AS-BUILT e DIGITAL SURVEY
In questo articolo parliamo di una delle attività fondamentali da eseguire fin dall’inizio della fase progettuale basata sulla metodologia BIM: la realizzazione di un modello digitale tridimensionale che rappresenti le opere edili e i relativi servizi oggetto della progettazione.
Le motivazioni che portano ad elaborare un modello digitale sono molteplici e, a seconda dell’obiettivo, è necessario individuare i software idonei e la tipologia di rappresentazione adatta. Indipendentemente dalla rappresentazione scelta, viene sempre utilizzato uno specifico software di progettazione in grado di creare oggetti parametrici (vedi anche il nostro precedente articolo BIM e Digital Twin) idonei sviluppare il modello 3D e i grafici 2D relativi all’opera oggetto della progettazione. Il passo successivo è quello di sviluppare questo modello digitale durante le fasi di costruzione e successivamente di manutenzione per ottenere un Digital Twin, ovvero una rappresentazione digitale dinamica dell'opera.
Se l’utilizzo dei modelli BIM per scopi di pianificazione e di progettazione ha raggiunto una buona diffusione, cosa succede durante la fase di costruzione?
Stiamo sviluppando il modello digitale liberandoci finalmente dai fogli di calcolo e dai PDF? Stiamo iniziando a gestire e trasformare il nostro lavoro e il settore stesso attraverso l’utilizzo dei dati che ci sono messi a disposizione dall’utilizzo delle nuove tecnologie?
Ormai esiste un ecosistema in rapida espansione di strumenti e tecnologie che aiutano a implementare questo potenziale. Ogni mese vengono annunciate nuove start-up che utilizzano AI, Machine Learning, Robotica, VR/AR e altre tecnologie all'avanguardia per cambiare i metodi e i modelli di business tradizionali.
In questo contesto si inserisce il Digital Survey. Il rilievo e il costante aggiornamento dei dati raccolti durante la costruzione segna il passaggio dal modello BIM al Digital Twin. L’attività di rilievo sul campo permette di sfruttare i dati ottenuti con le nuove tecnologie per sviluppare costantemente il modello 3D e i grafici 2D relativi all’edificio considerato.
Che cos’è il Digital Survey
Il Digital Survey consiste nel rilievo costante dello stato costruito, effettuato attraverso la verifica geometrica e tramite l’aggiornamento dei dati rilevati sia nel corso della realizzazione che al termine dei lavori. Lo scopo è quello di ottenere l’elaborazione digitale necessaria alla rappresentazione finale dell’edificio. Nel momento in cui viene terminato l’aggiornamento della rappresentazione grafica si passa all’elaborazione del modello As-Built, che una volta completato con i dati, sarà trasmesso al committente pronto per la fase di manutenzione.
Dal Digital Twin ottenuto, è possibile ricavare il preciso posizionamento di tutti i componenti strutturali, meccanici, idraulici ed elettrici in modo tale interrogare gli elementi per ottenere tutte le informazioni utili alla gestione dell’edificio ponendo le basi per ogni operazione futura.
Un’altra importante applicazione di questa attività consiste nella verifica della corrispondenza tra il progetto e il costruito. In fase di realizzazione di un’opera, il modello As-Built è costantemente e frequentemente aggiornato con il proseguire dei lavori, minimizzando il rischio di errori e imprevisti.
Le metodologie
Per realizzare un modello 3D As-Built si possono seguire due strade differenti. La prima strategia consiste nell’aggiornare il modello BIM del progetto, integrandolo con tutti gli elementi costruiti concretamente. La seconda modalità prevede la realizzazione del modello partendo dalla raccolta dei dati relativi alla geometria del costruito attraverso adeguate strumentazioni di rilievo.
Le tecnologie digitali a disposizione idonee al Digital Survey sono molteplici, così come gli strumenti a disposizione: si può partire dal Laser Scanner 3D per passare al Drone, alla Macchina fotografica 360, al Tablet/Smartphone e infine ai futuristici Hololens o Smart Glasses come ad esempio i Magic Leap.
Tale strumentazione si può raggruppare in 2 grandi categorie basate sull’attività che svolgono: il rilievo geometrico e la verifica sul realizzato con interrogazione del modello. Della prima categoria fanno parte il Laser Scanner 3D, il Drone e la Macchina fotografica 360, mentre alla seconda categoria appartengono Hololens o Smart Glasses. Gli strumenti che possono appartenere a tutte e due le categorie sono i Tablet e gli Smartphone.
Sicuramente il Laser Scanner 3D è uno degli strumenti più all’avanguardia per realizzare e/o verificare un modello As-Built. Lo strumento è in grado di misurare il costruito in modo semplice, rapido e preciso. Questa apparecchiatura scansiona lo spazio attraverso un laser creando una nuvola digitale di punti che poi viene utilizzata come base per verificare ciò che è stato modellato in fase progettuale o per creare il modello digitale del realizzato. Esistono 2 tipologie di scanner 3D: mobile e stazionario. Lo scanner mobile si distingue da quello stazionario soprattutto per quanto riguarda la sua facilità d'uso e velocità. Registra distanze fino a 100 m con una precisione di 1.0/0.5 cm in tempi relativamente brevi. Lo scanner stazionario, invece, deve essere impostato e calibrato a intervalli regolari e quindi richiede più tempo per essere utilizzato, ma è molto più accurato; infatti, con questo strumento è possibile ottenere una precisione fino a 0.1 cm. In combinazione con il drone si possono agevolmente rilevare interi edifici nella loro completezza andando a rilevare anche le parti non facilmente raggiungibili con il Laser Scanner.
Il rilievo 3D consente una migliore precisione dimensionale e una maggiore densità di informazioni riducendo la possibilità di commettere errori e danno la possibilità di rilevare anche edifici molto grandi o con molti dettagli (come per esempio nell’edilizia storica), difficilmente elaborabili attraverso metodi diretti.
Rilievo con laser Scanner e ricostruzione del modello digitale di un complesso ATER a Trieste
A supporto del rilievo geometrico può essere utilizzata la ripresa di immagini panoramiche 360° che, opportunamente assemblate, consente la creazione di un percorso immersivo. I tour virtuali così ottenuti possono essere facilmente accessibili sul cloud tramite piattaforme dedicate e sono attualmente la miglior soluzione per rappresentare lo stato dei luoghi in modo semplice e coinvolgente. Infine, con l’ausilio delle piattaforme dedicate (ad esempio Matterport, vedi immagini di seguito) è possibile prendere misure, fare Mark informativi ed esportare nuvole di punti o planimetrie.
Immagini tratte dal sito Matterport
L’applicazione più efficace del Digital Survey riguarda l’attività di verifica della corrispondenza tra modello e realizzato.
Mediante la funzione di Realtà Aumentata (AR), viene restituita su tablet/smartphone o su Hololens una dimensione ibrida tra mondo fisico e mondo digitale, creando una sovrapposizione visiva tra gli oggetti reali, inquadrati, e gli ologrammi degli oggetti che ancora non sono stati realizzati. Questa attività sta consentendo per esempio di supportare la direzione lavori nella verifica della correttezza delle installazioni in cantiere.
Applicazione della Realtà Aumentata tramite Smartphone e app Dalux
Grazie a questa tecnologia, l’individuazione delle problematiche avviene in anticipo e consentendo di ragionare sulle possibili soluzioni di eventuali problematiche insorte. A seguito dei rilievi vengono redatti Report di Verifica dedicati, che consentono di assegnare le attività di risoluzione delle problematiche rilevate. Questa modalità operativa permette di tener traccia delle soluzioni adottate in fase di costruzione facilitando la produzione finale di un modello As-Built fedele alla realtà che potrà essere utilizzato in fase di Operation&Maintenance.
Un'altra utilità della AR da utilizzare sia durante la fase di costruzione sia durante la fase di manutenzione è la possibilità di accedere ai dati che sono stati collegati alla copia digitale degli oggetti presenti nel modello Digital Twin. Questa attività permetterebbe di utilizzare tutta la documentazione raccolta durante tutte le fasi e ottenere le informazioni utili in base allo necessità. Allo stesso tempo è possibile aggiornare i dati contenuti negli oggetti digitali con quelli rilevati in campo. Questa bi-direzionalità garantirebbe un aggiornamento costante delle informazioni mantenendo sempre attivo il modello Digital Twin soprattutto durante la fase di utilizzo dell’edificio.
Rilievi dei tecnici sul campo
Thanks to: Umberto Beneventano.
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