In Florenz haben die Arbeiten zur Aktualisierung und Erweiterung des Überwachungssystems der Kuppel von Brunelleschi begonnen, um das strukturelle Verhalten des Bauwerks besser zu verstehen. Das Projekt umfasst die Implementierung neuer Technologien, die das bereits aktive System ergänzen und eine präzisere Erfassung von Verformungen, Verschiebungen und Beschleunigungen des Bauwerks ermöglichen werden.
Das gesamte System wird bis Ende 2025 einsatzbereit sein. Die Gesamtinvestition beträgt 662.000 Euro. Die Mittel wurden im Rahmen des Nationalen Konjunkturprogramms (NRP) von der Europäischen Union und Nowtech Solutions srl bereitgestellt. Das Forschungsprojekt, das der Intervention zugrunde liegt, wurde von der Abteilung für Statistik, Informatik und Anwendungen der Universität Florenz in Zusammenarbeit mit der Opera di Santa Maria del Fiore entwickelt. Das von Nowtech Solutions srl und IP Ingegneria srl entwickelte Projekt trägt den Titel “Smart Management of the Structural Health Monitoring of the Italian Heritage: the Brunelleschi case” und wird unter der Aufsicht der Opera di Santa Maria del Fiore durchgeführt. Die Abteilungen DiSIA, DiCEA und DST der Universität Florenz arbeiten ebenfalls an dem Projekt mit, das von der Soprintendenza Archeologia, Belle Arti e Paesaggio für die Provinzen Florenz, Prato und Pistoia geleitet wird.
Die Kuppel, ein architektonisches Symbol der Stadt, wurde 1436 fertiggestellt und ist bis heute die größte gemauerte Kuppel der Welt. Sie wurde ohne die Verwendung von Rippen entworfen und gebaut und stellt ein Unikat in der Geschichte der Architektur und des Ingenieurwesens dar, aber gerade wegen ihrer besonderen Konstruktionsmerkmale erfordert sie seit ihrer Entstehung ständige Aufmerksamkeit und Kontrolle, insbesondere im Hinblick auf ihren baulichen Zustand. In diesem Zusammenhang stellt die Überwachung eine der Hauptaktivitäten der Opera di Santa Maria del Fiore dar, die seit 1987 die traditionelle manuelle Datenerfassung durch ein automatisiertes System ergänzt hat, das nun auch auf die anderen Hauptmonumente des Komplexes ausgeweitet wurde: den Dom, den Glockenturm und das Baptisterium von San Giovanni.
Im Vergleich zu dem bereits vorhandenen System, das hauptsächlich auf die Messung des Verhaltens der Hauptläsionen ausgerichtet war, sieht das neue System eine homogenere Verteilung der Sensoren über die gesamte architektonische Struktur vor. Es werden dreiachsige Beschleunigungssensoren verwendet, um anormale Beschleunigungen und Vibrationen zu erfassen, zweiachsige Neigungssensoren, die an bestimmten Punkten angebracht werden, um Winkelverformungen zu kontrollieren, und lineare Positionssensoren, die an den Winkelrippen angebracht werden und Verschiebungen genau aufzeichnen können. Ergänzt wird das System durch Temperatursensoren, die es ermöglichen, den Einfluss von Temperaturschwankungen auf das Mauerwerk zu analysieren, sowie durch einen Laserscanner, der eine dreidimensionale Kartierung der Kuppel erstellen kann, was für ein besseres Verständnis der geometrischen und strukturellen Merkmale des Bauwerks nützlich ist.
Ziel des neuen Systems ist es, umfassende Daten zu sammeln , um tiefgreifende Analysen zu ermöglichen und eine digitale Plattform zu schaffen, die von Technikern und Forschern gemeinsam genutzt wird. Damit sollen fortschrittliche Untersuchungsinstrumente zur Verfügung gestellt werden, die wirksame Strategien für die Erhaltung des Denkmals unterstützen können. Das Projekt stellt somit eine Synthese aus technologischer Innovation und Traditionsbewusstsein dar, die darauf abzielt, Risiken vorzubeugen und die Kuppel vor dem Verfall zu schützen und gleichzeitig ihre Nutzbarkeit und Sicherheit im Laufe der Zeit zu erhalten. Darüber hinaus kann das entwickelte Modell auch auf andere historische Bauwerke von ähnlicher Komplexität angewandt werden.
