Fotogrammetria

La fotogrammetria è una tecnica che consente di determinare metricamente forma e posizione di oggetti, partendo da almeno due fotogrammi distinti che riprendono lo stesso oggetto (Coppia Stereoscopica).  Questa tecnica viene utilizzata in cartografiatopografia e in architettura.

La fotogrammetria, dunque, permette di identificare la posizione spaziale di tutti i punti d'interesse dell'oggetto considerato. Questa tecnica, per quanto originariamente nata per essere utilizzata nel rilievo architettonico, è attualmente utilizzata in massima parte per il rilevamento topografico del territorio, sviluppandosi principalmente nella forma della  fotogrammetria aerea.

Lo sviluppo di calcolatori in grado di gestire una grande quantità di dati e della grafica computerizzata ne hanno permesso un utilizzo più semplice e rapido e con costi minori. L'avvento di queste tecnologie, infatti, ha reso obsolete le vecchie apparecchiature ottiche. In seguito a questi cambiamenti, la fotogrammetria è ora utilizzata anche in ambiti dove raramente era utilizzata in passato.

Attualmente la fotogrammetria rappresenta una delle tecniche di acquisizione dei dati del territorio tra le più affidabili, economiche e precise. Essa è molto utile nell'analisi dei cambiamenti del territorio.

Il primo risultato del rilievo fotogrammetrico è una nuvola di punti, la quale può essere integrata con altre nuvole 3D generate da diverse tecnologie di rilievo come ad esempio il laser scanner e georeferenziata con stazione totale o GPS. Il video seguente mostra, infatti, come queste varie tecniche possono confluire in un unico progetto.


Fotogrammetria bidimensionale


 

Nei metodi di rilievo a carattere speditivo assume una certa rilevanza la restituzione metrico-dimensionale di facciate di edifici uniplanari, o con aggetti trascurabili, effettuata da singoli o più fotogrammi. Tale processo è composto di quattro fasi distinte:

  1. acquisizione dell’immagine fotografica
  2. trasformazione numerica di ogni singolo punto, dalla sua collocazione nello spazio proiettato sulla foto, ad una collocazione bidimensionale in proiezione ortogonale, definito come raddrizzamento dell’immagine;
  3. fase di elaborazione grafica sovrimposta alla immagine raddrizzata (overmapping), che produce una restituzione indiretta delle misure e delle caratteristiche formali della facciata fotografata.
  4. fase di ricollocamento nello spazio bidimensionale di ogni fotogramma raddrizzato.



Fotovoltaico

Verifica e controllo degli impianti fotovoltaici. Dalla corretta installazione alla manutenzione

La termografia sta assumendo un ruolo sempre più rilevante nell'ambito delle tecniche di indagine non distruttive: una facile e veloce individuazione dei delta termici presenti in una struttura o in un componente meccanico permettono infatti di identificare la presenza di problemi in tempi ridotti.

Il suo impiego come indagine non-distruttiva per il rilevamento dello stato fisico di strutture, è estremamente utile nel campo delle energie rinnovabili, come ad esempio nella rilevazione della dispersione energetica sotto forma di calore.

L’ispezione dell’efficienza dei pannelli fotovoltaici deve avvenire in accordo alle norme IEC61215 ed IEC61646 e la termografia è uno degli strumenti indicati dalle norme per eseguirla.

La termografia può essere utilizzata per:

  • identificare, durante il normale carico solare, celle difettose con temperature superiori alla temperatura massima di lavoro ( normalmente 85° C).
  • identificare difetti nelle connessioni tra celle e diodi di protezione.
  • valutare perdite di efficienza su pannelli con distribuzione non uniforme di temperature dovuto a celle o gruppi di celle con temperatura più alta del normale.
  • ridurre i tempi di manutenzione (soprattutto per impianti di grandi dimensioni) e controllare tramite report specifici lo stato di funzionamento dei moduli durante gli anni di esercizio.
  • dimostrare/controllare la tenuta ermetica dello staffaggio (utile per le istallazione su tetti di copertura)


