HBIM Colosseo: custodire e analizzare il passato con gli strumenti del futuro

Esistono progetti dal valore culturale inestimabile, in cui si percepisce fin da subito che il risultato finale andrà ben oltre la soluzione di aspetti tecnici e che si avrà l’occasione di contribuire alla definizione di nuovi approcci metodologici capaci di ispirare, innovare e lasciare un segno duraturo.  

Il progetto di digitalizzazione del #Colosseo, fortemente voluto dal @Parco Archeologico del Colosseo e sostenuto dal @MIC, rientra a pieno titolo nella definizione di progetto dall’inestimabile valore culturale.

Sfidante e coinvolgente al tempo stesso, il progetto ha permesso di evidenziare la complessità caratterizzante la manutenzione, conservazione e valorizzazione di imponenti monumenti storici e più in generale del patrimonio storico culturale in essi conservato, contribuendo in modo significativo al dibattito sul tema della conservazione preventiva e programmata del patrimonio esistente e all’auspicabile definizione di un piano strategico generale sul tema. 

Il progetto di digitalizzazione è stato sviluppato attraverso tecniche integrate di rilievo 3D e modellazione HBIM (Heritage Building Information Modelling), di fatto creando il primo database geometrico-morfologico completo del monumento. Lo staff del Colosseo (Responsabile unico del Progetto Dott.ssa Federica Rinaldi e Direttore dell’esecuzione Architetto Barbara Nazzaro) e le imprese vincitrici dell’appalto di servizi, CONSORZIO FUTURO in RICERCA CFR (mandataria), GEOGRA’ Srl, ETS Srl e JANUS Srl, hanno prodotto in due anni di intenso lavoro, un risultato di straordinaria importanza per la tutela del monumento e per le numerose attività di studio e ricerca ormai imprescindibili per gli interventi di manutenzione, restauro e valorizzazione, analisi strutturale e di vulnerabilità sismica.

La metodologia sviluppata permette a ricercatori e professionisti nei campi dell’archeologia, architettura, storia, restauro, ingegneria, chimica e fisica di interrogare, estrarre, implementare e condividere informazioni sui valori tangibili e intangibili del monumento, facendo riferimento al primo database geomorfologico dell’intera struttura. La procedura adotta protocolli scan-to-HBIM per l’aggiornamento continuo dei modelli 2D e 3D, consentendo analisi e letture multiscala basate su oltre 120 categorie informative. Il risultato è un sistema complesso di documentazione digitale, concepito per integrare dati esistenti e nuovi, modelli 2D/3D e informazioni eterogenee. Questo sistema definisce inoltre criteri per l’implementazione e l’interoperabilità all’interno di ACDat, con l’obiettivo di supportare la gestione del ciclo di vita del patrimonio culturale.

Il progetto rappresenta un approccio integrato e multidisciplinare alla documentazione e alla modellazione digitale del patrimonio architettonico, un metodo che combina tecnologie avanzate e competenze specialistiche per supportare la conoscenza, la conservazione e la gestione sostenibile dei beni culturali complessi.

Il rilievo digitale tridimensionale è stato condotto attraverso l’integrazione di diverse tecnologie, tra cui laser scanner 3D terrestre, rilievo topografico e acquisizione GPS. Questo ha consentito la generazione di un modello unico e coerente che include dati geografici, metrici, geometrici e cromatici, rappresentando con grande accuratezza i caratteri morfologici e strutturali dell’intero monumento. A questa acquisizione si affianca un approfondito rilievo fotogrammetrico eseguito tramite immagini catturate da terra e da drone. Il risultato è una nuvola di punti georeferenziata, registrata nello stesso sistema di coordinate della nuvola laser scanner. Questo passaggio è fondamentale per rappresentare i caratteri materici del manufatto e per generare modelli mesh e ortofoto ad alta risoluzione. Dalla nuvola di punti tridimensionale e tematizzata in base a parametri fondamentali quali i materiali costitutivi, le tecniche costruttive, i fenomeni di degrado, il quadro fessurativo e le unità stratigrafiche, si ottengono rappresentazioni architettoniche bidimensionali, come piante, prospetti e sezioni in scala 1:50. La mappatura tematica permette una lettura approfondita del manufatto, capace di restituire, con rigore scientifico, le informazioni necessarie per la comprensione e la progettazione degli interventi conservativi. 

