Il blog di Archicad Italia

Gli strumenti e i benefici che la metodologia BIM mette a disposizione degli stakeholder coinvolti nella progettazione e costruzione di un manufatto edilizio possono applicarsi anche per scopi diversi, come conservare e riqualificare la nostra eredità. Parliamo di HBIM, il Building Information Modeling applicato al patrimonio storico (Heritage).

Essere architetto in Italia

“Fai l’architetto in Italia?”

Questa domanda spesso viene posta in tono retorico, perché si ha la percezione che l’architettura di oggi non sia più in grado di soddisfare l’estro creativo e le necessità economiche di chi pensa di fare di questo mestiere il proprio core business. È un'idea che si basa su alcune evidenze: la crisi economica che per oltre un decennio ha messo in ginocchio il settore edilizio, le direttive comunitarie sul consumo di suolo e il diffuso sfruttamento lavorativo delle nuove generazioni negli di studi affermati di architettura e ingegneria.

L’Italia, invece, ha molto da offrire nel campo dell’architettura, soprattutto per chi decide di intraprendere sentieri ad oggi meno battuti con strumenti innovativi. L’eredità del costruito del passato, che generazioni di architetti e maestranze hanno realizzato, conservato e tramandato, con oltre 14 milioni di edifici e complessi edilizi (Istat, 2011), diventa oggi un'offerta quasi inesauribile da cui attingere per innescare dinamiche lavorative nuove, in ottica BIM; specialmente quando queste dinamiche vengono applicate al patrimonio artistico architettonico, appunto.

Entriamo nella storia: ri-costruiamo un Digital Twin.

Un passo indietro

Il primo passo da muovere quando si approccia il tema della conservazione va proprio all'indietro. È questa la sensazione che ho avuto quando sono entrato per la prima volta nei chiostri della Certosa di Pavia, oggetto di un workshop organizzato dal Prof. Ezio Arlati del Politecnico di Milano al fine di applicare gli strumenti digitali per conoscere e “ri-costruire” il complesso edilizio.

Un passo indietro per ammirare l’infinità di dettagli costitutivi e la bellezza oggettiva dell’organismo architettonico, espressa da un insieme smisurato di raffinatezze di linguaggio nel rapporto tra le parti e il tutto. Un passo indietro per conoscere e indagare l’armonia di pensiero, con le sue regole compositive e costruttive.

Conoscere l'edificio: ricerca documenti e rilievo

Da qui è cominciato il processo di ricerca storica per approfondire la conoscenza dell'edificio. In primo luogo, abbiamo intrapreso una ricerca archivistica e bibliografica per comprendere dinamiche e vicissitudini che hanno interessato la Certosa nel corso della sua storia e per riconoscerne periodi e sovrapposizioni. Parallelamente alla ricerca sui libri, fondamentale è stato il rilievo dello stato di conservazione dell’edificio, nelle sue caratteristiche materiche e geometriche. 

Tenuto conto dei tempi dettati dal workshop, limitati a una singola giornata, con gli Arch. Maria Giulia Di Donato e Francesco Rossi abbiamo organizzato un rilievo fotogrammetrico generale, supportato, per le caratteristiche geometriche di massima degli ambienti rilevati, da uno di tipo tradizionale. 

Inquadramento degli ambienti rilevanti

Il rilievo fotogrammetrico restituisce una nuvola di punti georeferenziata. Attraverso la generazione di un elevato numero di riprese fotografiche con una strumentazione oggi alla portata di tutti (macchina fotografica reflex, smartphone o tablet di fascia alta), si può costruire una nuvola georeferenziata a partire dal GPS integrato nello strumento utilizzato o a posteriori. Per ottenere un grado di precisione attendibile bisogna organizzare i fotogrammi in sequenza lungo due assi virtuali (verticale e orizzontale), sovrapponendo porzioni comuni delle riprese per agevolare la restituzione della nuvola di punti in fase di elaborazione con software dedicato, nel nostro caso Agisoft Photoscan.

