Scan to BIM: dal rilievo alla modellazione BIM della Vela di Calatrava
Location: Roma
 
Cliente: Agenzia del Demanio
 
Anni: 2022 – 2023

INTRODUZIONE AL PROGETTO

La Vela di Calatrava è stata un progetto sfidante ed entusiasmante per il nostro team. In particolare, per lo step dedicato allo Scan to Bim della Vela, abbiamo messo in campo il nostro know-how tecnologico per tradurre la fase di rilievo in dati dettagliati e poter creare una rappresentazione virtuale completa della struttura costruita e dei suoi 46 ettari terreno.

Così facendo abbiamo fornito una base solida perlo studio del sito, la sua manutenzione ed il suo possibile sviluppo. Il modello digitale, a causa della complessità e delle dimensioni dell’opera, è stato suddiviso in diversi modelli distinti per blocchi.

ELABORAZIONE DEI MODELLI BIM

A causa della complessità e dell’estensione delle opere strutturali è stato effettuato, a monte della modellazione BIM, uno studio preliminare dell’area di intervento, allo scopo di caratterizzare in modo funzionale i modelli singoli che andassero a comporre il modello federato e individuare tutte le parti da riprodurre mediante la creazione di nuove famiglie.  

Le loro parti sono state riportate in quattro differenti modelli, distinti per blocchi funzionali e, nello specifico, in funzione delle opere rappresentate e del materiale strutturale (acciaio o c.a.):  

• Palanuoto opere in c.a. 
• Palasport: opere in c.a. 
• Palanuoto: opere in acciaio 
• Piscine esterne 

Sono stati creati, inoltre, dei modelli per la rappresentazione delle opere provvisionali, sottoservizi, contesto e paesaggio, come di seguito indicato:

• Modello Contesto e Paesaggio
• Modello Disciplinare Sottoservizi
• Modello Opere provvisionali

Il rilievo fotografico e la nuvola di punti hanno permesso di rappresentare fedelmente nel modello tutte le opere provvisionali presenti nell’area di studio, come i basamenti delle gru, i parapetti anticaduta e i puntelli. Il modello di contesto riporta la topografia rilevata e opere esterne generiche come le recinzioni di confine.     

Tutti i modelli sono stati coordinati singolarmente e fra di loro all’interno di modelli di coordinamento e sintesi, i quali raggruppano tutti gli elaborati grafici ad essi correlati, consentendo così di gestirli e visualizzarli in un unico ambiente.

IL PROCESSO DELLA MODELLAZIONE BIM

Il processo di modellazione BIM, valido per tutti i modelli disciplinari, è stato diviso in tre fasi:


PRIMA FASE: rappresentare tutte le parti delle strutture attraverso una razionalizzazione derivante dalla consultazione degli elaborati disponibili.
SECONDA FASE: I modelli vengono sottoposti ad un accurato confronto con le nuvole di punti e tutto il materiale fotografico/video acquisito durante la fase di rilievo.
E’ stato stabilito che per tale opera, ritenuta incompleta, il suddetto confronto sarebbe stato ritenuto sufficiente al raggiungimento di una percentuale di sovrapposizione tra modelli e nuvola maggiore del 80%.
TERZA FASE: L’analisi, comprovata anche da ulteriori rilievi in sito, ha permesso di individuare le parti non ancora costruite e quelle difformi rispetto agli elaborati di riferimento del progetto esecutivo autorizzato.  

MODELLAZIONE STRUTTURA IN CALCESTRUZZO

In una fase iniziale si è proceduto all’individuazione e scomposizione della struttura nei seguenti blocchi funzionali:


• Palanuoto
• Palasport
• Piscine esterne


La modellazione della parte in cls si è svolta posizionando le griglie principali secondo le coordinate presenti sugli elaborati di tracciamento e sugli elaborati degli anelli di coordinate geometriche dei punti del PE ultimo approvato; questo con il supporto di Dynamo, un software di Visual Scripting e Modelling che consente di personalizzare il flusso di lavoro relativo alle informazioni e di parametrizzare la modellazione. Alla sovrapposizione della nuvola di punti, è emerso che alcuni elementi sono stati trovati difformi, altri incongruenti e altri ancora mancanti. La griglia e gli elementi principali posizionati attraverso Dynamo sono stati quindi aggiornati rispetto alla nuvola di punti.


