Le attività di ricerca, progettazione e valorizzazione condotte su Castel Masegra, si collocano all’interno delle azioni previste nel “Distretto Culturale della Valtellina”, un piano di interventi pluriennale avviato nel luglio del 2011, e nel successivo progetto Interreg “La Conservazione Programmata nello spazio comune Retico. Progetto CPRE“.

Il progetto dei Distretti Culturali di Fondazione Cariplo ha mirato a innescare un processo di crescita economica e sociale della Valtellina, attraverso la valorizzazione del suo patrimonio artistico e culturale, a partire da un approccio strategico improntato al coinvolgimento di attori pubblici e privati locali.

Tra le principali sfide poste dal progetto vi era l’investimento sul capitale umano, l’integrazione tra la cultura e le filiere economiche locali, l’innovazione e la sostenibilità delle azioni proposte, per innescare un processo di crescita economica, nuova occupazione e arricchimento culturale e sociale del territorio.

All’interno di questa visione e grazie anche al cospicuo investimento economico da parte di Fondazione Cariplo, tra il 2011 e il 2015 sono stati condotti un lotto di lavori, già in fase di progettazione, e una serie di studi e indagini diagnostiche accurate sul castello, compreso un rilievo di precisione e la costruzione di un modello Bim (Building Information Modeling) per l’interscambio dei dati, la gestione del progetto di conservazione, le analisi strutturali, il progetto di riuso e la valorizzazione. Tale corpus informativo è stato messo a disposizione del Comune di Sondrio, proprietario dell’edificio, e sono state condotte numerose attività di divulgazione dei risultati ottenuti, di formazione e coinvolgimento delle risorse professionali locali.

Questo processo ha innescato oggi attività di progettazione e conservazione programmata di Castel Masegra, avviate dallo stesso Comune di Sondrio, utilizzando il modello Bim messo a punto all’interno del progetto dei Distretti Culturali.

Rilievo e modellazione Bim di Castel Masegra

Il rilievo geometrico di Castel Masegra (Barazzetti 2015; Oreni 2016) è stato eseguito dal Politecnico di Milano in parallelo rispetto a una serie di indagini complementari e integrate: archeologiche, strutturali, termografiche e microclimatiche. Tutti i dati emersi sono stati messi a sistema con le informazioni storiche disponibili, in modo da poter fornire al Comune di Sondrio un quadro che fosse il più completo possibile sullo stato di conservazione delle strutture, sulle sue caratteristiche morfologiche, materiche e storiche, e sulle potenzialità degli spazi, in vista del progetto di restauro.

Per il rilievo sono state impiegate tecniche topografiche classiche, fotogrammetriche digitali e laser scanning. L’uso di strumentazione topografica del primo ordine ha consentito di raggiungere precisioni sub-millimetriche sui punti di stazione, per la determinazione di una rete topografica temporalmente stabile. Le scansioni (in numero complessivo pari a 178, con successive integrazioni al fine di rilevare anche i sottotetti) sono state registrate mediante le misure topografiche di appoggio e con corrispondenze interne alle scansioni. Ulteriori dati sono stati rilevati con camere digitali a ottica calibrata, al fine di ricostruire alcuni elementi complessi, quali le volte e le murature molto irregolari, oppure laddove era necessaria anche una rappresentazione foto-realistica.

Partendo dalle misure laser scanning e fotogrammetriche, è stato possibile ricavare una serie di elaborati bidimensionali, anche a supporto della modellazione BIM, condotta considerando la complessità degli oggetti rilevati. Dal momento che le numerose irregolarità geometriche erano difficilmente rappresentabili in modalità parametrica, gli oggetti complessi sono stati modellizzati prima con l’implementazione di curve e superfici tridimensionali di tipo NURBS, poi parametrizzate in modalità Bim.

La libreria di oggetti parametrici creati ad hoc ha consentito un diretto collegamento anche con le informazioni associate a ogni elemento all’interno del Piano di Conservazione dell’edificio.

Il Bim del castello e la sua scomposizione in elementi costruttivi

Il processo di conservazione programmata e il modello Bim di Castel Masegra

La scelta di utilizzare una modellazione parametrica per Castel Masegra è stata dettata dalla volontà di sperimentare azioni capaci di favorire un miglioramento delle politiche di gestione dell’edificio e di conservazione e valorizzazione del suo valore culturale, nella convinzione che tale obiettivo sia raggiungibile oggi impiegando strumenti tecnologici e di processo basati sul Building Information Modelling, visto come indispensabile innovazione della filiera delle costruzioni.

Il modello Bim del castello è stato creato con lo scopo di consentire l’integrazione di tutte le informazioni disponibili in un unico database, sempre aggiornabile. Localizzazione geografica, geometria degli elementi, proprietà dei materiali, prestazioni dei componenti, dati merceologici dei prodotti, fasi di realizzazione, operazioni di manutenzione e di dismissione ecc. sono solo alcune delle informazioni inseribili all’interno del modello parametrico.

