Un approccio multi-partecipato per ricostruire il valore storico-artistico del nostro patrimonio culturale

L’H-BIM per la rigenerazione urbana

Irene Pulvirenti, giovane borsista dell’IBAM CNR, impegnata, nell’ambito del progetto di alta formazione SPIDEr, in attività di ricerca mirata alla progettazione e applicazione di modelli BIM per la gestione, l’analisi e la condivisione di sistemi complessi di dati (storici, antropici, culturali, naturali) inerenti l’edificato storico e monumentale, racconta in questa intervista il suo contributo nell’ambito del progetto SPIDEr.

Il mondo delle costruzioni negli ultimi anni ha subito un importante cambiamento nell’approccio alla progettazione. Protagonista di questo cambiamento è la metodologia BIM, Building Information Modeling. Potresti spiegare in breve che cos’è il BIM?

Il processo edilizio sta subendo una evoluzione che lascia posto ad un nuovo modo di interpretare il progetto: ci si allontana dall’elaborazione di documenti CAD (Computer Aided Design) lasciando spazio ad un nuovo approccio che concepisce la rappresentazione di una struttura non più in 2D ma in 3D.

Tra la fine del 1970 e l’inizio del 1980 i sistemi CAD aumentarono le loro potenzialità di sviluppo tanto che le industrie aerospaziali e manifatturiere decisero di implementare questo sistema digitale attraverso una collaborazione fattiva con le software house, adattando tali software al disegno architettonico e rendendoli di fatto uno strumento imprescindibile per la progettazione architettonica.

Dal 1986 sono stati fatti incalcolabili progressi e l’espressione BIM è divenuta molto popolare grazie anche alla software house Graphisoft che introdusse il primo Virtual Building Solution conosciuto come ArchiCAD. Questo nuovo e rivoluzionario software consentiva ai progettisti di creare, in alternativa al tradizionale disegno bidimensionale realizzato in AutoCAD o a mano, una rappresentazione virtuale tridimensionale del proprio progetto, in grado di aggiungere alla terza dimensioni anche ulteriori caratteristiche capaci di rendere l’utilizzo di questo software un potente strumento per la progettazione, condivisa.

Nella tecnologia BIM, infatti, la documentazione di progetto fa riferimento ad un unico archivio informatizzato, a differenza dell’approccio CAD tradizionale, in cui i documenti di disegno sono gestiti separatamente dalla restante documentazione tecnica (capitolati, schede tecniche, computi metrici, ecc.). Il BIM offre, quindi, la possibilità di gestire un’importante quantità di dati, per loro natura estremamente eterogenei, sulla base della loro distribuzione spaziale all’interno di un ambiente digitale, consentendo di creare archivi digitali di informazioni utili alla documentazione e conservazione dell’architettura. Il BIM in tal modo non consente solamente di implementare i modelli 3D e di associarvi, in modo condiviso, informazioni aggiuntive, oltre a quelle puramente geometrico-descrittive, ma di sottoporli a molteplici tipologie di analisi. L’ossatura del sistema BIM è costituita dalle “famiglie”, collegate a specifiche tabelle della banca dati: entità preimpostate ma modificabili in modo parametrico. Sono le famiglie infatti a consentire non solo di archiviare le informazioni dirette (i dati) relative all’oggetto rappresentato, ma anche di metterle in relazione con tutte le altre componenti del modello. Questo aspetto è di particolare importanza, perché tramite l’interoperabilità con altri software è possibile ottenere diversi tipi di informazioni preziose, come ad esempio, le caratteristiche del sito, il rendimento energetico, la qualità dell’illuminazione, la quantità dei materiali utilizzati e le relative proprietà, la stima dei costi e il confronto di alternative tecniche per la nuova costruzione e la riqualificazione.

In ambito legislativo, l’Unione Europea, con la Direttiva 2014/24/EU, introduce alcuni indirizzi ai paesi membri sull’utilizzo del sistema BIM nella progettazione e realizzazione delle opere pubbliche. Viene quindi fortemente incoraggiato il sistema BIM quale mezzo per accrescere l’efficacia e la trasparenza delle procedure di appalto.

