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MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA

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NEL PRESENTE RAPPORTO TECNICO SI DESCRIVONO LE ATTIVITA’ E I RISULTATI DEL MONITORAGGIO DINAMICO STAGIONALE TRAMITE L’ACQUISIZIONE DI VIBRAZIONI AMBIENTALI PRESSO IL COSIDDETTO TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA

AUTORI: I. ROSELLI, V. FIORITI, R. ROMANO, A. COLUCCI

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MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA

  1. 1. SSPT-USER-SITEC Tipo di documento Pagina / di Pagine 1/ 26 Rapporto tecnico N° 18/17 Sigla di identificaz. Revisione 2017 TITOLO DOCUMENTO: . MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA SOMMARIO: NEL PRESENTE RAPPORTO TECNICO SI DESCRIVONO LE ATTIVITA’ E I RISULTATI DEL MONITORAGGIO DINAMICO STAGIONALE TRAMITE L’ACQUISIZIONE DI VIBRAZIONI AMBIENTALI PRESSO IL COSIDDETTO TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA AUTORI: I. ROSELLI, V. FIORITI, R. ROMANO, A. COLUCCI Codice obiettivo Numero di commessa Archiviazione P Classe di riservatezza 1 Numero di copie 1 Copia n° NOTE: 0 Emissione I. Roselli V. Fioriti R. Romano A. Colucci G. De Canio Dicembre 2017 REV. BOZZA Redazione Convalida Approvazione Data di emissione (nominativo, data e firma)
  2. 2. SSPT-USER-SITEC Sigla di identificazione / Revisione Pagina / di Pagine 2 / 26 RT 18/2017 Data Revisione Dicembre 2017 Titolo documento: MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA Indice 1. Introduzione ....................................................................................... 5 2. Strumentazione .................................................................................. 5 3. Campagne di acquisizione dati......................................................... 6 3.1. Prima campagna di acquisizioni.................................................... 7 3.2. Seconda campagna di acquisizioni .............................................. 13 3.3. Terza campagna di acquisizioni .................................................. 16 3.4. Quarta campagna di acquisizioni................................................ 20 4. Risultati delle campagne di acquisizioni........................................ 24
  3. 3. SSPT-USER-SITEC Tipo di documento Pagina / di Pagine 3/ 26 Rapporto tecnico N° 18/17 Sigla di identificaz. Revisione 2017 TITOLO DOCUMENTO: . MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA Indice Figure Figura 1 Strumentazione utilizzata in campo: registratore digitale con velocimetro triassiale SARA modello SL06 (sinistra), batteria ricaricabile (centro) e antenna GPS (destra). .................................................................................5 Figura 2 Vista aerea del cosiddetto tempio di Minerva Medica. Si evidenziano i binari tramviari sul lato Sudovest e quelli ferroviari sul lato Nordest.................................................................................................................................6 Figura 3 Prima campagna: configurazione I di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. .....................................................7 Figura 4 Prima campagna: configurazione IIa di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. .....................................................8 Figura 5 Prima campagna: configurazione IIb di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. .....................................................8 Figura 6 Prima campagna: configurazione III di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. .....................................................9 Figura 7 Prima campagna: configurazione IV di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. .....................................................9 Figura 8 Prima campagna: configurazione V di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. ...................................................10 Figura 9 Passaggio di un tram durante le acquisizioni di vibrazione ambientale. Sulla sinistra il lato sudoccidentale del monumento. ..............................................................................................................................................................10 Figura 10 Registrazione dello strumento 101 nella configurazione V al passaggio delle varie tipologie di mezzi di trasporto....................................................................................................................................................................11 Figura 11 Mutua validazione dei risultati tramite l’impiego il confronto di diverse tecniche di analisi modale.............12 Figura 12 Seconda campagna: configurazione I di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. ......................................13 Figura 13 Seconda campagna: configurazione IIa di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. ......................................14 Figura 14 Seconda campagna: configurazione IIb di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. ......................................14 Figura 15 Seconda campagna: configurazione III di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. ......................................15 Figura 16 Seconda campagna: configurazione IV di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. ......................................15 Figura 17 Seconda campagna: configurazione V di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. ......................................16 Figura 18 Acquisizione dello strumento 103 nella configurazione III durante il passaggio di un tram............................16 Figura 19 Terza campagna: configurazione I di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. ...................................................17 