Progetto Moscardo
Tecnologie ICT per il MOnitoraggio Strutturale di Costruzioni Antiche basato su Reti di sensori wireless e Droni
Progetto realizzato con il determinante contributo della Regione Toscana a valere sul programma Attuativo Regionale cofinanziato dal FAS ( adesso FSC) e del contributo a valere sui fondi FAR messi a disposizione dal MIUR
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Progetto Moscardo
la tecnologia per la salvaguardia dei nostri beni culturali
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Il Progetto

MOSCARDO nasce dall’idea di sviluppare un sistema per il monitoraggio di edifici storici e monumentali che integri competenze e tecnologie del settore ICT, dalle reti di sensori wireless al trattamento ed elaborazione di segnali provenienti dai sensori e immagini catturate da droni, con competenze e metodologie della scienza e della tecnica delle costruzioni e della meccanica computazionale per l’analisi modale operativa e l’analisi strutturale... (leggi tutto)

 

La Ricerca

La ricerca è tesa a fornire strumenti di gestione del costruito capaci di operare in condizioni ordinarie, per finalità di monitoraggio, e in emergenza per la valutazione dei livelli di danno a seguito di eventi catastrofici come ad esempio i sismi o eventi meteorologici di notevole intensità.

Il monitoraggio strutturale si sta rapidamente affermando come un prezioso strumento diagnostico per la tempestiva segnalazione di riduzioni nelle prestazioni attese di strutture ed infrastrutture in generale e, negli ultimi anni, ha acquisito un’importanza crescente nel settore della salvaguardia e della fruizione del costruito storico. Le grandezze monitorate possono fornire, infatti, informazioni essenziali sul progressivo decadimento delle capacità resistenti, sia nel breve sia nel lungo termine.

Conoscere l'evoluzione di dati significativi, assicura una corretta valutazione dello stato attuale della costruzione storica in termini sia di sicurezza rispetto a condizioni ultime, sia di funzionalità rispetto a condizioni di servizio. Un monitoraggio adeguato risulta pertanto tra i presupposti fondamentali per la salvaguardia delle strutture storiche, permettendo una gestione consapevole e una programmazione sostenibile della manutenzione ordinaria e straordinaria. Di conseguenza, la ricerca scientifica e tecnologica nel settore sta conoscendo una forte crescita, stimolata dalla pressante domanda di affidabili tecniche di monitoraggio e di attendibili metodi per la valutazione dell'integrità strutturale.

Parallelamente, l'altrettanto recente e straordinario sviluppo tecnologico nei settori della sensoristica, dell'informatica e delle telecomunicazioni mette oggi a disposizione strumentazioni e conoscenze potenzialmente sufficienti al superamento di alcuni limiti, anche di natura economica, che hanno parzialmente frenato l'applicazione in larga scala del monitoraggio strutturale. Le ICT non solo hanno supportato ma in qualche caso rivoluzionato il settore dei Beni Culturali. Occorre continuare in questa direzione, prevedendo metodologie e tecniche ancora più avanzate che consentano una gestione sempre più proficua di tale sistema.

In tal senso il progetto di ricerca MOSCARDO si configura come un trait d’union tra i bisogni tecnologici del settore e quelli delle amministrazioni pubbliche e degli enti preposti alla tutela e alla gestione del patrimonio culturale.

Obiettivi Operativi

Il progetto è strutturato in 6 Obiettivi Operativi:

OO1

Analisi e specifica dei requisiti di sistema

Identificazione e specifica dei requisiti del sistema e delle sue singole componenti e studio delle tecnologie disponibili per i vari ambiti nei quali il progetto si colloca. Tali requisiti costituiranno le basi da cui partire per la specifica dei requisiti funzionali e per la definizione dell’architettura del sistema, che permetteranno la sua progettazione e implementazione. In particolare, analisi dei requisiti dei parametri ambientali e strutturali da monitorare per l’analisi strutturale, delle modalità per la loro rilevazione ed il loro trasferimento verso il Centro di Controllo del Monitoraggio (CCM), delle modalità di raccolta ed elaborazione dei dati e quelle per la loro rappresentazione.

 

OO2

Piattaforma di sensing e comunicazione

L’architettura del progetto MOSCARDO si fonda su due entità di sensing: - una rete statica di sensori (WSN) per la rilevazione di parametri ambientali e strutturali integrati su una piattaforma wireless di comunicazione e dislocata sui monumenti oggetto del monitoraggio; - un sistema mobile di acquisizione video, realizzato per mezzo di un drone, a comando remoto, che fornisce riprese video in tempo reale ed interagisce con la WSN.

 

OO3

Raccolta, elaborazione e rappresentazione dei dati

Progettazione e implementazione dei servizi ed interfacce della piattaforma cloud necessari alla acquisizione ed elaborazione dei dati, delle strutture di storage che garantiranno la persistenza dei dati rilevati dalle reti di sensori e dal drone ed elaborati dal sistema, degli algoritmi per l’analisi delle immagini scattate dal drone, dei modelli tridimensionali delle strutture storiche a partire dalle riprese video eseguite dal drone e delle interfacce per la rappresentazione e navigazione delle scene 3D e per la fruizione dei dati.

