Artec Leo porta la scansione 3D a nuove vette: 60 metri sopra la baia di San Francisco

La California degli anni '50 ha visto il boom del dopoguerra, le rivoluzioni sociali, l'industrializzazione e i poeti Beat. E ultimo ma non meno importante, la creazione del ponte di Richmond-San Rafael. I piani per il ponte erano nati molto prima: già negli anni '20 si sentiva la necessità di una connessione tra le baie orientali e occidentali di San Francisco, un'idea che fu proposta, approvata, ritardata, modificata e rimandata numerose volte per i decenni a seguire.

Fu allora, con molta anticipazione e una necessità che cresceva di pari passo con la popolazione dello stato, che i piani furono concordati e iniziò la costruzione di quello che è ufficialmente conosciuto come John F. McCarthy Memorial Bridge.

Progettato per sostituire un servizio di traghetti che collegava Richmond sul lato est a San Rafael sul lato ovest, la costruzione iniziò nel marzo 1953 e nel settembre 1956 il ponte venne aperto, pronto a ricevere i suoi ospiti, decine di migliaia di conducenti che finalmente avevano un modo per attraversare facilmente la baia.

Il ponte è rimasto operativo da allora, trasportando, secondo l'ultimo conteggio, più di 70.000 conducenti da un lato all'altro della baia ogni giorno. Il ponte è funzionale e molto pittoresco, ma la sua posizione lo rende vulnerabile a un'impressionante quantità di elementi corrosivi: acqua salata, calore, vento e fumi di scarico dei veicoli.

"Mentre lavoravamo sul ponte, un ingegnere ha condiviso un suo pensiero con me: la ruggine non dorme mai," ha dichiarato Marcio Adamy di Indicate Technologies Inc., un partner certificato Artec 3D Gold.

Per mantenere il ponte più sicuro e funzionale, era necessaria qualche riparazione. In particolare, c’era una sezione di un segmento che si era corrosa e arrugginita nel tempo, e andava assolutamente sostituita.

"Il cliente voleva misurare i pannelli e la posizione dei loro rivetti, e c'erano oltre 250 rivetti su ogni pannello!"

Senza misurazioni disponibili (e anche se ci fossero state misure, la loro affidabilità sarebbe stata discutibile) si presentava un nuovo compito: misurare i pannelli in modo preciso. Questo compito scoraggiante era stato richiesto da Danny' s Construction, un'azienda specializzata in acciaio e produzione e manutenzione di strutture di grandi dimensioni come stadi, edifici e, come in questo caso, ponti.

"Volevano misurare i pannelli e la posizione dei loro rivetti, e c'erano oltre 250 rivetti su ogni pannello," ha detto Adamy. "Ogni pannello ha lati a nord e a sud, così come parti esterne e interne. Quindi, per produrre nuovi pannelli, era fondamentale che le misurazioni includessero tutti i fori nelle giuste posizioni."

Ogni pannello aveva 250 rivetti, ognuno dei quali doveva essere catturato con precisione.

Quindi si presentavano due sfide: l'altezza del ponte e il fatto che trasportava 70.000 auto ogni giorno. La soluzione doveva essere veloce, semplice e autonoma, il tutto assicurandosi che i risultati finali fossero accurati e affidabili.

L'unica soluzione

Se si vuole accedere ai pannelli del Richmond–San Rafael Bridge, ci sono diverse cose vanno prese in considerazione. In primo luogo, le parti che devono essere misurate si trovano a 56 metri sopra la baia. Il ponte è attraversato da un traffico costante per tutta la giornata. Non dimentichiamo poi i venti feroci che sono soliti infuriare sulla baia, così come la necessità di essere il meno intrusivi possibile (la stagione degli amori delle balene, ad esempio, limita qualsiasi attività vicino all'acqua per evitare di disturbare la privacy dei cetacei).

In poche parole, qualcuno doveva essere in grado di arrampicarsi rapidamente e in sicurezza sulla sezione rivolta verso l'esterno del ponte e al contempo restare protetto dalle auto in arrivo, causare il minor disturbo possibile al traffico e, data l'altezza a cui avrebbero operato, ricordarsi di non guardare in basso. Quindi catturare ogni singolo dettaglio della superficie di ogni pannello.

C'era solo una soluzione che era all'altezza del compito: Artec Leo.

Completamente wireless e progettato per catturare facilmente gli angoli più difficili, lo schermo integrato di Artec Leo rende facile catturare ogni superficie di un oggetto e tutti i dettagli al suo interno. Nel caso del Richmond–San Rafael Bridge, non c'era nessun altro dispositivo in grado di svolgere questo compito: utilizzare Leo significa non aver bisogno di altre attrezzature, una considerazione essenziale data la natura di questo lavoro. Semplicemente non sarebbe stato possibile portarsi dietro cavi e computer così in alto, in uno spazio così piccolo e con poco tempo a disposizione per portare a termine il lavoro.

"Non c'era altra soluzione. Artec Leo è stato progettato per queste situazioni."