Figura 20 Terza campagna: configurazione IIa di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. ......................................17 Figura 21 Terza campagna: configurazione IIb di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. ......................................18 Figura 22 Terza campagna: configurazione III di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. ...................................................18 Figura 23 Terza campagna: configurazione IV di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. ...................................................19 Figura 24 Terza campagna: configurazione V di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. ...................................................19 Figura 25 Quarta campagna: configurazione I di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. ...................................................20 Figura 26 Quarta campagna: configurazione IIa di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. ......................................21 Figura 27 Quarta campagna: configurazione IIb di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. ......................................21
  4. 4. SSPT-USER-SITEC Tipo di documento Pagina / di Pagine 4/ 26 Rapporto tecnico N° 18/17 Sigla di identificaz. Revisione 2017 TITOLO DOCUMENTO: . MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA Figura 28 Quarta campagna: configurazione III di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. ......................................22 Figura 29 Quarta campagna: configurazione IV di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. ......................................22 Figura 30 Quarta campagna: configurazione V di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. ......................................23 Figura 31 Influenza della stagionalità nel suo insieme sui primi cinque modi (destra). Calcolo della correlazione tra la temperatura dell’aria e la frequenza modale (sinistra)..............................................................................................24 Figura 32 Influenza della temperatura dell’aria e sulla frequenza modale dei primi quattro modi..................................25 Figura 33 Livelli di intensità massima delle vibrazioni misurate in termini di PCPV (velocità di picco in ognuna delle direzioni misurate) per ogni posizione monitorata. I punti più prossimi al traffico tramviario risultano quelli con le vibrazioni più intense (punti viola)...........................................................................................................................25
  5. 5. SSPT-USER-SITEC Tipo di documento Pagina / di Pagine 5/ 26 Rapporto tecnico N° 18/17 Sigla di identificaz. Revisione 2017 TITOLO DOCUMENTO: . MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA 1. Introduzione Nell’ambito delle attività del progetto CO.B.RA che ha come obiettivo principale lo Sviluppo e la diffusione di metodi, tecnologie e strumenti avanzati per la COnservazione dei Beni culturali, basati sull’applicazione di Radiazioni e di tecnologie Abilitanti sono state svolte attività di monitoraggio dinamico stagionale tramite l’acquisizione di vibrazioni ambientali presso il cosiddetto tempio di Minerva Medica in Roma. 2. Strumentazione La strumentazione impiegata per l’acquisizione delle vibrazioni ambientali presso il cosiddetto tempio di Minerva Medica in Roma è costituita da 5 registratori digitali SARA modello SL06 equipaggiati con velocimetri triassiali per la misura delle vibrazioni. Gli strumenti sono stati alimentati con batterie ricaricabili portatili. Inoltre, ogni strumento è dotato di antenna GPS per la sincronizzazione delle misure all’orario UTC. In Figura 1 viene mostrato un tipico setup della strumentazione con l’allestimento di una stazione di misura. Figura 1 Strumentazione utilizzata in campo: registratore digitale con velocimetro triassiale SARA modello SL06 (sinistra), batteria ricaricabile (centro) e antenna GPS (destra).
  6. 6. SSPT-USER-SITEC Tipo di documento Pagina / di Pagine 6/ 26 Rapporto tecnico N° 18/17 Sigla di identificaz. Revisione 2017 TITOLO DOCUMENTO: . MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA 3. Campagne di acquisizione dati Le campagne di monitoraggio delle vibrazioni ambientali presso il tempio di Minerva Medica sono state effettuate nelle seguenti date:  I campagna: 4 luglio 2016 (prima campagna estiva)  II campagna: 1 febbraio 2017 (campagna invernale)  III campagna: 19 aprile 2017 (campagna primaverile)  IV campagna: 13 luglio 2017 (seconda campagna estiva) Le suddette campagne di misura sono state concepite in modo da ripetere la rilevazione delle vibrazioni con cadenza stagionale, in modo da valutare anche l’effetto delle condizioni climatiche sul comportamento della struttura. Gli strumenti sono stati posizionati nei punti di misura con l’asse x in direzione radiale rispetto al centro del monumento e lasciati 20 minuti a registrare per ogni configurazione. Le misure sono state campionate a 200 Hz. Durante le registrazioni sono stati annotati anche gli orari dei passaggi dei treni e dei tram per una eventuale analisi mirata alla risposta della struttura in corrispondenza di tali passaggi. Le vibrazioni ambientali sono state rilevate secondo la normativa italiana UNI 9916. Altri riferimenti normativi considerati sono la normativa tedesca DIN 4150 e la normativa svizzera SN 640312-a. Le sorgenti di vibrazione antropica sono quelle dovute al traffico veicolare, ferroviario e tramviario (Figura 2). Il personale che ha partecipato alle campagne di misura è il seguente:  A. Colucci;  M. Baldini;  F. DI Biagio. Figura 2 Vista aerea del cosiddetto tempio di Minerva Medica. Si evidenziano i binari tramviari sul lato Sudovest e quelli ferroviari sul lato Nordest.