L’avere a disposizione un unico modello di dati favorisce il dialogo tra i vari portatori di interessi e la collaborazione tra tutti gli operatori coinvolti, portando a un risparmio in termini di tempo e costi per il reperimento delle informazioni, garantendo la coerenza dei dati e una migliore gestione dell’intero ciclo di vita dell’edificio, favorendo il processo decisionale, la comunicazione e l’interazione di tutti gli esperti coinvolti. La possibilità di esportare il modello per elementi in diversi formati interoperabili garantisce poi l’interazione e lo scambio tra le diverse piattaforme software.

È pertanto evidente come il lavoro eseguito dal Politecnico di Milano su Castel Masegra abbia rappresentato un importante momento di sperimentazione dell’uso del Bim su un edificio storico, nell’ottica di una sua Conservazione Programmata che, in linea con l’attuale normativa italiana, sviluppa al suo interno gli ambiti della conoscenza, della conservazione, della valorizzazione e dell’uso corretto del patrimonio architettonico, comprendendo quella coerente, coordinata e programmata attività di studio, prevenzione, manutenzione prevista dal Codice dei Beni Culturali e del Paesaggio (Della Torre 2014).

La Conservazione Programmata approfondisce le tematiche della manutenzione, riallacciandosi ma ampliando le prescrizioni previste dalla normativa dei Lavori Pubblici per la redazione dei “Piani di Manutenzione dell’opera”, contestualmente alla redazione del progetto esecutivo. Tale approccio consente di superare l’ottica puramente prestazionale insita nel concetto di “manutenzione”, che contiene la subordinazione della gestione del bene al soddisfacimento di requisiti e valori standard, per giungere, invece, al concetto di “conservazione”, dove il livello prestazionale è utilizzato per stabilire la scadenza dei controlli o per definire quelle azioni preventive che assicurano nel tempo l’integrità materiale del manufatto.

A partire da queste riflessioni, le “Linee Guida per la redazione dei piani di manutenzione e del consuntivo scientifico” adottate da Regione Lombardia nel 2005, hanno proposto un diverso approccio e un metodo per la redazione del documento previsto dalla norma. Lo strumento proposto, ridefinito “piano di conservazione”, è pensato come uno strumento dinamico, che si aggiorna nel tempo raccogliendo gli esiti delle molteplici investigazioni condotte sul bene, cominciando dalle conoscenze che emergono durante la fase di cantiere. Non casualmente, il primo aggiornamento del piano coincide con la fine dell’intervento di restauro e corrisponde al consuntivo scientifico previsto dalla regolamentazione per i lavori pubblici concernenti i beni tutelati.

Il piano di conservazione di Castel Masegra è stato pertanto pensato come un database relazionale in cui l’edificio è stato scomposto in elementi, corrispondenti a quelli modellati nel Bim: proprio la possibilità di disporre, lungo l’intero ciclo di vita dell’opera, di un unico sistema integrato rappresenta un significativo potenziale di innovazione per le fasi di esercizio e manutenzione dell’edificio.

In tale logica, il modello Bim a Lod (Levels of Detail) differenziati, è composto da elementi reali, restituiti a partire da un rilievo laser scanner accurato: non si è infatti trattato di ricercare le caratteristiche di un elemento ideale quanto di cogliere le specificità di ciascun oggetto, dando sostanza a quel costante richiamo alla centralità della conoscenza implicita nella stessa nozione di conservazione (art. 29 del Codice).

Il Bim quale strumento di archiviazione e gestione delle conoscenze sull’edificio

Riscontri positivi: la valorizzazione e la progettazione dei nuovi interventi attraverso l’uso del Bim

Uno degli obiettivi principali posti dal Distretto Culturale per Castel Masegra, era quello della trasmissione delle competenze ai tecnici locali, oltre alla diffusione delle conoscenze acquisite con gli studi e le analisi eseguite. Ciò ha significato, da un lato, organizzare una mostra (2014) e una serie di incontri con i tecnici locali e del Comune per esporre i risultati raggiunti (2014-2015), dall’altra proporre il modello 3D creato, anche per la valorizzazione del bene; pertanto il Bim è stato implementato con l’inserimento dei dati relativi alle diverse soglie cronologiche e costruttive del castello, evidenziando nel database i valori ipotizzati o noti da letteratura (Gavazzi, 2003 e 2004; Bonetti et al. 2013). Tale modello è stato reso disponibile per la fruizione turistica attraverso una navigazione su tablet e smartphone.

Modello Bim con indicazione delle diverse fasi cronologico-costruttive

Dal punto di vista della manutenzione del bene, lo stesso Bim è stato convertito in un modello a elementi finiti (FEM), mediante cui è stata condotta dal Politecnico di Milano (Crespi et al., 2015) 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 e le proprietà dei materiali.

Ciò ha permesso di valutare le esatte condizioni strutturali di alcune parti di Castel Masegra interessate da evidenti fuori-piombo e lesioni diffuse.