Die Überwachung der Kuppel hat tiefe historische Wurzeln. Die ersten Rissphänomene wurden bereits kurz nach der Fertigstellung des Bauwerks beobachtet, aber eine systematische Überwachung der Strukturen erfolgte erst 1639, als der Architekt der Opera del Duomo, Gherardo Silvani, einen Bericht verfasste, in dem er die entstehenden Risse beschrieb und Lösungen zu deren Eindämmung vorschlug. Eine erste organische Vermessung des Rissgerüsts wurde 1756 von Leonardo Ximenes, einem Jesuiten und Ingenieur, durchgeführt, der eine funktionelle Datensammlung zur Untersuchung der Stabilität der Struktur begann, um die Genauigkeit des Gnomon im Dom zu gewährleisten.
Im 20. Jahrhundert wurde die Überwachung dank der Tätigkeit der Ersten Ministeriellen Kommission (1934-1937), die nach der Ernennung von Pater Guido Alfani, dem Direktor des Ximenes-Observatoriums, eingerichtet wurde, strenger. Die Tätigkeit wurde durch den Zweiten Weltkrieg unterbrochen, aber 1950 von der Zweiten Kommission wieder aufgenommen. Die Dritte Ministerielle Kommission (1975-1976) führte ein neues Vermessungssystem ein und erweiterte die Zahl der Beobachtungspunkte von 22 auf 50. 1986-1987 wurde jedoch ein automatisiertes System eingeführt, das von ISMES (heute eine Abteilung von Cesi) gebaut wurde, die das System auch heute noch zusammen mit der Opera di Santa Maria del Fiore verwaltet und pflegt.
Das derzeit in Betrieb befindliche System verwendet 72 Sensoren, darunter Positionsgeber, Telekoordinometer, Füllstandsmesser, piezometrische Sonden und Thermometer. Seit kurzem sind auch Seismometer zur Erfassung von Vibrationen und mikroseismischen Ereignissen integriert. Mit diesem komplexen Instrumentarium konnte im Laufe der Jahre eine große Menge an Daten gesammelt werden, die heute die Grundlage für die Analysen bilden, die das Technische Büro der Oper für die Planung von Instandhaltungs- und Erhaltungsarbeiten durchführt.
Das neue Projekt ist Teil des breiteren Finanzierungsrahmens der Stiftung ICSC - Nationales Forschungszentrum für Hochleistungsrechnen, Big Data und Quanteninformatik (CN1), finanziert unter dem Projektcode CN000013, CUP H93C22000450007 für den Bereich 5 “Umwelt und Naturkatastrophen” der Universität Bari. Das Projekt wurde im Rahmen einer offenen Ausschreibung ausgewählt, die von Prof. Bruno Bertaccini von der Abteilung für Statistik, Informatik und Anwendungen DiSIA “G. Parenti” der Universität Florenz in Zusammenarbeit mit der Opera di Santa Maria del Fiore. Die Ausschreibung wurde von Nowtech Solutions srl in Zusammenarbeit mit IP Ingegneria srl mit dem Projekt “Smart Management of Structural Health Monitoring of Italian Heritage: the Brunelleschi case” gewonnen.
“Ich glaube sagen zu können”, so der Präsident der Opera di Santa Maria del Fiore, Luca Bagnoli, "dass die Kuppel von Brunelleschi so sorgfältig überwacht wird, wobei sowohl Ziele des Schutzes und der Erhaltung als auch der wissenschaftlichen Forschung verfolgt werden.
“Die Aktualisierung des Überwachungssystems wird es ermöglichen, die Identifizierung von Anomalien zu verfeinern und Vorhersageinstrumente für die strukturelle Entwicklung des Denkmals zu implementieren, auch dank des Einsatzes spezifischer Techniken der künstlichen Intelligenz”, sagt Bruno Bertaccini, Professor für Statistik am DiSIA ’G. Parenti’ Department der Universität Florenz und Initiator des Projekts.
“Erkennen, überwachen, untersuchen”, erklärt Superintendentin Antonella Ranaldi, "hilft dabei, das Verhalten der Kuppel im Laufe der Zeit zu verstehen und zu kontrollieren, um mit Hilfe fortschrittlicher Datenerfassungs- und -verarbeitungsinstrumente, die zu den bereits vorhandenen hinzukommen, Vorbeugung zu betreiben und Erkenntnisse zu gewinnen.
“Wir fühlen uns sehr geehrt”, sagt Giulio Delitala, Direktor von Nowtech Solutions und Delegierter von IP Ingegneria, "dass wir von den Abgeordneten ausgewählt wurden, um die Überwachungssysteme der Brunelleschi-Kuppel zu implementieren; unsere Erfahrung, die in jahrelangen Studien und Feldaktivitäten gereift ist, werden wir für den Schutz eines der außergewöhnlichsten architektonischen Erbes der Welt zur Verfügung stellen.
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| Florenz, neue Hightech-Sensoren zum Schutz von Brunelleschis Kuppel |
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