  7. 7. SSPT-USER-SITEC Tipo di documento Pagina / di Pagine 7/ 26 Rapporto tecnico N° 18/17 Sigla di identificaz. Revisione 2017 TITOLO DOCUMENTO: . MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA 3.1. Prima campagna di acquisizioni Nella prima campagna (luglio 2016) sono state effettuate misurazioni tramite velocimetri disposte in varie configurazioni per il monitoraggio vibrazionale, integrate da tecniche di indagine non distruttive (termografia, laser-scanner, rilievi del microclima e fotogrammetria). Tali misure sono state elaborate e studiate, con i risultati descritti nel seguito. E’ possibile ottenere i dati dei velocimetri dal repositorio COBRA sulla rete ENEA-GRID, previa registrazione. Le prime misure di monitoraggio a vibrazione del monumento sono state eseguite in data 04/07/2016. Le misure sono state eseguite secondo 6 configurazioni di posizionamento degli strumenti (I, IIa, IIb, III, IV, V) in modo di cogliere le vibrazioni ambientali (principalmente indotte dal traffico ferroviario e tramviario provenienti dagli attigui binari della Stazione Termini, verso il lato NE, e delle attigue linee tramviarie sul lato SW) sul terreno alla base della struttura e sulla facciata sul lato NW. Le configurazioni misurate nella prima campagna sono mostrate da Figura 3 a Figura 8. Figura 3 Prima campagna: configurazione I di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram.
  8. 8. SSPT-USER-SITEC Tipo di documento Pagina / di Pagine 8/ 26 Rapporto tecnico N° 18/17 Sigla di identificaz. Revisione 2017 TITOLO DOCUMENTO: . MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA Figura 4 Prima campagna: configurazione IIa di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. Figura 5 Prima campagna: configurazione IIb di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram.
  9. 9. SSPT-USER-SITEC Tipo di documento Pagina / di Pagine 9/ 26 Rapporto tecnico N° 18/17 Sigla di identificaz. Revisione 2017 TITOLO DOCUMENTO: . MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA Figura 6 Prima campagna: configurazione III di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. Figura 7 Prima campagna: configurazione IV di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram.
  10. 10. SSPT-USER-SITEC Tipo di documento Pagina / di Pagine 10/ 26 Rapporto tecnico N° 18/17 Sigla di identificaz. Revisione 2017 TITOLO DOCUMENTO: . MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA Figura 8 Prima campagna: configurazione V di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. Figura 9 Passaggio di un tram durante le acquisizioni di vibrazione ambientale. Sulla sinistra il lato sudoccidentale del monumento.
  11. 11. SSPT-USER-SITEC Tipo di documento Pagina / di Pagine 11/ 26 Rapporto tecnico N° 18/17 Sigla di identificaz. Revisione 2017 TITOLO DOCUMENTO: . MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA Nella Figura 9 si mostra un tipico passaggio di un tram durante le acquisizioni di vibrazione ambientale. Sulla sinistra della foto si vede il lato sudoccidentale del monumento. Nella Figura 10 è riportata la registrazione dello strumento 101 nella configurazione V sul monumento in termini di storia temporale delle velocità in mm/s in cui vengono evidenziati i passaggio dei tram e dei treni. Si noti la scarsa incidenza del traffico stradale che appare come un rumore di fondo. Si noti anche la decisa prevalenza del passaggio dei tram rispetto ai treni, che produce una significativa azione sulle strutture di Minerva Medica. Nella configurazione IIb sono stati acquisite le vibrazioni in diversi punti della facciata sul lato NW. Questi dati sono stati analizzati per identificare il comportamento dinamico della struttura, in particolari tramite diverse tecniche di analisi modale. L’analisi modale dei dati di vibrazione, infatti, restituisce una stima dei parametri modali, i quali sono caratteristici della struttura a parità di condizioni ambientali e quindi possono essere utilizzati per monitorare lo stato di conservazione strutturale del monumento. In particolare, il parametro modale più comunemente utilizzato a tale scopo è la frequenza modale. Figura 10 Registrazione dello strumento 101 nella configurazione V al passaggio delle varie tipologie di mezzi di trasporto.
