazi interni con gli spazi esterni Soluzioni sistemi di posizionamento satellitare sistemi topografici classici

21 Sistemi di posizionamento satellitare Rete 480 x 170 m

22 ST28 ST25 ST20 ST27

23 Sistemi topografici classici

24 Problema n. 2 collegare tutti gli spazi interni Soluzioni sistemi topografici classici sistemi a scansione 3D

25 Sistemi topografici classici Livello 1 Livello 3 Livello La Livello Geomatica 5 per la documentazione dei Beni Culturali 0

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27 Sistemi a scansione 3D

28 A

29 40 cm

30 Sezione tipo di un lacunare Originale in scala 1:5

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35 Elaborazioni grafiche

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41 2 Requisito Definire una banca dati 3D con una accuratezza metrica uniforme Problema Accessibilità e raggiungibilità dei luoghi Soluzioni raffittimento dei punti di presa uso di laser scanner a portata maggiore

42 Raffittimento dei punti di presa DATI ACQUISITI n. postazioni 18 n. punti 235 milioni

43 Uso di laser scanner a portata maggiore Topografia Sistemi a scansione 3D

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45 3 Requisito Definire una banca dati 3D con una risoluzione adeguata al livello di dettaglio Problema Livello di dettaglio differente Soluzione multi/risoluzione

46 A B B A

47 Soluzione Multi - risoluzione

48 1 campagna 2 campagna 3 campagna 4 campagna 5 campagna Periodo aprile 2008 luglio 2008 ottobre 2008 gennaio 2009 aprile 2009 Strumenti 1 scanner 2 stazioni totali 1 fotocamera 1 scanner 2 stazioni totali 3 fotocamere 1 scanner 2 stazioni totali 2 gps 3 fotocamere 1 scanner (TOF) 1 stazione totali 2 fotocamere 1 scanner 1 stazione totale 2 fotocamere Gruppi 2 (6 persone) 2 (6 persone) 2 (6 persone) 1 (3 persone) 1 (3 persone) Giornate Postazioni di scansione Punti 370 milioni 820 milioni 420 milioni 16 milioni 1,5 miliardi Dimensioni files 10 GB 18 GB 8 GB 1 GB 20 GB Vertici topografici Targets

49 TOTALE Gruppi 2 (6 persone) Giornate 20 Postazioni di scansione 164 Punti 3 miliardi Dimensioni files 57 GB Vertici topografici 49 Targets 199

50 Rilievi a confronto

51 Obbiettivo n. 1 Fornire la documentazione di supporto al progetto di restauro e consolidamento conoscere i materiali e le tecniche costruttive

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53 Rivestimento in rame Pietra arenaria Mattoni Ciottoli e mattoni

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57 Modello di punti Elaborato bidimensionale Modello di superficie

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59 ANALISI DEL SISTEMA STRUTTURALE

60 Obbiettivo n. 2 Fornire la documentazione di supporto al progetto di restauro e consolidamento documentare e catalogare gli elementi strutturali

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66 Catalogazione degli elementi strutturali CATENE METALLICHE Prima della costruzione della cupola Dopo la costruzione della cupola

67 Prima della costruzione della cupola Intradosso del guscio esterno Dopo la costruzione della cupola

68 Prima della costruzione della cupola Estradosso del guscio esterno Dopo la costruzione della cupola

69 Catalogazione degli elementi strutturali COSTOLONI ca costoloni angolari cc costoloni centrali cm costoloni mediani

70 Obbiettivo n. 3 Fornire la documentazione di supporto al progetto di restauro e consolidamento indagare le deformazioni e il quadro fessurativo

71 VESTIBOLO

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73 CAUSE Spessore della calotta esterna Peso eccessivo della lanterna Tecnica costruttiva delle vele 35 cm 100 cm

74 EFFETTI Lesioni nelle mezzerie delle vele e sugli spigoli Distacco dei costoloni dalle calotte Lesioni sui costoloni

75 I gruppo di lesioni Intradosso della calotta interna Intradosso della calotta esterna

76 Rimedi pregressi Classe di lesioni contrastata dall azione di catene cerchianti Cronologia delle catene che cingono la cupola 1567 Conclusione della cupola 1572 Prime lesioni Giorgio Vasari Bartolomeo Ammannati 1 catena interna, nel tamburo; 1 catena esterna della cupola, sopra il cornicione. 3 catene esterne 1 catena sotto gli abbaini Filippo Baglioni Gherardo Mechini Albino Secchi 2 catene esterne 2 catene esterne Sostituzione e rafforzamento di catene

77 II gruppo di lesioni ca costoloni angolari cc costoloni centrali cm costoloni mediani Lesioni sui costoloni Distacco dei costoloni dalle calotte

78 Rimedi pregressi Classe di lesioni contrastata dall azione di catene trasversali alle 2 calotte Cronologia delle catene trasversali alle due calotte 1567 Conclusione della cupola 1572 Prime lesioni Giorgio Vasari Bartolomeo Ammannati Filippo Baglioni Catene nel tamburo 2 catene 14 catene

79 Grazie Immaginando (Andrea Rauch)