dc.contributor.author | Sanseverino, Anna | |
dc.date.accessioned | 2024-09-30T11:07:45Z | |
dc.date.available | 2024-09-30T11:07:45Z | |
dc.date.issued | 2023-01-02 | |
dc.identifier.uri | http://elea.unisa.it/xmlui/handle/10556/7416 | |
dc.description | 2020 - 2021 | it_IT |
dc.description.abstract | The main objective of the present thesis work is to develop an efficient methodology for setting up and
managing up-to-date and updatable Monitoring ECO-Systems, intended as Enriched COoperative Systems. It
is thus organised into twelve chapters clustered in three main parts. The first part covers an introduction to
Building Information Modelling [BIM], Structural Health Monitoring [SHM], and the overall standardised
Scan-To-BIM methodology proposed hereto. Subsequently, the second part presents a procedural and semiautomated methodology within the framework of the macro Scan-to-BIM approach for the digitisation of the
Italian Infrastructure Heritage, particularly focusing on bridges, viaducts, and overpasses. The pilot case study
for the developed procedure is the Olivieri Viaduct (Salerno, Italy). On the other hand, the third part deals with
automated procedures for the integration of data from sensors in a BIM environment, developed on the Temple
of Neptune (Paestum, Italy). It was chosen for the extensive existing database and for the possibility of
integrating data from the innovative system of seismometers recently arranged for monitoring microdisplacements. Therefore, this application allows to implement pieces of information from both active sensors
– i.e., Terrestrial Laser Scanners [TLS] and Seismometers – and passive sensors – i.e., cameras mounted on
Unmanned Aerial Vehicles [UAV].
As explained in the first part, in a more distinctively figurative way, we could exhaustively describe the
Building Information Modelling [BIM] methodology as the ideal combination of symbolic representation –
starting from the cavemen’s drawing and fast-forwarding to the 3D digital twins of the physical world – and
numerical modelling – that indeed dates back to the Greeks, i.e., Pythagoras. However, much like the prisoners
of the cave of the well-known Plato’s allegory, we are every day more convinced that the digital reproduction
of the phenomenal world can become itself the reality. If not, at the very least, it can flawlessly mirror it. On
the contrary, it is not to forget that the whole experience of the world is just not equal to the objective reality,
may this even exist, but a version of it mediated by our observation, thus a discretisation of it, no matter how
faithful it may come to be, should never propose as the absolute truth.
The concept of Structural Health Monitoring [SHM] is relatively recent too. Starting from the early years of
the 21st century, the problem of monitoring the physical-chemical-mechanical conditions of structures and
infrastructures for civil use began to be thought of in a significantly different way than in the last century.
Indeed, over the previous twenty years, it has been realised that novel construction materials, such as reinforced
concrete and pre-stressed steel may have a long life but not an indefinitely long one. More has also been
understood regarding materials of the past, i.e., wood. Thus, it has become clear that carrying out correct and
methodical maintenance is essential and can significantly extend the useful life of a structure or infrastructure.
All these arguments have then led to the definition of the modern concept of structural health and the need for
its monitoring, similarly to what happens to human health.
Furthermore, specifically for the highly historicised Italian territory, SHM constitutes a good tool for the
historical and architectural heritage to enhance the management of the assets. Particularly, the Guidelines for
risk classification and management, safety assessment and monitoring of existing bridges underline the
importance of predictive models. It then appears clear how current experimentation focuses always more on
conjugating the SHM numerical modelling with the BIM modelling technology, often employing advanced programming tools – such as Visual Programming Language [VPL] script – so as to add visualisation to asset
management systems, to provide a highly beneficial cognitive aid for processing overwhelming amounts of
information.
As a result of the presented considerations, it arises the main objective of the present thesis project, i.e., the
development of a methodology for long-term management in a BIM environment of structural monitoring
Enriched COoperative Systems [ECO-Systems], which falls within the topics of the ninth sustainable goal –
Industry, innovation, and infrastructure.
The monitoring ECO-system is designed as an open environment that needs continuous input to maintain its
order; the inputs will be represented by up-to-date and updatable information, in order for the ECO-system to
function properly. It is therefore imperative when organising a facility management BIM system to clearly
establish implementation and data management procedures, i.e., to define the so-called Common Data
Environment [CDE, in italian Ambiente di Condivisione Dati – ACDat]. The proposed methodology moves
towards a standardisation of the modelling procedures of the existing built environment, while also being easily
adaptable ex-novo modelling, by simply leaving out the initial integrated survey. [edited by Author] | it_IT |
dc.description.sponsorship | L’obiettivo principale del presente lavoro di tesi è quello di sviluppare una metodologia efficiente per la
creazione e la gestione di ECO-sistemi di monitoraggio aggiornati e aggiornabili, intesi come Sistemi
COoperativi Integrati [Enriched COoperative Systems]. Il corpus è dunque organizzato in dodici capitoli
raggruppati in tre parti principali. La prima parte tratta un’introduzione al Building Information Modelling
[BIM], allo Structural Health Monitoring [SHM] e alla metodologia per un approccio standardizzato di tipo
Scan-To-BIM proposto in questa sede. La successiva seconda parte presenta una metodologia procedurale e
semi-automatizzata, sviluppata all’interno del macro-approccio Scan-to-BIM, per la digitalizzazione del
patrimonio infrastrutturale italiano, con particolare attenzione a ponti, viadotti e cavalcavia. Il caso di studio
pilota per la procedura sviluppata è il Viadotto Olivieri (Salerno, Italia). La terza parte si occupa, invece, di
procedure automatizzate per l’integrazione di dati provenienti da sensori in ambiente BIM, sviluppate sul
Tempio di Nettuno (Paestum, Italia) scelto sia per la ricca banca dati storicizzata già disponibile, sia per la
possibilità di integrare ulteriormente dati provenienti dall’innovativo sistema di sismometri di recente disposti
per il monitoraggio dei micro-spostamenti. Questa applicazione permette dunque di implementare tanto
informazioni provenienti da sensori attivi – cioè Laser Scanner Terrestri [TLS] e Sismometri – quanto da quelli
passivi – cioè fotocamere montate su Aereomobili a Pilotaggio Remoto [APR].