  12. 12. SSPT-USER-SITEC Tipo di documento Pagina / di Pagine 12/ 26 Rapporto tecnico N° 18/17 Sigla di identificaz. Revisione 2017 TITOLO DOCUMENTO: . MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA Le metodologie di analisi modale impiegate sono le seguenti:  Frequency Domain Decomposition (FDD);  Enhanced Frequency Domain Decomposition (EFDD);  Cristal Clear Subspace Stochastic Identification (CC-SSI);  Frequency Response Function (FRF);  Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio (HVSR). Tramite il confronto dei risultati ottenuti con varie tecniche si ha una mutua validazione dei metodi impiegati e rende possibile una valutazione dell’affidabilità dei risultati. In Figura 11 si mostra a titolo di esempio l’identificazione delle frequenze modali con la tecnica FDD. Nella Tabella 1 sono indicati i risultati in termini di frequenza modale dei primi 5 modi ottenuti elaborando i dati della configurazione IIb per mezzo delle suddette tecniche di analisi modale. Le varie tecniche utilizzate hanno fornito valori molto simile, confermando l’affidabilità delle misure effettuate. I risultati delle analisi ottenute dall’elaborazione dei dati registrati nella prima campagna sono stati confrontati con le campagne successive per valutare le eventuali variazioni dei valori nei parametri monitorati, con particolare riferimento alle frequenze modali. Figura 11 Mutua validazione dei risultati tramite l’impiego il confronto di diverse tecniche di analisi modale.
  13. 13. SSPT-USER-SITEC Tipo di documento Pagina / di Pagine 13/ 26 Rapporto tecnico N° 18/17 Sigla di identificaz. Revisione 2017 TITOLO DOCUMENTO: . MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA Tabella 1 Frequenze modali per i primi cinque modi di vibrare identificati con le varie tecniche utilizzate. Sono indicate la direzione radiale x e tangenziale y. Modi Frequenze modali (Hz) FRF (x) FRF (y) HVSR (x) HVSR (y) FDD EFDD CC-SSI 1 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 2 2.8 -- 2.5 -- 2.5 2.5 2.5 3 -- 2.9 -- 2.8 2.8 2.8 2.8 4 -- 3.8 -- 3.6 3.6 3.6 3.6 5 4.1 -- 4.2 -- 4.2 4.1 4.1 3.2. Seconda campagna di acquisizioni Le misure della seconda campagna di monitoraggio a vibrazione del monumento sono state eseguite in data 01/02/2017. In analogia a quanto fatto nella prima campagna le misure sono state eseguite secondo 6 configurazioni di posizionamento degli strumenti (I, IIa, IIb, III, IV, V) che vengono riportate da Figura 12 a Figura 17. Figura 12 Seconda campagna: configurazione I di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram.
  14. 14. SSPT-USER-SITEC Tipo di documento Pagina / di Pagine 14/ 26 Rapporto tecnico N° 18/17 Sigla di identificaz. Revisione 2017 TITOLO DOCUMENTO: . MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA Figura 13 Seconda campagna: configurazione IIa di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. Figura 14 Seconda campagna: configurazione IIb di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram.
  15. 15. SSPT-USER-SITEC Tipo di documento Pagina / di Pagine 15/ 26 Rapporto tecnico N° 18/17 Sigla di identificaz. Revisione 2017 TITOLO DOCUMENTO: . MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA Figura 15 Seconda campagna: configurazione III di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. Figura 16 Seconda campagna: configurazione IV di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram.
  16. 16. SSPT-USER-SITEC Tipo di documento Pagina / di Pagine 16/ 26 Rapporto tecnico N° 18/17 Sigla di identificaz. Revisione 2017 TITOLO DOCUMENTO: . MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA Figura 17 Seconda campagna: configurazione V di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. 3.3. Terza campagna di acquisizioni Le misure della terza campagna di monitoraggio a vibrazione del monumento sono state eseguite in data 19/04/2017. La Figura 18 mostra uno strumento di acquisizione durante il passaggio di un tram. In analogia a quanto fatto nelle precedenti campagne le misure sono state eseguite secondo 6 configurazioni di posizionamento degli strumenti (I, IIa, IIb, III, IV, V) che vengono riportate da Figura 19 a Figura 24. Figura 18 Acquisizione dello strumento 103 nella configurazione III durante il passaggio di un tram.