Un ulteriore contributo essenziale è offerto dall’analisi archeologica stratigrafica. Attraverso l’individuazione e la documentazione delle unità stratigrafiche antiche e di restauro, viene implementata nei modelli una lettura storica puntuale del monumento. Le unità stratigrafiche vengono rappresentate sugli elaborati bidimensionali con simbologie dedicate che esprimono i rapporti stratigrafici – come tagli, appoggi e sostituzioni – e che distinguono le diverse fasi storiche, comprese quelle relative ai restauri pre e post-unitari.

A livello tematico, è stata effettuata la segmentazione della nuvola di punti 3D per restituire la distribuzione spaziale di materiali, tecniche costruttive, forme di degrado e quadri fessurativi. Questo lavoro si è basato su procedure sia manuali sia semi-automatiche ed ha prodotto una rappresentazione tridimensionale interrogabile, capace di isolare e analizzare ciascuna categoria di dati per finalità conservative e progettuali.

L’approccio adottato prevede inoltre l’arricchimento informativo dei modelli mediante la storia costruttiva e conservativa del monumento. Ogni componente del modello HBIM viene collegato a dataset che raccontano l’evoluzione dell’edificio attraverso le sue quattro principali fasi storiche, offrendo un quadro interpretativo che integra dati archeologici, costruttivi e conservativi. In parallelo, è stato effettuato un rilievo approfondito delle lesioni e deformazioni strutturali, combinando analisi autoptiche, verifiche fotografiche e rilievi tecnici. Il risultato è una mappatura tridimensionale parametrizzata dei dissesti, utile per il monitoraggio strutturale e per la valutazione della vulnerabilità sismica.

Cuore del sistema è la costruzione del modello HBIM, sviluppato a partire dai dati geometrici acquisiti con il rilievo integrato e dal riconoscimento degli elementi architettonici e dei materiali. Sono stati elaborati nove modelli geometrici-informativi e un modello di coordinamento, tutti conformi alle direttive BIM previste per gli appalti pubblici e finalizzati alla manutenzione, al restauro, alla conservazione e allo studio del monumento.

Il modello viene ulteriormente arricchito mediante l’integrazione di otto dataset tematici codificati secondo standard interoperabili, relativi a materiali, degrado, impianti, fasi storiche e quadro fessurativo. Queste informazioni, associate direttamente alle entità geometriche, sono consultabili in ambiente digitale e costituiscono una base informativa solida per il supporto alle decisioni progettuali.

A completamento del lavoro, anche gli impianti moderni – elettrici, meccanici, di sicurezza – sono stati modellati in ambiente BIM. Questa modellazione (MEP) comprende le reti tecniche e gli interventi accessori rilevati in situ, ed è strettamente integrata con le strutture storiche per garantire una gestione sicura, funzionale e coerente del monumento.

In conclusione, questo approccio rappresenta un paradigma avanzato nella digitalizzazione del patrimonio culturale, capace di coniugare rilievo, conoscenza, diagnosi e gestione in un’unica piattaforma interoperabile e aggiornata. Una metodologia che guarda al futuro della conservazione, basata su dati oggettivi, modellazione intelligente e collaborazione tra saperi, al servizio di una tutela attiva e consapevole. I processi di documentazione e modellazione digitale del patrimonio architettonico, rappresentano una frontiera in cui tecnologia e cultura si incontrano per garantire la conoscenza e la conservazione del nostro passato.

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