Come spiegato nella prima parte, in modo più distintamente figurativo, potremmo descrivere esaustivamente
la metodologia del Building Information Modelling [BIM] come la combinazione ideale di rappresentazione
simbolica – a partire dal disegno degli uomini delle caverne per arrivare ai gemelli digitali tridimensionali che
raffigurano il mondo fisico – e di modellazione numerica – che risale ai Greci stessi e in particolare a Pitagora.
Tuttavia, proprio come i prigionieri della caverna della nota allegoria di Platone, siamo ogni giorno più convinti
che la riproduzione digitale del mondo fenomenico possa diventare essa stessa la realtà. Oppure possa
quantomeno rispecchiarla in modo impeccabile. Al contrario, non bisogna dimenticare che l’intera esperienza
del mondo non è uguale alla realtà oggettiva, se mai questa esistesse, ma piuttosto ne è una sua versione
mediata dalla nostra osservazione, quindi una sua discretizzazione che, per quanto fedele possa risultare, non
dovrebbe mai proporsi come verità assoluta. Anche il concetto di Structural Health Monitoring [SHM] è
relativamente recente. A partire dai primi anni del XXI secolo, il problema del monitoraggio delle condizioni
fisico-chimiche-meccaniche di strutture e infrastrutture ad uso civile ha iniziato a essere pensato in modo
significativamente diverso rispetto al secolo scorso. Negli ultimi vent’anni, infatti, ci si è resi conto che i nuovi
materiali da costruzione, come il cemento armato e l’acciaio precompresso, possono avere una vita lunga ma
non indefinita. Sono state inoltre acquisite maggiori conoscenze sui materiali del passato, come il legno. È così
emerso chiaramente che una corretta e metodica manutenzione è essenziale al fine di prolungare in modo
significativo la vita utile di una struttura o di un’infrastruttura. Tali argomentazioni hanno quindi determinato
la definizione del moderno concetto di salute strutturale e la necessità di un suo monitoraggio, analogamente
a quanto avviene per la salute umana.
Inoltre, proprio per il territorio italiano altamente storicizzato, la SHM costituisce un valido strumento
nell’ottica di una migliore gestione del patrimonio storico e architettonico. In particolare, le Linee Guida per
la classificazione e la gestione del rischio, la valutazione della sicurezza e il monitoraggio dei ponti esistenti
sottolineano l’importanza dei modelli predittivi. Appare quindi chiaro come la sperimentazione attuale si
concentri sempre più sulla coniugazione della modellazione numerica SHM con la tecnologia di modellazione
BIM, spesso impiegando strumenti di programmazione avanzati – come gli script del Visual Programming
Language [VPL] – in modo da aggiungere la visualizzazione ai sistemi di gestione dei beni, per fornire così
un aiuto cognitivo altamente vantaggioso nell’elaborazione di quantità ingenti di informazioni. Da queste
considerazioni scaturisce l’obiettivo principale del presente progetto di tesi, ovvero lo sviluppo di una
metodologia per la gestione a lungo termine in ambiente BIM di Sistemi COoperativi Integrati per il
Abstract: Application of BIM methodology for structural inspection and maintenance
| Anna SANSEVERINO
monitoraggio strutturale [ECO-Systems], che rientra a pieno titolo nelle tematiche del nono obiettivo
sostenibile – Industria, innovazione e infrastrutture.
L’ECO-sistema di monitoraggio è concepito come un ambiente aperto che necessita di input continui per
mantenere il suo ordine; gli input saranno perciò rappresentati da informazioni aggiornate e aggiornabili,
affinché l’ECO-sistema funzioni correttamente. Nell’organizzare un sistema BIM di facility management è
quindi indispensabile stabilire chiaramente le procedure di implementazione e di gestione dei dati, ovvero
definire il cosiddetto Common Data Environment [CDE, in italiano Ambiente di Condivisione Dati – ACDat].
La metodologia proposta mira per tanto a una standardizzazione delle procedure di modellazione dell’ambiente
costruito esistente, pur essendo facilmente adattabile alla modellazione ex-novo, semplicemente tralasciando
la fase iniziale di rilievo integrato. [a cura dell'Autore] | it_IT |
dc.language.iso | en | it_IT |
dc.publisher | Universita degli studi di Salerno | it_IT |
dc.subject | Scan-to-BIM | it_IT |
dc.subject | VPL | it_IT |
dc.subject | IFC | it_IT |
dc.title | Application of BIM methodology for structural inspection and maintenance ECO-Systems: semi-automated monitoring procedures to implement different kinds of data into Enriched COoperative Systems | it_IT |
dc.type | Doctoral Thesis | it_IT |
dc.subject.miur | ICAR/17 DISEGNO | it_IT |
dc.contributor.coordinatore | Fraternali, Fernando | it_IT |
dc.description.ciclo | XXXIV ciclo | it_IT |
dc.contributor.tutor | Messina, Barbara | it_IT |
dc.contributor.cotutor | Barba, Salvatore | it_IT |
dc.identifier.Dipartimento | Ingegneria Civile | it_IT |