  17. 17. SSPT-USER-SITEC Tipo di documento Pagina / di Pagine 17/ 26 Rapporto tecnico N° 18/17 Sigla di identificaz. Revisione 2017 TITOLO DOCUMENTO: . MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA Figura 19 Terza campagna: configurazione I di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. Figura 20 Terza campagna: configurazione IIa di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram.
  18. 18. SSPT-USER-SITEC Tipo di documento Pagina / di Pagine 18/ 26 Rapporto tecnico N° 18/17 Sigla di identificaz. Revisione 2017 TITOLO DOCUMENTO: . MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA Figura 21 Terza campagna: configurazione IIb di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. Figura 22 Terza campagna: configurazione III di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram.
  19. 19. SSPT-USER-SITEC Tipo di documento Pagina / di Pagine 19/ 26 Rapporto tecnico N° 18/17 Sigla di identificaz. Revisione 2017 TITOLO DOCUMENTO: . MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA Figura 23 Terza campagna: configurazione IV di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. Figura 24 Terza campagna: configurazione V di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram.
  20. 20. SSPT-USER-SITEC Tipo di documento Pagina / di Pagine 20/ 26 Rapporto tecnico N° 18/17 Sigla di identificaz. Revisione 2017 TITOLO DOCUMENTO: . MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA 3.4. Quarta campagna di acquisizioni Le misure della quarta campagna di monitoraggio a vibrazione del monumento sono state eseguite in data 13/07/2017. La quarta campagna costituisce la seconda campagna estiva che permette di chiudere il ciclo annuale delle campagne stagionali e costituisce un termine di confronto diretto con la prima campagna. In analogia a quanto fatto nelle precedenti campagne le misure sono state programmate secondo 6 configurazioni di posizionamento degli strumenti (I, IIa, IIb, III, IV, V) che vengono riportate da Figura 25 a Figura 30. In realtà, la configurazione IV non è stata eseguita per via della presenza di impalcature e per l’allagamento della zona tra i pilastri 1, 2, 3 e 4 che non ne hanno reso possibile l’accesso. Inoltre, in questa ultima campagna le misure della configurazione IIb, che sarebbero dovute essere effettuate sulla facciata principale per ripetere la posizione delle campagne precedenti, sono state, invece, eseguite sul lato Ovest, in quanto lì erano posizionate le impalcature che rendevano possibile l’accesso alle strutture in elevazione del monumento. Ciononostante, le misure rimangono valide se si suppone di investigare le frequenze dei primi modi della costruzione che generalmente si riferiscono al comportamento dinamico globale della struttura e che, quindi, possono essere rilevate de facto in qualsiasi parte del monumento. Figura 25 Quarta campagna: configurazione I di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram.
  21. 21. SSPT-USER-SITEC Tipo di documento Pagina / di Pagine 21/ 26 Rapporto tecnico N° 18/17 Sigla di identificaz. Revisione 2017 TITOLO DOCUMENTO: . MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA Figura 26 Quarta campagna: configurazione IIa di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. Figura 27 Quarta campagna: configurazione IIb di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram.
  22. 22. SSPT-USER-SITEC Tipo di documento Pagina / di Pagine 22/ 26 Rapporto tecnico N° 18/17 Sigla di identificaz. Revisione 2017 TITOLO DOCUMENTO: . MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA Figura 28 Quarta campagna: configurazione III di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram. Figura 29 Quarta campagna: configurazione IV di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram.
  23. 23. SSPT-USER-SITEC Tipo di documento Pagina / di Pagine 23/ 26 Rapporto tecnico N° 18/17 Sigla di identificaz. Revisione 2017 TITOLO DOCUMENTO: . MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA Figura 30 Quarta campagna: configurazione V di posizionamento degli strumenti. In alto a destra viene riportato l’orario UTC delle acquisizioni, in basso gli orari UTC dei passaggi dei treni e dei tram.
