Mappatura 3D per la copertura lignea del Museo Archeologico Nazionale di Napoli

L’ente

STRESS S.c.ar.l., Sviluppo Tecnologie e Ricerca per l’Edilizia Sismicamente Sicura ed ecoSostenibile, è una società consortile senza fini di lucro nata a Napoli nel 2010, con l’obiettivo di promuovere l’innovazione quale elemento qualificante di una filiera complessa come quella delle costruzioni, attraverso un network eterogeneo di primari istituti di ricerca ed importanti realtà imprenditoriali operanti sul territorio nazionale ed internazionale. Nel 2012 STRESS è stata designata dal MIUR soggetto attuatore del Distretto ad alta tecnologia sulle costruzioni sostenibili, ed è oggi tra i più accreditati riferimenti nel settore dell’innovazione per le costruzioni nel Mezzogiorno. La società opera sulle tematiche della sostenibilità, della sicurezza e della resilienza del costruito storico, delle città del futuro, e delle reti infrastrutturali, dando centralità alle ricadute sui sistemi urbani e sociali, utilizzando un approccio che individua nella qualità della vita e nel benessere dei cittadini, gli indicatori di una gestione positiva delle trasformazioni urbane e dell’utilizzo di risorse naturali. STRESS opera come interlocutore economico del territorio facilitando il processo di sintesi tra gli attori del sistema impresa e ricerca su un settore strategico quale è quello dell’edilizia sostenibile,

che intercetta anche altri ambiti di sviluppo economico, come quello dell’efficienza energetica, della digitalizzazione del settore delle costruzioni e della protezione e valorizzazione dei Beni Culturali.

L’idea in breve

Il progetto ‘Historic Building Information Modeling del sistema di coperture lignee settecentesche del Gran Salone della Meridiana’ nasce dall’esigenza di fornire una mappatura completa dello stato di conservazione della struttura di copertura lignea del Gran Salone della Meridiana del Museo Archeologico Nazionale di Napoli (MANN) per la programmazione e progettazione dei futuri interventi di restauro.

La mappatura digitale 3D

La copertura del Salone, realizzata dall’arch. Medrano nel 1735, è uno dei pochi esempi di struttura lignea di copertura a schema palladiano che si è conservata nelle sue forme originarie e da cui si possono rilevare alcune informazioni tecniche di notevole interesse. Il sistema, infatti, si inserisce nel solco di quelle particolari soluzioni strutturali ideate per separare la funzione di copertura dell’edificio da quella di sostegno delle volte incannucciate che custodiscono gli splendidi affreschi del Salone. Attraverso l’utilizzo di metodologie integrate, si è realizzato, un modello HBIM, (Historic Building Information Modeling), per la mappatura dello stato di conservazione, la gestione dei dati e il supporto alle attività di manutenzione e valorizzazione del bene. Le potenzialità della tecnologia BIM hanno permesso di correlare l’imponente mole di dati, provenienti dalle indagini diagnostiche e dalle analisi visive, ai modelli, reality based, ottenuti dal processamento delle acquisizioni effettuate con tecnologia Laser scanner 3D.

Grazie a queste tecnologie si è potuto fornire al Museo un valido strumento di consultazione e indagine da utilizzare per successivi lavori di manutenzione.

Step e strumenti di lavoro

Il progetto, oltre a rappresentare un unicum sotto l’aspetto storico-artistico, per datazione e complessità, si presenta oggi caratterizzato da fenomeni di dissesto e danneggiamento, che hanno alterato l’aspetto e il comportamento strutturale. Da qui, l’esigenza di rappresentare le strutture lignee attraverso modelli fedeli, basati sulla realtà, da “tradurre” in ambiente BIM, mediante l’utilizzo di più software, per la codifica, il set dei parametri, l’esportazione verso formati aperti e l’archiviazione condivisa. Si è proceduto, dapprima, con lo studio, sia documentale che visivo, della struttura di copertura, nel solco delle “Linee guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale” del MIBACT e della norma UNI 11119: 2004 “Beni culturali. Manufatti lignei. Strutture portanti degli edifici. Ispezione in situ per la diagnosi degli elementi in opera”, che ha inteso restituirne una descrizione completa in termini di consistenza materica, di comportamento strutturale, mappatura dei dissesti e dei danneggiamenti.

Questa fase è stata accompagnata da un minuzioso rilievo geometrico delle strutture effettuato attraverso tecnologia Laser Scanner 3D; sono state acquisite ed elaborate all’incirca 200 scansioni a fronte dei 33 sistemi di capriata a schema palladiano. Con l’ausilio di tools dedicati e software per la modellazione avanzata NURBS, è stato possibile ricostruire fedelmente tutti gli elementi lignei, costituenti le capriate. Successivamente, sfruttando alcuni script del software di modellazione computazionale (Dynamo), è stato possibile settare e organizzare l’imponente numero di parametri condivisi e informazioni raccolte.

Questo lavoro preliminare ha consentito anche la corretta “traduzione”, cioè la mappatura dei modelli, per il trasferimento e la manipolazione degli stessi.

Infine, attraverso il formato “aperto” IFC, si consentirà al personale tecnico del Museo l’accesso semplificato e gratuito al modello tridimensionale. Inoltre si fornirà un database semplificato, su foglio elettronico, quale strumento di aggiornamento, verifica e implementazione dei dati, che fungerà da link per l’aggiornamento costante dei modelli informativi nel software proprietario.

Benefici

Le informazioni ottenute da questo lavoro sono il perno attorno al quale ruotano le scelte, le configurazioni, le simulazioni e le verifiche per le attività di pianificazione, progettazione, gestione e manutenzione dell’opera da parte del Museo. Si fa largo, oggi, una nuova strada: sfruttare le potenzialità di queste tecnologie per supportare la progettazione degli interventi di riqualificazione e recupero, nonché la gestione, di opere esistenti. Non vi è dubbio che, l’uso di modelli 3D, soprattutto se altamente informativi, è una grande opportunità nel processo di conoscenza di opere esistenti.

La metodologia sviluppata, inoltre, è trasferibile come strumento di gestione per la conservazione di altri beni di pregio storico-architettonico. Il mercato è principalmente legato ai servizi di ingegneria legati al restauro e può rappresentare una valida miglioria da proporre alle stazioni appaltanti con particolare riferimento alle operazioni di monitoraggio e facility management da parte del gestore dell’opera.

Le attività descritte sono state svolte da STRESS, in sinergia con i suoi soci Tecno IN S.p.A. e Dipartimento di Strutture per l’Ingegneria e l’Architettura dell’Università di Napoli Federico II, nell'ambito di un accordo di collaborazione scientifica con il Museo Archeologico nazionale di Napoli (MANN), avente per oggetto la definizione e l'attuazione di attività di dimostrazione del progetto di ricerca METRICS (PON R&C 2007-2013), di cui il Distretto STRESS è unico soggetto attuatore.

STRESS, con il medesimo progetto, è risultato vincitore del BIM&DIGITAl AWARD 2017 nella categoria “Interventi di restauro e valorizzazione del patrimonio”.