In altre situazioni, utilizzare uno scanner diverso o una combinazione di scanner avrebbe potuto essere una soluzione più adatta ma, in questo caso particolare, non era semplicemente possibile. Adamy ha detto: "ero dentro un cesto, lungo appena un metro, con un'altra persona. Dove potevo mettere un computer o un tavolo? Quindi, in questo caso specifico, non c'era altra soluzione. Artec Leo è stato progettato per queste situazioni."

Tutto il lavoro è stato svolto in tempo record e pure in modalità HD. "Ho deciso di scansionare tutto con la modalità HD, anche se non era davvero necessario avere una geometria così ricca in questo caso," ha riferito Adamy. "Ma mi piaceva l'idea di avere a disposizione il meglio e poi ridurlo invece di non avere abbastanza informazioni e non essere in grado di aggiungere nient'altro in seguito."

Il team, dopo aver trovato il modo più efficiente per scansionare ogni pannello, lo ha ridotto a meno di dieci minuti per lato.

56 metri sopra la baia, il lavoro doveva essere fatto in modo rapido, sicuro e senza ingombro extra come computer o cavi. La risposta: Artec Leo.

"Avevo poco tempo per lavorare sul ponte", ha detto Adamy. "Arrivavamo intorno alle 5:30 o alle 6 del mattino e pianificavamo il da farsi. Indossavo l'imbracatura, il casco e l'equipaggiamento di sicurezza. E poi rimanevo lì a scansionare fino a circa le 9:30 - 10:30, quindi tornavo in ufficio e iniziavo a caricare i file," ha detto Adamy.

Date le strette fasce orarie disponibili per ogni sessione di scansione, la quantità di scansioni che dovevano essere raccolte, le restrizioni ambientali in atto e le condizioni meteorologiche avverse, l'intero progetto ha richiesto diversi mesi per essere completato.

Dopo otto viaggi e meno di 30 minuti di scansione per ciascuno dei pannelli da tutte le direzioni, la prima parte del lavoro poteva considerarsi completata: tutti i pannelli erano stati scansionati e i dati acquisiti erano in viaggio verso la fase successiva.

Un lavoretto facile

Anche con tutti gli accorgimenti del caso, il personale di sicurezza e i poliziotti in attesa, un camion per evitare collisioni dal traffico in arrivo e un uomo legato a un'imbracatura di sicurezza, appeso sulla baia di San Francisco, il lavoro in sé non è stato difficile. Nonostante tutte le sfide e le difficoltà, la scansione con Artec Leo si è svolta senza problemi.

E così è stata l'elaborazione dei dati.

"Ho caricato i file e ho eseguito tutti i passaggi", ha detto Adamy. Poi ho eseguito la registrazione globale, cancellato informazioni extra di cui non avevo bisogno, quindi ho convertito tutto in una mesh utilizzando la fusione nitida. E poi ho esportato questa mesh come file STL."

Seguendo questi passaggi abbastanza semplici, i file STL sono stati caricati su Geomagic Design X per un'ulteriore elaborazione, quindi esportati in formato .pts, da utilizzarsi in seguito su Autodesk per i disegni SBU e per raccogliere informazioni. In alcuni casi, l'intero processo, dalla scansione all'elaborazione, dalla post-elaborazione al risultato finale, è stato svolto in un giorno.

"L'unica cosa difficile era stare lì appesi: gestire la paura in questo ambiente ostile, esposti al vento, al freddo e al sole!"

La parte più difficile della scansione? L'altezza!

"Come ho detto, questa parte è un lavoro molto semplice: caricare file, eseguire la registrazione globale, modificare e creare un file mesh, eseguire la fusione nitida... è un gioco da ragazzi", ha detto Adamy. "L'unica cosa difficile era stare lì appesi: gestire la paura in questo ambiente ostile, esposti al vento, al freddo e al sole. Questa è stata la parte più difficile."

Risparmio di tempo e costi

Otto mesi dopo, tutti e otto i pannelli erano stati fabbricati e installati, con almeno il 75-90% di tempo risparmiato, facendo una stima approssimativa. Utilizzare la tecnologia 3D, in particolare Artec Leo come scanner, ha portato solo vantaggi, nuove possibilità e convenienza, e ha pure ridotto considerevolmente i costi.

Basti pensare alla quantità di tempo risparmiato: pensate se ogni pannello fosse stato misurato manualmente con un metro a nastro o un righello, con un laborioso processo di misurazione a mano, e quindi passato ai produttori di nuovi pannelli.

Data la precisione dei risultati, è stato risparmiato tempo anche durante la produzione dei nuovi pannelli. Per non parlare del numero ridotto di dipendenti necessari a svolgere il compito, che a sua volta ha ridotto anche i costi del lavoro.

Un ultimo passo? Scansionare i nuovi pannelli, ovviamente. Anche se oggi possono insorgere difficoltà nel trovare informazioni affidabili su strutture ed edifici eretti molti decenni fa, i professionisti in futuro non avranno questo problema.

Nel caso del Richmond–San Rafael Bridge, sono finalmente disponibili scansioni 3D complete, misurazioni, disegni e file su questi pannelli, fino a 0,1 mm di precisione e per innumerevoli generazioni a venire di ingegneri, costruttori, architetti e ispettori.