A questo punto si è proceduto ad individuare gli elementi strutturali principali, di seguito elencati, e a modellarli nel dettaglio uno ad uno, sempre tenendo come riferimento principale la nuvola di punti e tutto il materiale fotografico/video acquisito durante la fase di rilievo:


1. Solai
2. Archi
3. Travi/Tribune
4. Pilastri
5. Setti/Muri
6. Setti perimetrali


Durante la modellazione dei vari elementi si è reso necessario tornare più volte in cantiere allo scopo di chiarire alcuni aspetti ritenuti fondamentali.

Modellazione BIM Vela di Calatrava
Modellazione BIM Vela di Calatrava - Struttura in calcestruzzo

MODELLAZIONE STRUTTURA IN ACCIAIO

La modellazione della struttura in acciaio è stata sicuramente lunga e complessa, arrivando al livello di dettaglio del singolo bullone.
Tutta la struttura in acciaio che copre il palanuoto è stata modellata attraverso lo sviluppo di 14 script (Dynamo) per la modellazione, posizionamento e rotazione di ogni singolo elemento costituente la struttura metallica. Questi, partendo dalle coordinate di ogni connessione con i setti perimetrali in CA, hanno calcolato le generatrici per il posizionamento dei tubolari che formano la struttura principale della vela. A questi si sono poi aggiunti gli elementi traversi e di controventamento che hanno ognuno inclinazioni e rotazioni differenti. Finito il posizionamento “automatico” degli elementi principali e secondari si è passati alle singole connessioni nodo per nodo. Tutti gli elementi in acciaio inseriti nel modello sono stati modellati come famiglie di sistema “travi” e “collegamenti strutturali” opportunamente parametrizzate per rispondere alle diverse esigenze della modellazione di elementi complessi come quelli della vela.

 

A questo punto si è proceduto ad individuare gli elementi strutturali principali di seguito elencati e a modellarli nel dettaglio uno ad uno, sempre tenendo come riferimento principale la nuvola di punti e tutto il materiale fotografico/video acquisito durante la fase di rilievo:


1. Elementi di attacco ai setti perimetrali
2. Travi perimetrali
3. Controventi obliqui
4. Controventi orizzontali – Travi alleggerite
5. Tubolari
6. Connessioni


Questi elementi sono stati modellati dapprima come famiglie e poi inserite nel modello come detto sopra. Tutte le famiglie hanno un certo grado di nidificazione, contenendo nella categoria principale altri elementi di connessione e irrigidimento, come bulloni, piastre, tirafondi. Ogni famiglia nidificata, tuttavia, è selezionabile e interrogabile, e costituisce elemento a sé opportunamente mappato verso la classe IFC adeguata e informatizzato secondo le richieste della Specifica Metodologica.

Dunque, per ottenere una modellazione che fosse coerente con la parte analitica, abbiamo elementi IfcBeam tubolari retti dalla base all’arco centrale e delle famiglie adattive di piastra (IfcPlate) a chiudere le zone tamburate, inserite posizionando i punti di controllo sui nodi analitici delle travi.

Il risultato è una modellazione che rispetta i requisiti di geometria definita e posizione effettiva così come definiti dalla Specifica Metodologica e dalle Linee Guida.
Ai tubolari convergenti sono applicate delle cimase per tagliare la geometria dove tra loro si incontrano (all’interno della zona tamburata, non visibile dall’esterno).

 

La modellazione BIM della Vela di Calatrava costituisce una fase molto importante di un progetto più ampio di riqualificazione, recupero funzionale e valorizzazione di questa struttura architettonica incompiuta progettata come complesso sportivo polifunzionale dall’architetto spagnolo Santiago Calatrava.