Dal BIM all’H-BIM: come tale tecnologia può essere impiegata per una migliore conoscenza, salvaguardia e valorizzazione del nostro patrimonio culturale?

L’esigenza di mettere a punto sistemi e metodologie di documentazione sempre più affinati per la raccolta, la gestione e il trattamento dei dati relativi ai beni storici architettonici e/o archeologici trova, ormai da diversi anni, un utile strumento di supporto nelle tecnologie BIM. Mentre nelle costruzioni di più recente edificazione il BIM può essere utilizzato con grande facilità grazie sia alla regolarità delle costruzioni da realizzare, sia alla quantità di dati di partenza disponibili, nello studio dell’edificato di interesse storico le variabili aumentano, complicando in tal modo l’applicazione di tali software.

Ciò ha fatto nascere l’esigenza di sviluppare soluzioni, che rientrano sotto l’etichetta di H-BIM, acronimo di Heritage – Building Information Modeling, adatte alla gestione dell’edificato storico, capaci di migliorare la fase della conoscenza geometrica, materica e storica dell’edificio oggetto di studio, attraverso il rilievo, la definizione del tipo e dello stato di conservazione dei materiali.

Palazzo Ingrassia, Catania | Ricostruzione storica dell’edificio

L’H-BIM rappresenta in sintesi un archivio tridimensionale principalmente orientato alla documentazione del bene storico, lungo tutto il suo ciclo di vita, dalla sua nascita, alla realizzazione, alla manutenzione; con particolare attenzione agli aspetti economici. Il fine è di ottimizzare il rapporto costi/tempi/benefici e di pianificare interventi di manutenzione e di restauro più efficienti. Tutto ciò può essere applicato, in vista di attività di tutela e di valorizzazione, ai nostri centri urbani. In primo luogo, trattandosi di architettura storica, soggetta, nel corso del tempo, a processi di modificazione e stratificazione, la possibilità di visualizzare i modelli nei vari momenti storici aiuta a comprendere l’evoluzione dei manufatti, e conseguentemente, delle nostre città assegnando quindi i relativi valori storici.

Altro aspetto fondamentale è lo studio dell’apparecchiatura costruttiva, che testimonia le culture e gli avvenimenti che hanno condotto l’edificio storico, e le città, allo stato attuale. Nella modellazione delle architetture storiche e, in particolare nella rappresentazione dell’apparecchiatura costruttiva, assume un ruolo fondamentale il Level of Detail (livelli di dettaglio) ovvero la definizione dei componenti costruttivi in tutti gli elementi che li compongono. Non è, quindi, sufficiente che ogni elemento architettonico contenga dati relativi ai materiali costitutivi, così come è per gli edifici nuovi, ma deve anche essere indicato lo stato di degrado di ognuno di essi.

La vasta ed eterogenea documentazione archivistica e bibliografica, ma anche di rilievo e di diagnostica, arricchiscono la conoscenza del manufatto. Il modello, in tal modo, viene a definirsi come il veicolo di accesso e organizzazione delle informazioni, necessarie per una giusta e coerente gestione, valorizzazione e tutela dei nostri centri urbani.

In relazione al caso studio del progetto SPIDEr, Palazzo Ingrassia, come viene utilizzato un modello BIM? Quali sono i vantaggi?

L’approccio innovativo dell’H-BIM, è applicato, nell’ambito del progetto SPIDEr, al caso studio di Palazzo Ingrassia, edificio storico di fine Ottocento, sito nel complesso dell’ex Monastero dei Benedettini. Attuale sede dell’IBAM-CNR, l’edificio ospita anche il Museo di Archeologia e il Dipartimento di Scienze della formazione dell’Università di Catania.

Palazzo Ingrassia, Catania | Modello 3D e relativa tabella descrittiva dello specifico elemento “muro” selezionato

Le indagini condotte nell’edificio hanno lo scopo di giungere alla definizione di un metodo scientifico capace di fornire una univoca chiave di lettura utile ad analizzare un qualunque bene storico-architettonico e/o archeologico esistente. Per giungere a tali risultati si è operata una scomposizione dell’edificio nei suoi elementi tecnologici (muri, infissi, solai, ecc.) e secondo il suo sistema ambientale/spaziale (androne, corridoi, uffici, ecc.) senza tralasciare la questione dei degradi dei materiali di cui è composto.

