L'obiettivo principale del dimostratore è quello di indagare la possibilità di trasformare un accurato modello BIM, rappresentante un edificio storico e ottenuto mediante rilievo laser scanner, in un modello 3D ad elementi finiti, capace di sfruttare tutte le informazioni geometriche raccolte e razionalizzate durante tutto il processo.

A tale scopo, il caso studio scelto è stato Castel Masegra, fortezza che domina la città di Sondrio, sorta nel XI secolo, ma ampliata e modificata numerose volte nel corso dei secoli. L'approccio tradizionale delle analisi strutturali prevede la creazione di un modello apposito, più o meno semplificato, utile solo a tale scopo. Con l'avvento della tecnologia BIM, tale processo sta iniziando a cambiare, almeno per quanto riguarda le nuove costruzioni. Infatti, grazie al crescente livello di interoperabilità BIM, il medesimo modello creato dai progettisti può essere utilizzato per molti fini, scambiando informazioni tra le diverse figure coinvolte in un progetto. In particolare, per quanto riguarda l'ambito strutturale, esistono specifici pacchetti BIM che consentono di svolgere un'analisi agli elementi finiti; tuttavia questi ultimi sono in grado di gestire solo geometrie semplici e regolari. Per quanto riguarda invece gli edifici esistenti, e in particolare quelli storici, questa strada non è percorribile per diverse ragioni, una delle quali è la complessità della geometria reale rispetto a quella teorica tipica della fase di progetto. Per cercare di superare queste limitazioni, tutte le fasi necessarie alla trasformazione di una nuvola di punti in un modello BIM dettagliato, sono state affrontate, tenendo sempre in considerazione l'obiettivo finale. La trasformazione di un modello architettonico 3D in un modello ad elementi finiti attraverso la procedura di meshatura, può sembrare un'operazione semplice, ma, in realtà, devono essere presi molti piccoli accorgimenti, per nulla banali, al fine di ottenere una mesh regolare e congruente. Per questo motivo risulta importante che, già dalle prime fasi modellative, l'operatore non si curi solo dell'estetica e della perfezione delle forme, ma sia conscio dei requisiti necessari per un modello strutturale: per questo motivo è fondamentale che abbia anche delle basi in quest'ambito. In ogni caso, verrà provato che una drastica riduzione della qualità del modello non è necessaria. Ciò che risulta fondamentale invece è una razionalizzazione delle forme da includere nel modello, distinguendo le irregolarità e le complessità che possono influenzare il comportamento strutturale di un elemento, come ad esempio volte o muri irregolari, da quelle piccole irregolarità legate solo alla tessitura muraria o allo strato superficiale di intonaco.

	a
Analisi strutturali e modellazione delle volte

 Questo lavoro, iniziato dalle primissime fasi del rilievo laser, è stato completato seguendo anche le indagini diagnostiche svolte sul castello e la sua analisi storica, la quale risulta fondamentale per comprendere appieno la struttura. Considerando infatti le numerose modifiche e i rimaneggiamenti che il castello ha subito durante i secoli, si è implementata un’analisi per fasi costruttive, in modo da seguire la storia degli stati tensionali; anche l’assegnazione delle diverse proprietà dei materiali determinate dalle analisi diagnostiche si è basata sulla suddivisione nelle diverse epoche di costruzione. Infine, l’affidabilità del modello è stata testata confrontando i risultati ottenuti in termini di sforzi con gli stati tensionali misurati in situ. In tal senso, la profonda interdisciplinarietà di questo lavoro va sottolineata: oltre allo scopo finale di includere geometrie complesse dal BIM in un modello ad elementi finiti, sono stati esaminati e considerati tutti gli aspetti necessari ad una migliore comprensione dell'edificio e all'ottenimento di un modello strutturale affidabile. I risultati ottenuti dimostrano come la conversione del modello parametrico e la sua razionalizzazione a fini strutturali siano obiettivi non banali ma assolutamente realizzabili.

Viste del Castello