Agricoltura di precisione

La tecnica delle indagini termografiche trovano spazio e applicabilità anche nel settore dell’agricoltura, fornendo un notevole numero di dati qualitativi e quantitativi sulle coltivazioni, portando all’avanguardia il sistema di controllo delle piantagioni, di conseguenza, permettere una vera e propria prevenzione sulle colture. Tutto ciò ci consente di ottenere un prodotto qualitativamente migliore sotto tutti gli aspetti.
Una delle ultime applicazioni dell’infrarosso termico, che stanno trovando sempre più campo tra gli agricoltori professionisti, è la valutazione della corretta irrigazione di vasti campi agricoli e stabilire così l'efficacia degli impianti di irrigazione evitando stress alle colture dovuto alla cattiva irrigazione del terreno.

Le diagnosi termografiche effettuate nel settore dell’agricoltura sono:

Verifica stress idrico delle coltivazioni.
Verifica stato fusti alberi da frutta o legna.
Verifica dell'umidità del terreno.
Verifica della corretto grado della temperatura interna della piante.


MULTISPETTRALE

Un sensore multispettrale è uno strumento in grado di registrare la quantità di energia riflessa di oggetti della superficie terrestre nelle diverse lunghezze d'onda dello spettro elettromagnetico (generalmente visibile e infrarosso). Il sensore multispettrale restituisce quindi un'immagine multibanda e consente, attraverso l'analisi della risposta spettrale nelle diverse bande acquisite, di estrarre informazione territoriale e produrre accurate mappe tematiche con l'utilizzo dei classificatori.Un sensore multispettrale è in grado di registrare la radiazione naturale rilasciata o riflessa dall’oggetto o le aree circostanti attraverso lo spettro elettromagnetico (banda visibile, infrarossi e termiche) Con l’imaging multispettrale è possibile ottenere grandi e utili informazioni sulla terra, colture e la vegetazione in generale.

NDVI

Il Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) è un indice multispettrale fortemente correlato al contenuto di clorofilla e definito mediante la seguente formula:

NDVI=NIR−RED/NIR+RED

dove NIR e RED rappresentano la riflettanza delle bande dell’infrarosso vicino e del rosso. Sebbene sia generalmente raccomandato l’uso dei valori di riflettanza, spesso a fini pratici vengono usati i valori grezzi dei DN nelle rispettive bande NIR e RED. L’indice NDVI varia tra -1 e +1, tendendo ad assumere valori positivi in presenza di alti contenuti di clorofilla.

Tradizionalmente utilizzato per realizzare carte vegetazionali mediante procedimenti automatizzati a partire da dati multispettrali, ha trovato proficue applicazioni in campo fitopatologico ed in particolare nel monitoraggio dello stato sanitario di piante arboree.

APPLICAZIONI

Classificazione della Vegetazione. Classificazione della Vegetazione e il monitoraggio dello stato di salute della stessa in base a parametri biofisici e indici di vegetazione.

Individuazione dei tipi di terreno, della vegetazione e delle colture con il loro stato di salute. Identificazione uso suolo, distinzione e vigore vegetativo delle colture

Analisi e studio di aree oggetto di incendi, Identificazione degli incendi boschivi, l’analisi degli incendi in corso, la valutazione dell’impatto ambientale delle regioni bruciate e poi ripopolate.

Rilevamento Discariche. Individuazione delle aree di rifiuti non autorizzate.

Identificazione delle coperture in cemento-amianto. Identificazione, mappatura e monitoraggio dell’amianto.

Analisi anomalie termiche in acqua. Comportamento termico delle acque superficiali, mappatura delle tipologie algali e loro diffusione, torpidità e colore dell’acqua, individuazione di paleoalvi.


Termografia


 Che cos'è la Termografia

La TERMOGRAFIA IR è una tecnica diagnostica assolutamente non distruttiva che, misurando la radiazione infrarossa emessa da un corpo, è in grado di determinarne la temperatura superficiale.
Vengono generate delle mappe, in falsi colori, rappresentative delle zone indagate. Queste mappe associano ad una temperatura rilevata un colore corrispondente. La sensibilità dell'apparecchiatura può arrivare anche ad alcuni centesimi di grado.
La mappatura della temperatura superficiale è fondamentale per poter valutare lo stato di conservazione dei materiali stessi. Materiali a differenti temperature sono sintomatici di patologie di degrado in atto sull'edificio o sull'impianto tecnologico analizzato.

