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Documentación 3D para el saneamiento de edificios históricos

Documentación 3D para el saneamiento de edificios históricos

Documentación 3D para el saneamiento de edificios históricos

Barcelona, abril de 2012. La iglesia de San Michele Arcangelo del año 1735 está en el centro de Borgo di Terzo, cerca de Bérgamo (Italia). En la parte delantera de la fachada hay grietas evidentes en la mampostería, que dan fe de los graves daños en la construcción. Igual como muchas otras obras históricas, debido a su arquitectura irregular la iglesia requería un análisis preciso del estado, que posteriormente serviría de base para las tareas de saneamiento.

Los datos de medición exactos son de máxima relevancia, sobre todo para el cálculo estático, y conforman la base para un análisis estructural mediante el método de elementos finitos (MEF). Para tales registros exactos del estado, el escaneado láser 3D resulta excelente. De forma rápida y sencilla se consiguen datos espaciales exhaustivos, los cuales se pueden usar para realizar análisis estructurales con soluciones de software convencionales. Al mismo tiempo, todos los datos están disponibles para la planificación CAD del saneamiento. En comparación con los métodos clásicos de medición, el escaneado láser es más preciso y eficiente. Los dispositivos son más fáciles de usar y permiten el registro de datos en 360 grados. El escaneado láser ofrece conjuntos de datos en los cuales cada uno de los puntos muestra la misma exactitud en el sistema de coordenadas espaciales. Por ello es posible que la nube de puntos individuales generada no sólo se use para el estudio de un componente, sino también para registrar simultánea y automáticamente deformaciones estructurales de otros componentes.

Como base para la mejora estática pendiente de la iglesia en Borgo di Terzo, el área especializada en ingeniería de la universidad de Bérgamo utilizó un FARO Laser Scanner y consiguió registrar el interior de la construcción en un solo día. Para filtrar e interpolar los datos del escaneo, se eligió un enfoque gráfico para los siguientes estudios detallados previos al saneamiento. Así se puede utilizar un proceso arquitectónico para el análisis del edificio, como el estudio sistemático de muestras de grietas en la mampostería para la representación de los daños en la proyección ortogonal o una comparación de la geometría real de una bóveda deformada por su propio peso con su geometría ideal.

Para poder usar los datos del escaneo de la iglesia con el método MEF, la nube de puntos debía pasar de un modelo continuo a uno numérico. Después se pudieron escoger planos de sección relevantes y ortogonales entre sí para el análisis de los daños. En este caso, los módulos de elementos a distancias regulares de 30 x 30 x 30 cm resultaron una buena solución para representar los componentes esenciales de la estructura de la construcción.

La causa de los daños observados quedó patente durante la documentación 3D con el FARO Laser Scanner: debido a una restauración anterior se había hundido la estructura de madera del tejado. Ello había afectado tanto los anclajes de una viga como el trasdós de la bóveda. Esto provocó una fuerte deformación y graves daños en la mampostería inferior de la bóveda. Con el análisis MEF se valoró la tendencia de la carga actual en la bóveda y se analizó la tendencia según la restauración prevista. Se determinó que había que sanear tanto los machones de los arbotantes como los anclajes correspondientes. Además, se debía reforzar el arco central con una malla de acero y mortero de cal. La deformación de la bóveda bajo carga mostraba asimismo que una unión al trasdós de la bóveda había cedido, por lo que era recomendable sustituir ese anclaje. Después de incorporar estas medidas de refuerzo en el modelo MEF del estado, se constató una mejora general de toda la estructura estática.

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