  24. 24. SSPT-USER-SITEC Tipo di documento Pagina / di Pagine 24/ 26 Rapporto tecnico N° 18/17 Sigla di identificaz. Revisione 2017 TITOLO DOCUMENTO: . MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA 4. Risultati delle campagne di acquisizioni Contemporaneamente alle campagne di monitoraggio a vibrazione del monumento sono state eseguite anche misure dei parametri ambientali (temperatura, pressione, umidità) al fine di comprendere l’effetto delle variazioni stagionali sul risposta dinamica della struttura. Le misure dei parametri ambientali sono descritte in altri RT. Considerando i fenomeni stagionali nel loro insieme (temperatura, pressione, umidità), si rileva una sostanziale stabilità dei modi di vibrazione (Figura 31), che sono uno dei principali indicatori della risposta degli edifici alle sollecitazioni. Il parametro stagionale di maggior importanza è risultato essere la temperatura, particolarmente per le arcate, che raggiungono valori di 40°C in agosto a causa dell’irraggiamento diretto dovuto al crollo di parte della cupola, mentre le murature orientali e meridionali non vanno oltre i 35° C. In dicembre le temperature sono distribuite in modo maggiormente uniforme tra gli 8° C e i 12 °C. In Figura 32, inoltre, è anche visibile una buona correlazione lineare tra la frequenza di vibrazione e la temperatura dell’aria, il che implica un qualche grado di stress per la struttura. Figura 31 Influenza della stagionalità nel suo insieme sui primi cinque modi (destra). Calcolo della correlazione tra la temperatura dell’aria e la frequenza modale (sinistra).
  25. 25. SSPT-USER-SITEC Tipo di documento Pagina / di Pagine 25/ 26 Rapporto tecnico N° 18/17 Sigla di identificaz. Revisione 2017 TITOLO DOCUMENTO: . MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA Figura 32 Influenza della temperatura dell’aria e sulla frequenza modale dei primi quattro modi. Figura 33 Livelli di intensità massima delle vibrazioni misurate in termini di PCPV (velocità di picco in ognuna delle direzioni misurate) per ogni posizione monitorata. I punti più prossimi al traffico tramviario risultano quelli con le vibrazioni più intense (punti viola). Considerando tutte le registrazioni effettuate nelle quattro campagne di misura si sono ottenuti i valori di intensità massima delle vibrazioni misurate in termini di PCPV (velocità di picco in ognuna delle direzioni misurate) per ogni posizione monitorata. Avendo annotato i passaggi di ogni tipologia di veicolo (treni, tram, traffico stradale) è stato possibile valutare quali tipologie di traffico inducessero le vibrazioni più intense alla base del monumento. Il traffico stradale è risultato poco influente sulle vibrazioni registrate, inducendo valori di PCPV sempre inferiori a 0.2 mm/s in tutte
  26. 26. SSPT-USER-SITEC Tipo di documento Pagina / di Pagine 26/ 26 Rapporto tecnico N° 18/17 Sigla di identificaz. Revisione 2017 TITOLO DOCUMENTO: . MONITORAGGIO DINAMICO DEL TEMPIO DI MINERVA MEDICA IN ROMA le acquisizioni. Il passaggio dei treni ha dato luogo a vibrazioni più intense, ma i valori di picco non hanno mai superato 1,5 mm/s (valore limite prescritto dalla normativa svizzera SN 640312-a per le strutture archeologiche). In corrispondenza dei passaggi di treni e tram sono stati misurati livelli simili di intensità delle vibrazioni sul lato nordest, ovvero sul lato che da verso i binari ferroviari. In tutte le altre posizioni, i tram hanno causato le vibrazioni più intense. In particolare, i valori più alti di PCPV sono state registrate nelle posizioni più prossime alle linee tramviarie di Via Giolitti (Figura 33), raggiungendo i 20 mm/s, che sono livelli oltre i limiti previsti dalla normativa tedesca DIN 4150 anche per costruzioni industriali (10 mm/s). In aggiunta, vari punti dei pilastri sul lato sudovest del monumento hanno registrato valori di PCPV compresi tra 1,4 e 1,5 mm/s, ovvero inferiori, ma molto prossimi ai limiti succitati della normativa svizzera. Tenendo presente le caratteristiche degli edifici di epoca romana, non progettati per contenere gli effetti delle sollecitazioni tipiche dell’era moderna, i valori vibrazionali misurati sono da ritenersi decisamente elevati per un monumento storico. Si osserva inoltre che la linea dei tram si colloca sopra le murature delle fondazioni originali del tempio, circostanza che aggrava l’azione delle vibrazioni. Inoltre, si nota che i valori più alti delle vibrazioni si registrano sui lati sud e sudovest del monumento, proprio dove la struttura ha sofferto i suoi principali danneggiamenti e ha mostrato i maggiori problemi strutturali in epoca storica, come documentato da diversi dipinti e foto del passato. Pertanto, queste ultime considerazioni, unite ai risultati del monitoraggio ambientale e specificamente vibrazionale, inducono a ritenere che le vibrazioni indotte dal passaggio dei tram possano costituire un elemento di criticità strutturale per il tempio di Minerva Medica e richiedano una attenta ponderazione dei rischi.

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