Per la restituzione degli ambienti oggetto del workshop abbiamo scattato un totale di quasi 800 foto, di cui 372 per il Chiostro e Cortile della Legnaia, 150 per il primo corridoio, 224 per la Stanza della Falegnameria e 52 per il secondo corridoio.

Chiostro e cortile della legnaia

Costruzione del Digital Twin

Generare le nuvole di punti georeferenziate è stata una bella impresa (che fatica per il pc, più di 24 ore per l’elaborazione dati!). Per la modellazione dei diversi ambienti abbiamo utilizzato l’ambiente nativo di Archicad, in grado di gestire e importare nuvole di punti e impiegarle come riferimento nell’organizzazione del lavoro di modellazione.

La funzionalità dei moduli collegati ha consentito di lavorare con file singoli per ogni ambiente e di costruire i diversi modelli gestiti in un unico file centrale, da cui sono stati prodotti tutti gli elaborati finali. Abbiamo parlato di Model Breakdown in questo webinar. 

Con le funzionalità Archicad Foglio di lavoro e Sottolucido di riferimento è stato semplicissimo verificare la corrispondenza tra rilievo cartaceo tradizionale (metro, laser, bindella ecc.) e nuvola di punti. A questo punto è iniziata la ri-costruzione del manufatto architettonico in ambiente digitale, utilizzando la metodologia BIM.

Le geometrie semplici

La modellazione delle geometrie semplici dell’intero manufatto è stata affrontata con gli strumenti base di Archicad, Muro e Solaio, utilizzati anche per restituire una porzione degli ambienti di contesto.

Chiostro e cortile della legnaia - sovrapposizione 

Le geometrie complesse

Trovarsi ad affrontare il tema delle architetture storiche, espressione di bellezza racchiusa in una complessa ricchezza di aspetti compositivi, costruttivi e decorativi, tutti e ognuno intimamente legati agli altri in un unicum irripetibile come quello della Certosa di Pavia, impone la necessità di conoscere, guardare, toccare, entrare in relazione con il pensiero, le arti, le maestranze e le tecniche generatrici.

Ri-conoscere prima di ri-costruire un Digital Twin completo ci mette di fronte alla necessità di un’attenta osservazione diretta dei caratteri stilistici del costruito secondo i principi di ordine, simmetria, geometria e prospettiva con cui l’architettura, nella definizione di Marco Vitruvio Pollione, esprime l’insieme delle sue tre categorie: solidità (firmiatas), funzione (utilitas) e bellezza (venustas). Ci mette, inoltre, di fronte alla necessità di ri-cercare ogni riferimento documentale e trattatistico che possa raccontare e svelare il criterio geometrico-analitico generatore delle forme come l’arco a tre centri, le volte o l’entasi della colonna e la sua proporzione trattata da Jacopo Barozzi da Vignola.

La modellazione delle geometrie complesse è avvenuta con strumenti più avanzati di Archicad: Shell e Forma. Questi hanno permesso di approssimarne le geometrie, con l’ausilio della nuvola di punti, secondo i dettami dei canoni architettonici. È stato affascinante collegare il frutto dell’osservazione diretta (il rilievo) alla ricerca dei legami teorici nel costruito per raggiungere ulteriori deduzioni nella definizione di elementi non direttamente rilevabili nello spessore, sia strutturale che di riempimento. Ad esempio, le volte e le coperture del chiostro, gli elementi dei corridoi e delle stanze.

Stanze della falegnameria e corridoi - sezione prospettiche

Gli oggetti modellati ad hoc

I software di BIM Authoring, seppur ricchi di oggetti altamente parametrici come quelli presenti in Archicad, non potrebbero mai contemplare librerie con una casistica ampia e variegata come le particolarità del nostro patrimonio storico-artistico.