Palazzo Ingrassia, Catania | Spaccato assonometrico del modello 3D dell’edificio

Palazzo Ingrassia, Catania | Pianta dell’edificio con la distinzione dei locali che lo compongono

Tutti i dati memorizzati nel modello 3D ottenuto rappresentano un vero e proprio archivio digitale a disposizione di tutte le discipline coinvolte nella progettazione. Sulla base di tale modello è possibile estrarre gli aspetti architettonici, come piante, prospetti, sezioni, elenchi dei componenti e dei locali utili per eseguire un computo metrico o analisi utili alla programmazione di interventi di manutenzione o di restauro.

Così il BIM rappresenta non solo l’immagine digitale (model) di un edificio, ma anche un metodo di pianificazione ottimizzata (modeling), capace di favorire la cooperazione tra tutte le parti coinvolte nella costruzione.

Nell’ambito di tali finalità, il mio contributo al progetto si è orientato inizialmente verso la definizione di una base di conoscenza capace di fornire un supporto predittivo a un qualunque intervento che possa riguardare un singolo immobile o una porzione di città.

In tale ottica, si collocano le ricerche da me svolte e finalizzate all’acquisizione di dati e di informazioni tramite ricerche bibliografiche e storiche, con il relativo reperimento di dati cartografici e digitali utili per ricostruire l’evoluzione urbana della città di Catania e di Palazzo Ingrassia. Particolarmente importante si è rivelato il susseguirsi dei piani regolatori generali (PRG) che, insieme alle cartografie rintracciate, sono stati geo-referenziati ed archiviati digitalmente insieme alle analisi e agli studi di settore sul centro storico di Catania e, in particolare, dell’area nella quale ricade il caso studio di Palazzo Ingrassia.

Sempre nella fase preliminare dell’attività rientrano gli sforzi dedicati all’analisi e alla suddivisione (discretizzazione) di tutte le informazioni provenienti dalle molteplici fonti al fine di strutturare e popolare un ‘Data Base’, ulteriore obiettivo del progetto SPIDEr, capace di archiviare e mettere in relazione i dati via via raccolti e necessari per poter arricchire il modello digitale dell’edificio. In una fase successiva, tramite l’utilizzo del software BIM Revit, è stato sviluppato un modello tridimensionale di semplici masse volumetriche per descrivere l’evoluzione storica del Palazzo, dalla sua data di costruzione fino ad oggi. Questo grazie alle informazioni reperite sull’edificio e allo studio delle sue trasformazioni rintracciate dalle fonti bibliografiche e archivistiche. Infine il modello è stato dettagliato, specificandone materiali, dimensioni geometriche e realizzando apposite “Leggende ed Abachi” di riferimento.

Esempi di documentazione storico-bibliografica

Il BIM da tecnologia per la progettazione ex-novo a valido strumento per la ‘riqualificazione urbana’: chi potrà beneficiarne?

La stretta correlazione tra strumento e metodo ha fatto sì che la strategia integrata sia stata fino ad oggi principalmente dedicata a progetti di nuova concezione dove gli elementi costruttivi sono standardizzati. Nonostante ciò, l’applicazione di modelli e software BIM al patrimonio architettonico e archeologico in area urbana è oggetto di dibattito tra ricercatori e professionisti. Questi modelli digitali consentono, infatti, di riprodurre e gestire edifici storici o di nuova progettazione.

Tale metodologia potrebbe trovare un’efficace applicazione da parte dei soggetti, pubblici/privati, che operano nel campo della pianificazione e tutela dei centri urbani. I Management Information System hanno dimostrato la loro utilità nel facilitare i processi di pianificazione territoriale, gli interventi edilizi e la valorizzazione del patrimonio culturale. Dalla banale ristrutturazione al consolidamento del fabbricato monumentale, i produttori di software si stanno rivolgendo allo studio di moduli operativi in grado di documentare con crescente accuratezza lo spazio costruito.

I processi di pianificazione urbana richiedono specifiche strategie organizzative e di programmazione. Vi è pertanto la necessità di dotare le governance di un sistema di gestione delle informazioni che possano supportare una più efficace attività di gestione del territorio e del patrimonio culturale, in termini di pianificazione degli interventi di manutenzione e di miglioramento delle modalità di fruizione e valorizzazione, tramite la disponibilità di dati unitamente a strumenti informatici di accesso, analisi e condivisione degli stessi. Per rispondere a questa necessità, il progetto SPIDEr si pone l’obiettivo di fornire uno strumento versatile per la ‘riqualificazione urbana’, per la raccolta, la gestione, l’analisi e la condivisione di un insieme complesso ed eterogeneo di informazioni al fine di trovare un metodo efficace per valorizzare le nostre città.

Palazzo Ingrassia, Catania (Foto aerea, 1926)

Il progetto SPIDEr propone uno prodotto/servizio che possa essere utilizzato dalle pubbliche amministrazioni, dai professionisti del settore (architetti, ingegneri, geometri, etc.), da studiosi e storici, dalle aziende di restauro e ristrutturazioni o da quelle turistiche, come dal settore immobiliare e dalle università. In estrema sintesi, a beneficiarne sarà l’intera società.

Se, infatti, analizziamo, il contesto sociale in cui il degrado ambientale sembra costituire pretesto per una profonda demotivazione, diventa ancora più urgente l’esigenza di restituire alla collettività quel patrimonio, spesso dimenticato, costituito non solo dal centro storico, ma anche dalle periferie. Questa restituzione non può avvenire senza un preciso impegno politico e sociale che si indirizzi, innanzitutto, verso interventi di rivitalizzazione del tessuto urbano. Solo così la collettività potrà riappropriarsi delle proprie radici e le città, a partire dai centri urbani, potranno riassumere un ruolo più dignitoso e compatibile con le proprie valenze storiche. La rigenerazione urbana, dunque, deve affermarsi sempre più come approccio multi-partecipato per dare alle città non solo un aspetto nuovo e competitivo, rilanciandone l’immagine territoriale a livello estetico, ma dando loro nuovo respiro dal punto di vista culturale, economico e sociale, chiaramente, con la dovuta attenzione agli aspetti ambientali.

Per concludere l’intervista, potresti raccontare la tua personale esperienza nell’ambito del progetto SPIDEr?

Questa esperienza, nell’ambito del progetto SPIDEr, rappresenta per me un arricchimento personale e professionale, poiché segue un programma integrato su tematiche attinenti l’innovazione tecnologica, e in particolare, le nuove strategie del BIM applicate al patrimonio culturale. Inoltre, è un’importante opportunità per accrescere le proprie skills grazie al lavoro di squadra. Avere un team multidisciplinare con il quale, giorno dopo giorno, posso confrontarmi e grazie al quale si innesca un circolo virtuoso di contaminazione tra diverse aree scientifiche quali l’archeologia, l’antropologia, l’archivistica, l’informatica e l’economia, rappresenta certamente una straordinaria opportunità.

Un team multidisciplinare con un obiettivo comune: la ricerca di metodi e tecnologie per lo studio, la salvaguardia e valorizzazione del patrimonio culturale e naturale. Questo porta, a partire da punti di vista differenti, ad una continua riflessione su come le nuove tecnologie possono trattare dati significativi per ricostruire il valore storico-artistico, da uno specifico edificio ad un più ampio contesto urbano.

Infine, il caso studio in questione ha anche un valore affettivo poiché riguarda la mia città natale, Catania. Città che vorrei diventasse sempre di più a misura d’uomo, in cui gli aspetti sociali, in termini di condivisione degli spazi, relativi al tessuto urbano in cui ci troviamo ad interagire, possano trovare una migliore convivenza. Credo fermamente che l’elemento cardine della rigenerazione urbana sia strettamente correlato all’identità di una città e della sua gente, poiché strettamente connesso alla storia, allo sviluppo territoriale e all’assetto urbanistico, inteso, quest’ultimo, come ricchezza di monumenti, di eredità culturale e testimonianze del proprio passato.

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