Silvana Bruno, Politecnico di Bari: il BIM per la rivoluzione 4.0

L’ingegner Silvana Bruno è PhD al Politecnico di Bari. Ha condotto attività di ricerca sul BIM nell’ambito del dottorato di ricerca nel Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale, del Territorio, Edile e di Chimica del Politecnico di Bari e nella Faculty of Environment and Technology dell’Università del West England, Bristol per lo sviluppo e implementazione dell’approccio Historic Building Information Modelling and Management per il recupero del costruito, mirando alla automatizzazione della diagnosi. La abbiamo intervistata per conoscere il suo punto di vista accademico e professionale sul Building Information Modeling applicato ai progetti di recupero architettonico-monumentali.

Come si è sviluppato questo progetto di ricerca?
La conduzione degli obiettivi fissati ha beneficiato del supporto delle expertise dei docenti-tutor nell’individuazione delle criticità che si insidiano nel processo di recupero e nella definizione di approcci per limitarne gli effetti. Il Prof. Fabio Fatiguso ha messo in campo competenze in merito alle tecniche di indagini diagnostiche e recupero del costruito, mentre il Prof. Guido Raffaele Dell’Osso relativamente a Project Management, sostenibilità e BIM ed, infine, il Prof. Lamine Mahdjoubi le risorse nello sviluppo di Information Technologies per l’upgrading di metodi e strumenti BIM.

Da quanto tempo si occupa di BIM?
Risale al 2011 la lezione tenuta dal Prof. Guido Raffaele Dell’Osso al Politecnico di Bari, che illustrava le potenzialità dell’approccio nel settore delle costruzioni. L’ulteriore interesse di approfondirne e testarne le implicazioni nel progetto e nella gestione del patrimonio esistente si è manifestato a risultanza del laboratorio progettuale organizzato dal Prof. Joaquin Diaz della Technische Hochschule Mittelhessen, Gießen (Germania), nell’ambito del Master in European Construction Engineering, frequentato nel 2014-2015. A ciò fa seguito un periodo di ricerca nell’istituto tedesco, conclusosi con la pubblicazione della tesi riguardante l’utilizzo del BIM nel Facility Management e la proposta di estensione del formato open source IFC2x3 e del relativo dizionario di attributi nella manutenzione dei sistemi tecnologici (valido per Italia, Spagna e Germania). Nel 2015 inizia il ciclo di dottorato. Il programma di ricerca ha previsto un periodo semestrale di collaborazione al progetto “HBIM portal” con il prof. Lamine Mahdjoubi, alla UWE di Bristol, al fine di formalizzare una metodologia che fosse applicabile a livello nazionale ed internazionale. I casi di studio della ricerca di dottorato sono stati selezionati in modo tale da testare ed elaborare differenti strumenti di valutazione dei dati diagnostici. Da un lato, l’approccio HBIM è stato adoperato per identificare le cause di dissesto strutturale in edifici in muratura. Dall’altro, lo sviluppo di una piattaforma di collaborazione cloud-based ha permesso di monitorare le condizioni ambientali in uso degli edifici esistenti, anche a seguito di interventi di retrofitting energetico, rispondendo ad esigenze contingenti del patrimonio britannico. I risultati della ricerca sono stati poi diffusi attraverso pubblicazioni scientifiche a livello nazionale ed internazionale, nonchè durante la Prima Conferenza Internazionale “Heritage BIM” tenutasi in settembre 2018 a Bath, UK, con la partecipazione di differenti categorie di attori del processo di recupero e restauro.

Come si sta sviluppando la sua ricerca in ambito del recupero dell’edificio?
La capacità computazionale dell’approccio BIM porta l’attenzione alle possibilità di supportare le decisioni durante le fasi di diagnosi delle condizioni prestazionali e di scelta degli interventi. È stata formulata la proposta metodologica del Diagnosis-Aided Historic Building Information Modelling and Management. L’approccio prevede scambi informativi basati su file ed anche l’implementazione di metodi e strumenti in cui i dati diventano i vettori di conoscenza sia attraverso l’uso di tools customizzati, integrati nella piattaforma BIM, sia all’interno di un ambiente comune di condivisione in cloud, allo scopo di potenziare l’interoperabilità. Inoltre, perché l’utilizzo dell’HBIM divenga consapevole ed efficace, si ritiene fondamentale partire da questi risultati per la stesura e l’approvazione, a livello nazionale, di una linea guida, sulla scorta delle pubblicazioni quali le linee guida redatte da BuildingSmart Spagna e da Historic England.

Quali sono i vantaggi nell’utilizzo del BIM anche per il patrimonio storico?
Le capacità computazionali intrinseche nella struttura teorica ed operativa del BIM concedono agevolmente potenziali soluzioni alla frammentazione della documentazione e, pertanto, della conoscenza, quale causa delle difficoltà nel collazionare ed analizzare le informazioni e i dati per la caratterizzazione materico-costruttiva e l’identificazione delle cause di degrado e dissesto che possono interessare l’edificato storico. Pertanto, il vantaggio nell’utilizzo del BIM per il patrimonio storico sta proprio nella capacità di correlazione di molteplici dati ed informazioni in differenti formati con la rappresentazione geometrica tridimensionale del manufatto. Quest’ultima è il risultato del reverse engineering e della conversione delle nuvole di punti, acquisite via laser scanner o fotogrammetria, in oggetti parametrici. Nonostante le difficoltà che talvolta si affrontano nella modellazione geometrica degli edifici storici dalle morfologie complesse – legate alla impossibilità di standardizzazione della rappresentazione BIM-oriented, e che si risolvono selezionando il livello di accuratezza in ragione della scala di rappresentazione – l’approccio BIM può supportare l’individuazione delle cause di degrado e dissesto e degli interventi coerenti di recupero, obiettivi attuabili attraverso l’analisi del modello e degli attributi elaborati da algoritmi implementabili con programmazione visuale nei software di authoring o attraverso script.

