Ocena i modelowanie zmian geometrycznych konstrukcji obiektów zabytkowych zlokalizowanych na terenach zagrożonych

Postęp technologiczny w zakresie elektroniki, optyki czy informatyki otwiera przed współczesną geodezją szereg interdyscyplinarnych możliwości. Dotyczą one, między innymi, wykorzystania wiedzy geodezyjnej w efektywnym zarządzaniu ryzykiem, monitorowaniu stanu obiektów czy badaniu związków przyczynowo - skutkowych podczas oceny różnych, zachodzących zjawisk. W kontekście tym, trudno przecenić wykorzystanie geodezji w badaniach stanu obiektów historycznych oraz powiązanym z nimi zarządzaniu ryzykiem. Dotyczy to w szczególności obiektów zlokalizowanych na terenach zagrożonych.

W omawianym przypadku chodzi głównie o obszary w przeszłości poddane intensywnym działaniom antropogenicznym – przede wszystkim eksploatacji górniczej. Problematyka ta w znacznej mierze ukształtowała zakres zainteresowań naukowych pracowników Zakładu Geodezji Inżynieryjnej i Systemów Pomiarowych (ZGIiSP) Wydziału Geodezji i Kartografii Politechniki Warszawskiej. Dodać należy, iż doświadczenia zawodowe pracowników zakładu związane z badaniami stanu obiektów historycznych sięgają wielu dekad wstecz (wspomnieć należy choćby wykorzystanie geodezyjnych technologii pomiarowych do oceny stanu konstrukcji zabytkowego kościoła p.w. Świętej Anny w Warszawie). Obecnie, do głównego nurtu zainteresowań naukowych ZGIiSP należą interdyscyplinarne badania stanu obiektów zabytkowych na terenach pogórnicznych. W zakresie tym, realizowany jest projekt kierowany przez dr. inż. Krzysztof Karsznię, angażujący zarówno pracowników Zakładu, jak i podmioty współpracujące: Muzeum Zagłębia w Będzinie, ULTRAXIS oraz zagraniczne: Sapienza Università di Roma, NHAZCA Srl, Università degli Studi del Sannio.

Głównym celem projektu jest opracowanie metodyki prowadzenia wiarygodnych analiz wspieranych elementami uczenia maszynowego, sztucznej inteligencji oraz wnioskowania statystycznego do przeprowadzenia oceny stanu badanych obiektów. Przedmiotem intensywnych prac badawczych są obiekty Muzeum Zagłębia w Będzinie.

Należą do nich:

• zabytkowy Pałac Mieroszewskich - Wirtualna wycieczka po Pałacu Mieroszewskich,
• królewski zamek warowny (słusznie łączony z osobą króla Kazimierza Wielkiego i wymieniany w zapisach kronikarskich Jana Długosza) Wirtualna wycieczka po Zamku z wieżą i Wzgórzu Zamkowym,
• zabytkowe podziemia pełniące obecnie rolę trasy turystycznej - Wirtualna wycieczka po Podziemiach Będzińskich,
• odrestaurowany w 2007 r. dom modlitw wyznawców judaizmu „Mizrachi” Wirtualna wycieczka po Domu Modlitwy "Mizrachi".

Pałac Mieroszewskich wraz z przyległym ogrodem

Królewski zamek warowny w zimowej odsłonie

Zabytkowe podziemia będzińskie

Dom Modlitw (synagoga) "Mizrachi"

W wyniku realizacji grantu, wzbogacony zostanie program kompleksowego zarządzania ryzykiem dla wspomnianych obiektów z wykorzystaniem danych wieloźródłowych. Pochodziły one zarówno z klasycznych pomiarów geodezyjnych (niwelacja precyzyjna, pomiary kątowo-liniowe), pomiarów pochyłomierzem ultradźwiękowym Ultraxis (notatka o instalacji pochyłomierza dostępna pod linkiem), czujnikiem strunowym zaprojektowanym we współpracy z Uniwersytetem Sannio w Benewencie, Włochy, a także z regularnych odczytów wskazań szczelinomierzy. Poniżej zaprezentowano wybrane zdjęcia z powyższych pomiarów obiektów Muzeum Zagłębia.

Niwelacja precyzyjna sieci kontrolnej przy Pałacu Mieroszewskich

Specjalistyczne, precyzyjne adaptery do pryzmatów geodezyjnych (dla pomiarów kątowo-liniowych) oraz mini-łaty kodowe (do pomiarów niwelacyjnych) stanowiące mikrosieć badawczą okolicy geologicznej struktury Uskoku Będzińskiego

Czujnik strunowy UniSannio mierzący zmiany rozwartości szczelin w Pałacu Mieroszewskich

Integracja danych pozwoli na zbudowanie modeli analitycznych i decyzyjnych, które umożliwiają wiarygodne prowadzenie monitoringu badanych obiektów, a w rezultacie – przyczynią się do zachowania bezpieczeństwa elementów dziedzictwa narodowego. Przeprowadzona zostanie również weryfikacja dokładnościowa oraz funkcjonalna różnych technologii pomiarowych w kontekście ich zastosowań do badania zjawisk determinujących stabilność ocenianych konstrukcji.  
Podsumowując, nie ulega wątpliwości, że należy dokładać wszelkich starań aby wszelkie zabytki uchronić przed czynnikiem czasu ich niszczenia.

Projekt jest kontynuowany w Zakładzie w kolejnym projekcie pt. „Zastosowanie nowoczesnych narzędzi modelowania 3D do określenia stanu technicznego zabytkowych obiektów budowlanych” prowadzonego przez dr inż. Ewę Świerczyńską pod opieką merytoryczną dr. inż. Krzysztofa Karszni. Niniejszy i przytoczony kolejny projekt są finansowane ze środków grantu Rady Naukowej Dyscypliny Inżynieria Lądowa, Geodezja i Transport i były przedmiotem rozmowy w Polskim Radiu szczególnie w temacie skanowania laserowego – zapraszamy do posłuchania wywiadu pod linkiem.

Widok Zamku w Będzinie wraz z wieżą sprzed wejścia do Pałacu Mieroszewskich