Modello BIM

Partendo dalle misure laser scanning e fotogrammetriche, è stato possibile ricavare una serie di elaborati bidimensionali a supporto anche della modellazione BIM. Piante, prospetti e sezioni sono state ricavate in modalità manuale mediante digitalizzazione di opportune sezioni delle nuvole di punti. L’estrazione preliminare di slice di spessore limitato (normalmente 1 cm) ha consentito la riduzione del problema da un sistema di riferimento tridimensionale ad uno bidimensionale, comunque orientato nello spazio secondo parametri noti. Data la mole di dati rilevati (circa 8x109 punti) è stato necessario sviluppare anche tecniche di processamento ottimizzato in grado di ridurre il costo computazionale degli algoritmi di pre-processamento, tra cui il filtraggio dei valori anomali. La compensazione rigorosa dei blocchi di immagini digitali e la conseguente ricostruzione di modelli densi in formato mesh o DEM, è risultata un valido supporto per la generazione di ortofoto e true-ortofoto della volta ad ombrello e delle mura del castello esposte a Nord. L’uso di proiezioni gnomoniche ha anche consentito la produzione di elaborati digitali mediante l’incremento sintetico della risoluzione del sensore e l’uso di lunghe focali con teleobbiettivo da 180 mm calibrato.

La modellazione Building Information Modeling (BIM) è stata condotta considerando la complessità degli oggetti rilevati. Le numerose irregolarità geometriche sono oggigiorno difficilmente rappresentabili in modalità parametrica, anche con i più sofisticati software disponibili nel mercato commerciale. Nel caso di modellazione BIM, si evidenziano numerose difficoltà nella rappresentazione di oggetti non regolari. Gli oggetti complessi sono dunque stati modellizzati con l’implementazione di curve e superfici tridimensionali di tipo NURBS di secondo grado, con vettori knots di 33 x 33 elementi. La ricostruzione è stata inoltre vincolata agli elaborati bidimensionali realizzati in ambiente CAD, oltre che alla nuvola di punti o a sue porzioni al fine di seguire le irregolarità geometriche. La superficie risultante viene generata a partire dell’interpolazione di un graticcio di curve (sezioni nello spazio 3D da nuvola di punti, in formato curva NURBS di secondo grado e vettore knot non uniforme) e viene poi parametrizzata in modalità BIM stabilendo le quantità di interesse. Il modello 3D della superficie viene dunque esteso verso un oggetto parametrizzabile, con intelligenza funzionale e con un database associato, ove è possibile riportare diversi tipi di informazione. Il modello viene quindi esportato in formato interoperabile, consentendo la gestione in software Revit. Nel presente lavoro sono state anche riportate le soglie cronologiche costruttive del castello, evidenziando nel database laddove i valori sono ipotizzati o noti da letteratura.
Il BIM è stato poi convertito in un modello FEM, mediante cui è stata condotta una simulazione elastica dell’ala sud del castello, incorporando la complessità geometrica del sito, i carichi da peso proprio e con carico accidentale dovuto all’eventuale presenza di turisti, le condizioni al contorno (anche come terreno alla Winkler) e le proprietà dei materiali.