Quali sono i passaggi da affrontare in un progetto di HBIM?
Lo step iniziale è l’organizzazione del gruppo di lavoro, definendo responsabilità e ruoli, modelli di scambio, requisiti informativi e relativa strutturazione, per raggiungere il livello di dettaglio grafico e informativo compatibile con gli usi del modello “as-built”/as-damaged”. Tali specificazioni vengono riportate dalla committenza nel Capitolato Informativo (l’Employer’s Information Requirements) ed esplicitate dall’affidatario prima nell’offerta e, successivamente, nel piano per la Gestione Informativa (ovvero le due fasi del BIM Execution Plan britannico). Sulla base delle risultanze delle ricerche archivistiche e studi bibliografici preliminari, viene pianificato il set di ulteriori indagini strumentali per il rilievo geometrico, la caratterizzazione materico-costruttiva ed il rilievo del degrado. I dati acquisiti mediante tecniche di rilievo quali, ad esempio, laser scanner e fotogrammetria, vengono elaborati per la generazione delle nuvole di punti e delle mesh. La nuvola di punti e le mesh post-elaborate rappresentano il dato adoperato per la conversione in oggetti parametrici BIM dei componenti architettonici dell’edificio storico attraverso procedure manuali o automatiche, raggiungendo il livello di dettaglio grafico prefissato, in funzione del Livello di Accuratezza (LOA) e direttamente legato alla selezionata scala di rappresentazione. Fondamentale passaggio è l’arricchimento semantico del modello, ovverosia l’imputazione di attributi atti alla descrizione del singolo componente edilizio, che necessariamente devono riflettersi sulle informazioni relative alle stratificazioni susseguitesi nel tempo, come dedotte dallo studio dei documenti archivistici e dall’analisi in situ. Tale step di modellazione informativa presuppone l’organizzazione dei dati e il rispetto del Livello di Sviluppo inizialmente definito in termini di requisiti informativi. Si parte dal modello in accordo con il LOD F che rappresenta lo “as-built” o “as-damaged” rilevato,  includendo forme di degrado presenti, e la programmazione degli interventi per aggiornarlo a LOD G. Il modello tridimensionale, convertito in formato interoperabile IFC, potrebbe essere adoperato in software deputati alle analisi strutturali o energetica, prestando attenzione che il livello di dettaglio grafico sia compatibile con i requisiti geometrici e computazionali richiesti dai software. L’utilizzo degli strumenti BIM permette di poter spingere la ricerca e l’attività professionale nel settore del recupero e del restauro verso l’analisi automatizzata dei dati contenuti nel modello per supportare le decisioni sia in fase di diagnosi che di decisione degli interventi. Inoltre, la prospettiva di convertire i flussi di informazioni dallo scambio di file a scambio di dati ben si combina con l’evoluzione delle tecniche di creazione di piattaforme in cloud, in cui il modello è connesso all’edificio perché strumentato attraverso l’applicazione di sensori. Questo allo scopo di perseguire una maggiore interoperabilità e, dunque, efficace condivisione della conoscenza, aspetti necessari perché venga garantito un maggiore controllo di qualità del progetto di recupero e restauro.

Quali sono secondo lei le prospettive future del BIM in Italia?
Nell’anno in cui il BIM è divenuto obbligatorio, il cambio di paradigma sembra essere sempre più efficacemente perseguibile grazie all’interesse, profuso negli ultimi anni, di professionisti, ricercatori, case software e legislatori. Perché questa rivoluzione 4.0 divenga stabile e affidabile, dopo il periodo di transizione imposto dal Decreto BIM, è indispensabile la cooperazione di tutte le figure che potenzialmente rientrano nel processo. Sulla scorta del lavoro preparatorio di formazione e legislazione, è il momento in cui i committenti, sia stazioni appaltanti che privati, acquisiscano competenza e consapevolezza nella gestione delle commesse BIM, anche improntando un piano di conversione controllata attraverso la programmazione di una roadmap di obiettivi graduali per raggiungere la completa evoluzione. La formazione della committenza deve essere rivolta alla formulazione del contratto di appalto e, dunque, del Capitolato Informativo, indicando in maniera adeguata i requisiti informativi e le responsabilità, tenendo a mente le peculiarità dell’oggetto dell’appalto stesso. Con l’obiettivo che l’utilizzo dell’approccio BIM sia efficace anche durante l’esecuzione e, successivamente alla consegna dell’edificio, per le attività manutentive. E per questo c’è bisogno di formare non soltanto i futuri tecnici, ma soprattutto il personale degli uffici tecnici delle PA, il quale si trova solitamente ad affidare appalti pubblici di servizi di progettazione e lavori per cui il BIM è obbligatorio (opere di importo pari o superiore a 100 milioni).

 

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Giornalista professionista della redazione di BIMportale, dopo i primi anni a rincorrere notizie di cronaca e attualità ha deciso di fermarsi per seguire più da vicino il mondo dell’architettura e del design. Collabora con diverse testate di questo settore alla ricerca di progetti e realtà da raccontare e descrivere con una particolare attenzione alle idee più innovative approfondendo anche tematiche legante al rispetto dell’ambiente e alle fonti rinnovabili.