HBIM: il BIM applicato al patrimonio storico

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84 l’obiettivo non solo di documentare lo stato dell’arte, ma anche in ottica di una manutenzione e progettazione futura degli edifici.

In tale scenario nella UNI 11337:2017 sono stati definiti specifici LOD dedicati al restauro e al recupero degli edifici esistenti. In particolare nella classificazione in lettere che va dalla A alla F è stato recentemente aggiunto il LOD G, il quale esprime la virtualizzazione aggiornata dell’elemento in questione. Tale modello in particolare terrà traccia del dato temporale degli interventi eseguiti sulla base di una stratigrafia storica che tiene in considerazione: datazione delle parti e dei componenti, periodo e date di manutenzione/sostituzione, soggetto manutentore e tipologia di intervento effettuato¹⁰⁴.

5.2.1 Dalla modellazione geometrica all’informazione

Analizzandolo più nel dettaglio, l’HBIM rappresenta un procedimento tecnico per mezzo del quale si costruisce dapprima la geometria di un oggetto a seguito di un accurato rilievo metrico, e solo successivamente ad esso verranno associati gli attributi e le informazioni utili a descriverlo accuratamente (Reverse Engineering).

Il rilievo rappresenta una fase fondamentale per la restituzione grafica di un oggetto esistente, sia esso un edificio o un singolo elemento. Per ottenere quindi un modello digitale che sia il più possibile fedele alla realtà si usano oggi strumentazioni altamente tecnologiche che garantiscono una precisione centimetrica/millimetrica, a seconda del caso, come i laser scanner terrestri e la fotogrammetria aerea e terrestre. Queste tecniche forniscono dei dati sotto forma di nuvole di punti, dalle quali, dopo essere state opportunamente trattate, si procede all’estrazione delle geometrie utili alla creazione di modelli parametrici a cui poi aggiungere valori semantici. Modelli intelligenti di questo tipo, ricchi di informazioni, andranno a formare delle vere e proprie librerie di oggetti, sempre aggiornabili e utili a rappresentare i differenti elementi e tecniche costruttive del patrimonio esistente. HBIM quindi non significa semplicemente applicare il Building Information Modelling a edifici già costruiti, ma applicare un metodo per ottenere un rilievo 3D, ottenuto tramite tecnologie che consentono di generare nuvole di punti dense.

104 Balzani, M., BIM, PIM, AIM e il progetto sul patrimonio esistente, Architetti.com, articolo, 22 Giugno 2017, Web Dic. 2019, Fonte: https://www.architetti.com/bim-pim-aim-progetto-patrimonio-esistente.html.

85 Figura 43: Ordini architettonici e loro rappresentazione in ambiente BIM.

Fonte: Murphy, M., et al., 2013.

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5.2.2 Scan to BIM

L’ultima generazione di tecniche BIM applicate al patrimonio costruito sono conosciute come

“scan to BIM”, un particolare approccio che consiste nella creazione di Building Information Model locali, la cui geometria viene ricavata senza ricorrere a librerie di oggetti prestabilite ma creandone di nuove.

Come già accennato nel paragrafo precedente il passaggio da rilievi di tipo bidimensionale a quelli di tipo tridimensionale ha contribuito enormemente allo sviluppo di tecniche come questa. La generazione di nuvole di punti e la loro successiva elaborazione per mezzo di appositi software di modellazione tridimensionale, in grado di importare direttamente le nuvole al loro interno, hanno reso possibile la generazione di building information models caratterizzati da un alto livello di precisione, ed arricchiti da informazioni metriche, grafiche e geospaziali¹⁰⁵. Ogni punto all’interno della nuvola infatti possiede delle coordinate puntuali rispetto ad un sistema di riferimento comune, fattore che permette di georiferire correttamente nello spazio il modello così creato.

Ma il fattore che rende tale tecnica innovativa è rappresentato dal fatto che i nuovi software che utilizzano un approccio “scan to BIM” permettono al progettista di avere a disposizione appositi tool in grado di individuare automaticamente all’interno di una nuvola di punti superfici facilmente individuabili quali muri, finestre, porte, solai, tetti ecc. Tale approccio sottolinea ancora una volta l’importanza da attribuire alla fase di rilievo 3D, la cui buona riuscita

105 Negri, R., Scan to BIM: dalle nuvole di punti al modello digitale (prima parte), Bimportale, articolo, 10 Maggio 2019. Web Dic. 2019, Fonte: https://www.bimportale.com/scan-to-bim-dalle-nuvole-punti-al-modello-digitale-parte.

Figura 44: Rappresentazione della Cappella del Castello del Valentino generata attraverso la

sovrapposizione di una nuvola di punti sparsa, densa e di una texture.

Fonte: Workshop di fotogrammetria digitale e scansioni 3D per il rilievo dei Beni Culturali, 2018, Studenti:

Avena Marco, Coroama Andreea, Debeaunay Diane, Giannone Alessia, Scolamiero Vittorio.

87 permetterà di avere a disposizione dati precisi ed affidabili sui quali impostare la successiva fase di modellazione.

Figura 45: Tipico workflow Scan-to BIM relativo al plugin PointSense for Revit prodotto dalla FARO.

Fonte: Manual PointSense for Revit 18.5, FARO Technologies, Inc.

Figura 46: Vista in sezione di una nuvola di punti che individua un muro ospitante un serramento all’interno del software Revit (sinistra) e relativa generazione di un oggetto muro e di una finestra attraverso il plugin

PointSense for Revit (destra).

Fonte: Manual PointSense for Revit 18.5, FARO Technologies, Inc.

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5.2.3 Potenzialità e sviluppi futuri

Nonostante si stiano studiando forme e soluzioni differenti per migliorare questo processo al momento in cui questa tesi viene scritta non esiste ancora una tecnica o un software in grado di renderlo automatico al 100%. La modellazione tridimensionale infatti avviene sulla base di una nuvola di punti, che deve essere analizzata, studiata e filtrata per poter individuare gli elementi e i riferimenti che possano essere d’aiuto nel riconoscimento dei principali componenti di un organismo edilizio.

Tuttavia la tecnologia Scan-to BIM presenta notevoli vantaggi ed il suo utilizzo nelle opere di rilievo e nell’ambito della riqualificazione/restauro è destinato ad aumentare. Rispetto a rilievi di tipo tradizionale il primo vantaggio è rappresentato dalla riduzione dei tempi di acquisizione dei dati e dal loro elevato livello di precisione. Un secondo vantaggio è da individuarsi nella possibilità di avere a disposizione, grazie al concetto di reverse engineering, un unico modello ricco di informazioni (metriche, compositive, forma, geometrie, colore ecc.), facilmente gestibile e condivisibile. Infine un terzo vantaggio è relativo ai costi, in quanto l’alto livello di accuratezza dei dati acquisiti e la riduzione dei tempi delle campagne di rilievo, permettono di ammortizzare gli elevati costi della strumentazione utilizzata durante il rilievo e per la generazione del modello.

In ultima analisi risulta interessante notare come questa metodologia sia destinata ad essere utilizzata anche in campi diversi dal restauro e dalla documentazione del patrimonio esistente.

Non mancano infatti esperimenti volti ad applicare tali tecniche innovative in altri contesti, ad esempio in attività di monitoraggio delle infrastrutture esistenti, le quali necessitano di operazioni molto accurate di rilevazione del loro stato di degrado e usura al fine di organizzare opportuni interventi manutentivi¹⁰⁶.

106 Negri, R., 2019. Fonte: https://www.bimportale.com/scan-to-bim-dalle-nuvole-punti-al-modello-digitale-seconda-parte.

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