Si possono comunque ricostruire oggetti personalizzati con le funzionalità disponibili in Archicad o dialogando con atri software da cui importare un modello digitale. Nel caso della Certosa, ad esempio, abbiamo realizzato i seguenti oggetti o parti degli stessi: 

• Le ante della porta appartenente al primo corridoio di connessione tra un cortile secondario e il celebre chiostro grande, con le abitazioni dei monaci disposte sul perimetro;
  
• I capitelli nel Chiostro della Legnaia. La loro ricostruzione, estremamente complessa nella forma e negli apparati decorativi è stata ottenuta attraverso la costruzione di una mesh da nuvola di punti, per avere un file da importare in Archicad come oggetto (di peso più contenuto in termini di impatto sull’hardware) e utilizzarlo come riferimento più evidente per la modellazione.

La gestione delle informazioni

Oltre al modello geometrico, la potenzialità di un modello BIM risiede soprattutto nella gestione delle informazioni che popolano il Digital Twin. Di fondamentale importanza risulta, quindi, associare metadati a elementi costruttivi che facciano riferimento a caratteristiche tecniche, fisiche o di conservazione propri dell’edificio e che possano poi essere condivise attraverso dinamiche OpenBIM.

Nel caso della Certosa sono state riportate le informazioni relative, ad esempio, allo stato di conservazione dei capitelli. Archicad nel gestore proprietà consente di creare nuove voci specifiche dedicate, da associare ad una classificazione, e popolate delle informazioni rilevanti. Nel menu Mappa Proprietà IFC queste possono essere mappate affinché siano incluse nel formato di interscambio per l’esportazione verso un processo di facility management finalizzato alla manutenzione dell’edificio e delle sue parti.

Gli elaborati

Diversamente da ciò che tendenzialmente accade quando ci si concentra sulla produzione degli elaborati tradizionali richiesti dalla committenza, la costruzione di un modello informativo completo e dettagliato implica attenzioni e approfondimenti maggiori, che successivamente consentono di padroneggiare con maggiore consapevolezza le dinamiche di comunicazione con tutti i professionisti e le figure coinvolte nel processo progettuale. Questo soprattutto quando, tra i cosiddetti deliverables, non ci si limita ai soli elaborati “da stampare” ma si producono formati di scambio interattivi e interrogabili.

Questo processo, più dispendioso nella fase di modellazione e inserimento dei dati desiderati, abbatte decisamente tempi e costi per le fasi più avanzate, sia per il professionista che per la committenza. Proprio di questo ho avuto il piacere di parlare nel podcast Educare a una maggiore consapevolezza del BIM.

Per la comunicazione il modello, BIMx è uno tra i prodotti più accattivanti che Graphisoft mette a disposizione sia per il dialogo e la partecipazione attiva della committenza che, ad esempio, per la gestione del cantiere. Le caratteristiche geometriche e descrittive delle tavole si aggiungono alle caratteristiche informative del Digital Twin, raccontando in modo inequivocabile ciò che attraverso le tradizionali modalità di rappresentazione lascia spazio a equivoci e fraintendimenti.

BIMx - Certosa di Pavia

Qui puoi scaricare il modello della Certosa di Pavia, pubblico su BIMx model transfer.

Conclusioni

Devo ammettere che, forse non a caso visto l’oggetto di studio, il termine “certosino” ha rimarcato la minuziosa dedizione con cui la teoria del sapere aderisce e corrisponde a quella operativa del fare attraverso gli strumenti e le tecniche di un periodo capace di erigere la Certosa di Pavia. Questa riflessione ha reso me e i miei colleghi certi di voler raccogliere questa eredità nella consapevolezza di applicare la stessa dedizione e cura dei dettagli per la ri-costruzione del modello digitale con gli strumenti e le tecniche del nostro tempo. Dunque…

“Fai l’architetto in Italia?”

“Sì”.

Potremmo definirci, in modo deciso, architetti 3.0, ovvero la naturale evoluzione della metodologia CAD (2.0). Sfruttare le potenzialità che il progresso tecnologico mette a disposizione ci consente di riscattare la percezione del ruolo dell’architetto nella società contemporanea e innescare dinamiche lavorative decisamente più stimolanti, partendo dalle solide radici che i protagonisti dell’architettura storica ci hanno regalato, valorizzando e conservando il nostro patrimonio storico attraverso la metodologia (H)BIM.