L'uso della termografia è limitato solo dall'immaginazione di quelli che la usano. Ovunque esista una superficie termica o una temperatura anomala, la Termografia può essere applicata. Tutti gli oggetti, infatti, emettono energia termica e interagiscono con gli ambienti.
Quando un oggetto ha una temperatura più alta delle nostre mani, lo sentiamo caldo o che scotta: il calore si sposta dall'oggetto verso le nostre mani.
Allo stesso modo, quando un oggetto è più freddo, lo sentiamo freddo: il calore si sposta dalle nostre mani verso l'oggetto.

Il calore può propagarsi in diversi modi, uno di questi è simile alla luce visibile: si chiama radiazione di calore o infrarosso.
Un esempio è il calore del fuoco quando ci siamo di fronte: il calore dell'energia viaggia attraverso onde elettromagnetiche simili alla luce visibile.

 Indagini Termografiche

Le indagini termografiche hanno avuto un grandissimo sviluppo negli ultimi decenni; si sente parlare di termografia applicata in diverse occasioni, si trovano testi ed articoli scritti sull'argomento, vi sono convegni in cui si discute di possibili applicazioni termografiche ma manca, ancora, una cultura delle prove non distruttive, con specifica attenzione alle indagini termografiche. La termografia, come precedentemente sottolineato, ha avuto un grande sviluppo nell'ultimo periodo e con l'introduzione a livello nazionale delle normative per il risparmio energetico, è stata individuata come uno degli strumenti migliori per la verifica dell'involucro edilizio. Se si analizzano i consumi energetici di un edificio, si può osservare, in media, come il 70% dei consumi energetici derivi proprio dal riscaldamento; vi è poi un 10% di consumi dovuti all'energia elettrica, un 10% di consumi per acqua calda sanitaria, quasi trascurabili sono quelli dovuti all'illuminazione e al gas della cucina. 

Tramite l'indagine termografica è possibile analizzare l'intero involucro edilizio, consentendo di evidenziare le anomalie presenti per cercare di risolvere al meglio le carenze dell'involucro stesso; più un involucro è performante, più si vanno a ridurre i consumi energetici. Molto interessanti sono, inoltre, le analisi che riguardano i consumi di riscaldamento in relazione all'anno di costruzione dell'edificio: un edificio storico consuma circa 250 KW/mq anno, un edificio costruito dopo il 1976, anno di entrata in vigore della legge 373, ha un consumo che si attesta intorno ai 150 KW/mq anno, un edificio costruito dopo la legge 10 del 1991 ha un consumo che si attesta intorno ai 120 KW/mq anno e un edificio a basso consumo si aggira intorno ai 50 KW/mq anno; abbiamo poi la casa passiva con consumi di 15 KW/mq anno, gli edifici a consumo nullo e gli edifici che consumano meno energia di quanta ne producono. 

Quando un certificatore deve intervenire su un edificio esistente, nella maggioranza dei casi, non è in possesso di alcuna documentazione concernente le caratteristiche tecniche dei materiali utilizzati per la costruzione. La termografia, quindi, diventa uno strumento necessario per consentire di fare una valutazione energetica attendibile dell'edificio oggetto di intervento. 

 A cosa serve la Termografia

La termografia IR può essere usata su moltissime fasi nel processo manutentivo:

  • Fase preventivistica per poter quantificare l'intervento sul bene
  • Fase di progettazione esecutiva per poter guidare scelte fondamentali
  • Fase di collaudo finale per poter verificare la corretta esecuzione del processo
  • Fase di manutenzione programmata del bene per prevenire eventuali danni sul bene
  • Fase di gestione per tarare gli impianti installati e verificarne l'efficienza

 Applicazioni

La termografia all'infrarosso può avere moltissime applicazioni: