L’Italia, attraverso i secoli, si è distinta come custode di un inestimabile patrimonio artistico e architettonico che comprende monumenti, rovine, cattedrali e molteplici espressioni artistiche, rappresenta una testimonianza tangibile delle diverse civiltà che hanno contribuito alla formazione della cultura e identità nazionale. Tuttavia, in un’epoca caratterizzata da significative trasformazioni tecnologiche, sociali e ambientali, la salvaguardia di questi beni assume un’importanza primaria. In questo contesto, l’introduzione e l’implementazione di uno strumento come il Digital Twin rappresenta una congiunzione essenziale tra la storia e le opportunità future, mediando tra la tradizionale reverenza per l’arte e l’avanzamento dell’ingegneria moderna. Nel presente articolo spieghiamo in maniera sintetica la crescente rilevanza del Digital Twin nella protezione e valorizzazione del patrimonio culturale italiano, sottolineando la necessità di assicurare che tali beni siano adeguatamente conservati per le generazioni a venire.
Il Digital Twin: Cos’è, Come si Crea e Quali sono le Potenzialità che Offre
Il Digital Twin, o “gemello digitale”, è una replica virtuale di un oggetto, processo o sistema fisico. Ma come si arriva a creare questa copia digitale, specialmente per un bene culturale che può avere secoli di storia e dettagli intricati? La risposta risiede in una combinazione di tecnologie avanzate:
Scansione 3D
Una delle prime fasi nella creazione di un Digital Twin è la scansione tridimensionale dell’oggetto o struttura. Strumenti come i laser scanner 3D sono in grado di catturare milioni di punti in pochi minuti, fornendo una rappresentazione accurata e dettagliata del bene.
Fotogrammetria
Questa tecnica utilizza fotografie ad alta risoluzione scattate da diverse angolazioni per creare modelli tridimensionali di un oggetto. È particolarmente utile per beni culturali di grandi dimensioni o in luoghi difficili da raggiungere.
Sensoristica
L’implementazione di sensori sul bene culturale può fornire dati in tempo reale riguardo a parametri come temperatura, umidità, vibrazioni, e altri fattori che possono influire sulla conservazione.
Piattaforme di Simulazione
Una volta creato il modello digitale, è possibile sottoporlo a simulazioni per testare la reazione in diversi scenari, ad esempio un terremoto o un cambiamento climatico.
Realtà Aumentata e Virtuale
Queste tecnologie permettono agli esperti e al pubblico di “immergersi” nel Digital Twin, esplorandolo e interagendo con esso in modi prima impensabili. Ciò può essere utile per studi approfonditi o per esperienze educative.
La creazione di un Digital Twin richiede quindi una stretta collaborazione tra esperti in diversi campi, dall’ingegneria alla storia dell’arte. Le potenzialità offerte da questa tecnologia sono immense: dalla possibilità di monitorare lo stato di conservazione di un edificio storico alla capacità di prevedere e prevenire danni futuri.
Il Digital Twin come strumento di tutela dei Beni Culturali
Utilizzare il Digital Twin per la tutela dei beni culturali ha molti vantaggi, in primis quello di offrire una visione dettagliata e accurata dello stato attuale del bene, permettendo una maggiore comprensione delle sue esigenze. L’ampiezza e la profondità delle informazioni che è possibile integrare in un Digital Twin sono vastissime. Queste includono:
Informazioni Geometriche
dettagli della struttura, dimensioni, scansioni 3D, modellazione precisa delle caratteristiche architettoniche.
Informazioni Materiali
tipo di materiali utilizzati nella costruzione, condizione dei materiali, eventuali degradazioni e compatibilità con interventi di restauro.
Informazioni Storiche
periodo di costruzione, eventi storici associati, modifiche architettoniche avvenute nel corso degli anni.
Informazioni Ambientali
esposizione a fattori climatici, effetti dell’inquinamento, rischio di calamità naturali come terremoti o inondazioni.
Informazioni Strutturali
stress meccanico, movimenti strutturali, potenziali punti di debolezza o danneggiamento.
Sensori e Monitoraggio
dati in tempo reale provenienti da sensori di temperatura, umidità, vibrazione, inclinazione e altri sensori integrati nel bene.
Simulazioni e Predizioni
modelli di come il bene potrebbe reagire a vari scenari, come terremoti, cambiamenti climatici o interventi di restauro.
Informazioni Restaurative
registri degli interventi di restauro precedenti, materiali utilizzati, tecniche di intervento e pianificazioni future.
Informazioni di Utilizzo e Accesso
dati sul flusso di visitatori, orari di apertura e chiusura, limitazioni di accesso.
Attraverso simulazioni, è possibile prevedere gli effetti di vari fattori esterni e quindi adottare misure preventive. Rispetto ai metodi tradizionali, il Digital Twin è anche più economico e meno invasivo, evitando interventi fisici potenzialmente dannosi. Con un’informazione così ricca e dettagliata, il Digital Twin diventa uno strumento indispensabile nella gestione e tutela dei beni culturali.
L’Impegno di La SIA SpA nella tutela dei Beni Culturali
La SIA SpA è profondamente consapevole dell’importanza dei beni culturali italiani e del ruolo cruciale che la tecnologia può svolgere nella loro conservazione. Per questo motivo, la nostra società è impegnata da anni nel settore del rilievo dei beni culturali ed in particolare dei beni archeologici: sono stati, ad esempio, eseguiti rilievi nel Parco Archeologico di Ostia Antica, nel Parco Archeologico di Ercolano ed a Castel Sant’Angelo (Roma); a questi si aggiungono palazzi storici, ville e monumenti vincolati sparsi in tutta Italia.
Alla base di ogni nostro progetto, soprattutto di Digital Twin, c’è il rilievo effettuato dai nostri esperti con strumenti di altissima precisione. La nostra società ha la possibilità di impiegare strumenti propri di alto livello per il rilievo: dai laser scanner fissi a quelli mobili da montare su veicoli o da utilizzare a mano, dai droni con sensori RGB, termici o lidar fino agli ultimi scanner a luce strutturata per il rilievo di dettaglio di oggetti e manufatti con precisioni micrometriche.
Ci avvaliamo poi della nostra expertise nell’ambito BIM (Building Information Modeling) per la creazione del Gemello Digitale.
La nuvola di punti prodotta dal laser scanner viene utilizzata dal team di BIM specialist come base per riportare fedelmente il bene rilevato in un Modello Federato composto da Modelli Informativi inerenti le principali discipline (Architettonico, Strutturale, Mep). Si prosegue progettando l’adeguamento richiesto dalla committenza, che può essere, ad esempio, un adeguamento/miglioramento sismico, un efficientamento energetico, una ristrutturazione completa del bene, ecc. Prima di questo processo si implementa la parte di Management, a cura dei BIM manager e BIM coordinator, attraverso una serie di documenti che servono al controllo di tutto il processo (Piano di Gestione Informativa, WBS, Matrix Clash detection, Code Checking, ecc). In particolare, le Wbs implementate hanno lo scopo di collegare i Modelli Informativi alle tempistiche di lavorazione (4D) ed ai computi metrici estimativi (5D).
La nostra esperienza ci ha portato infine ad implementare un workflow di verifica e validazione interna dei Modelli Informativi (LV1 e LV2) permettendoci di effettuare dei quality check finalizzati a garantire la massima qualità del prodotto finito.
Uno dei nostri Digital Twin con rispettivo adeguamento sismico ed impiantistico
ANNO E LUOGO: 2019, Viale Giuseppe Mazzini n. 206 – Catanzaro
OPERA: Interventi di messa a norma del Palazzo Santa Caterina
COMMITTENTE: Agenzia del Demanio – Regione Calabria
PROGETTISTA: LA SIA S.p.A.
SERVIZI: Rilievo, Digital Twin, progettazione definitiva ed esecutiva
L’immobile oggetto di intervento è il Palazzo Santa Caterina, situato nel centro storico di Catanzaro e caratterizzato da particolare valenza storica ed elementi di pregio architettonico. L’intervento in particolare ha riguardato la progettazione definitiva e esecutiva per l’adeguamento sismico ed impiantistico del Palazzo e la realizzazione del modello BIM relativo allo stato di fatto, a seguito del rilievo laser scanner. Obiettivo principale della modellazione BIM è stata la creazione di un modello per la gestione degli interventi di manutenzione e del ciclo di vita dell’edificio, caratterizzato da:
– definizione LOD 300 degli elementi architettonici e impiantistici
– individuazione di aree/sistemi/elementi passibili di miglioramento prestazionale;
– definizione di abachi delle componenti tecnologico
– predisposizione per l’eventuale connessione tra Modello di Dati BIM e Tecnologie IoT.
Conclusioni
Il Digital Twin rappresenta quindi una vera e propria rivoluzione nel campo della conservazione dei beni culturali. Con l’adozione e l’implementazione di questa tecnologia, l’Italia può garantire una tutela efficace del suo prezioso patrimonio storico e artistico. La SIA Spa è orgogliosa di essere in prima linea, al fianco di enti pubblici e privati, in questo importante sforzo per garantire che le meraviglie dell’Italia siano preservate per le generazioni future.
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Articolo a cura di Luciana Bianchini, Gianpaolo Stringa e Elisa Ciardi