 

OO4

Uso dei dati per l’analisi strutturale

Studio delle procedure di monitoraggio e di identificazione dinamica. I dati misurati durante il monitoraggio saranno trattati opportunamente ai fini della caratterizzazione dinamica e della definizione del comportamento strutturale di monumenti, utilizzando tecniche avanzate di identificazione. Saranno utilizzati diversi codici, principalmente open source e freeware (CODE-ASTER, MADY, NOSA-ITACA) per la valutazione del comportamento statico e dinamico dei casi studio selezionati, nei quali verranno utilizzate e/o implementate opportune tecniche numeriche in grado di consentire il confronto con le informazioni ottenute dall’identificazione dinamica.

 

OO5

Integrazione, validazione e sperimentazione

Integrazione, test e messa in funzione del sistema prototipale MOSCARDO preliminarmente in laboratorio e, successivamente in situ, in differenti contesti operativi (Test Case), al fine di validare il funzionamento dell’intera piattaforma costituita dai diversi moduli di acquisizione, trasmissione, presentazione, analisi ed interpretazione dei dati.

 

OO6

Management rendicontazione e disseminazione

Coordinamento e gestione tecnico-amministrativa dello sviluppo delle attività progettuali, monitoraggio dell’evoluzione dei risultati in ogni fase del progetto e quality assurance dell’eccellenza degli output della ricerca.

 

Timeline

 

 

Risultati e Milestone

Obiettivo Operativo 1
  • D1 - Rapporto sui requisiti di sistema
  • M1 - Specifica dei Requisiti del Sistema
Obiettivo Operativo 2
  • D2.1 - Progettazione del sistema di monitoraggio
  • D2.2 - Progettazione dell'infrastruttura di rete
  • P2 - Prototipo della piattaforma di sensing e comunicazione
  • M2 - Progetto della piattaforma di sensing e comunicazione
  • M3 - Componenti del sistema di monitoraggio e comunicazione
Obiettivo Operativo 3
  • D3.1-Progetto esecutivo della piattaforma cloud e del database
  • D3.2-Design del front end di realtà aumentata, navigazione 3D e web
  • D3.3- Metodi per il riconoscimento di immagini e ricostruzione 3D
  • P3.1 - Prototipo SW per il riconoscimento di immagini e ricostruzione
  • P3.2 - Prototipo SW della piattaforma Cloud e del DB
  • P3.3 - Prototipo del front end di realtà aumentata, navigazione 3D e web
  • M4 - Progetto del Sistema SW di raccolta, elaborazione e rappresentazione dei dati
  • M5 - Sistema SW di raccolta, elaborazione e rappresentazione dei dati
Obiettivo Operativo 4
  • D4.1 - Confronto tra tecniche di identificazione per l’estrazione delle caratteristiche strutturali da monitoraggi dinamici
  • D4.2 - Aggiornamento dei modelli matematici per le murature
  • P4.1- Software NOSA-ITACA 2.0
  • D4.3 - Relazione tecnica sullo stato dell’arte sull’influenza dei parametri ambientali nella risposta e nella modellazione meccanica di edifici monumentali
  • D4.4 - Criteri per l’individuazione di situazioni critiche
  • D4.5 - Applicazione delle tecniche individuate alla caratterizzazione dinamica dei monumenti investigati
  • M6 - Definizione dei modelli matematici e delle tecniche di identificazione.
Obiettivo Operativo 5
  • D5.1 - Test del sistema MOSCARDO
  • D5.2 - Relazione tecnica caso studio 1
  • D5.3 - Relazione tecnica caso studio 2
  • D5.4 - Relazione tecnica caso studio 3
  • M7 - Sistema MOSCARDO integrato
Obiettivo Operativo 6
  • D6.1 - Relazione Tecnica SAL
  • D6.2 - Relazione Tecnica finale
  • D6.3 - Report attività di disseminazione
  • M8 - Rendicontazione intermedia
  • M9 - Rendicontazione finale

 

Stato di Avanzamento

Il Progetto MOSCARDO ha avuto inizio il 26/04/2016 ed avrà una durata di 30 mesi.

Percentuale di avanzamento del Progetto

Partner

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Infomobility SRL

Partner & Capofila

Infomobility fin dalla sua nascita, nel 2000, punta sullo sviluppo di software e di sistemi integrati innovativi e flessibili.

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CNR ISTI

Partner

L’attività di CNR-ISTI è volta ad aumentare la conoscenza, a sviluppare e testare nuove idee ed ampliare il mondo delle applicazioni.

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UniFI DICEA

Partner

Il Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale (DICeA) è uno dei 24 Dipartimenti in cui è suddivisa l’Università degli Studi di Firenze (UniFI);

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EIS Srl

Partner

Engineering Italy Solutions S.r.l. (EIS) nasce nel 1998 e fin dalla sua costituzione il settore di riferimento aziendale è quello dell’ICT.

Test Case

Il Voltone

Il Voltone

Installazione presso Piazza del Voltone, oggi conosciuta come Piazza della Repubblica a Livorno

La Torre Grossa

La Torre Grossa

Installazione presso la Torre Grossa, adiacente al Duomo e al palazzo comunale di San Gimignano

La Fortezza Vecchia

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Installazione presso la Fortezza Vecchia, la famosa fortificazione che si erge a margine del Porto Mediceo di Livorno

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