Visualizzazione del modello tablet e smartphone per la navigazione virtuale

È infine importante evidenziare come il modello Bim di Castel Masegra sia oggi impiegato per la progettazione del “Museum Hub AAA – Avventura Alpinismo Arrampicata“, commissionato dal Comune di Sondrio con il contributo di Fondazione Cariplo, e che interessa gli spazi della torre nord-est e della manica quattrocentesca: l’obiettivo è quello di creare un luogo di cultura alpina e raccontare una storia secondo metodologie di allestimento innovative.

Dal punto di vista architettonico, tale intervento comporterà l’adeguamento normativo degli spazi (accessibilità, adeguamento impiantistico e prevenzione incendi) e l’allestimento museale. Dal punto di vista strutturale (Foppoli Moretta e Associati), si sta progettando un collegamento verticale all’interno della torre, avvalendosi del modello parametrico realizzato (progetto definitivo LOD 200 ed esecutivo LOD 300).

Dal rilievo laser scanner alla modellazione Bim per l’analisi strutturale

 

Problematiche rilevate e questioni aperte

Pur in un quadro di sostanziale condivisione degli obiettivi, il piano di conservazione è ancora oggi uno strumento poco diffuso, soprattutto in ambito privato e nel caso di beni storici su cui non sia stato realizzato un intervento di restauro.

Le difficoltà e le resistenze che incontra il radicamento delle “buone pratiche” della conservazione programmata sono note e dipendono da condizioni strutturali e da bias cognitivi consolidati. I professionisti vedono nel piano un adempimento burocratico che poco ha a che fare con il progetto, e che può essere compilato distrattamente, magari ricorrendo a modelli preconfezionati; proprietari e gestori, dal canto loro, stentano a riconoscere i costi necessari per la redazione di uno strumento che sembra essere privo di quella concretezza necessaria per una gestione corretta del bene e tantomeno sono disposti a investire per il suo aggiornamento nel tempo.

È quindi necessario un radicale cambiamento di prospettiva da parte di tutti i soggetti coinvolti, a partire dai professionisti, che devono assumersi la responsabilità di costruire strumenti più operativi e documentati, interpretando il piano di conservazione come un vero e proprio strumento di gestione, capace di dare oggettività alle azioni, di controllare i costi e di da dare a chi gestisce il bene le informazioni necessarie per impostare e controllare nel tempo l’intera strategia di valorizzazione del bene.

Analogamente, per quanto riguarda l’impiego della modellazione Bim per la gestione dell’intero ciclo di vita di un edificio storico, esistono una serie di questioni ancora da superare, sebbene le numerose ricerche che si stanno svolgendo sul tema del HBIM (Historical Building Information Modelling) stiano dando risultati incoraggianti. Si tratta di difficoltà legate a questioni metodologiche, da un lato, e a questioni tecnico-operative, dall’altro.

Una modellazione parametrica di un edificio comporta la necessità di scomporre lo stesso nei suoi elementi costitutivi, pur senza perdere di vista i legami tra le parti e una necessaria visione di insieme. Una impostazione corretta e complessa di questo modello in fase iniziale consente, nel corso di tutta la gestione di vita dell’edificio, di implementare le informazioni sul singolo elemento e quindi su tutto il modello, in una logica di miglioramento della gestione dell’intero processo, anche in termini di tempi e di costi. Ma tale approccio richiede non solo un cambio di mentalità e di lavoro da parte di tutti gli attori coinvolti, ma anche delle modalità operative, con investimenti mirati nella formazione di competenze in grado di impiegare software Bim per la modellazione di tutti quegli oggetti complessi che connotano gli edifici storici.

Riferimenti bibliografici

AA.VV. Proposte per una storiografia “di frontiera”. Atti del convegno. Tirano-Sondrio: 2004 (http://www.castellomasegra.org/saggi/atticonvegno.pdf).

Armanasco Alessandro, Foppoli Dario, Diagnostic tests vs structural models: the utility of the comparison. Proceedings of 11th International conference on “Non-destructive investigations and microanalysis for the diagnostics and conservation of cultural and environmental heritage”. Madrid, 2014.

Barazzetti Luigi, Banfi Fabrizio, Brumana Raffaella, Gusmeroli Gaia, Oreni Daniela, Previtali Mattia, Roncoroni Fabio, Schiantarelli Giuseppe. BIM from laser clouds and finite element analysis: combining structural analysis and geometric complexity. ISPRS Archives – The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, v. 40, 5W4, 2015.

Bonetti Luca, Perlini Silvia. Masegra. Storia del Castello di Sondrio. Sondrio, 2013.

Crespi Pietro, Franchi Alberto, Ronca Paola, Giordano Nicola, Scamardo Manuela Alessandra, Gusmeroli Gaia, Schiantarelli Giuseppe. From BIM to FEM: the analysis of an historical masonry building. Building Information Modelling (BIM) in Design, Construction and Operations. WIT Transactions on The Built Environment, 2015, v. 149.

Della Torre Stefano, Oltre il restauro, oltre la manutenzione. Della Torre Stefano (ed.), La strategia della Conservazione programmata. Dalla progettazione delle attività alla valutazione degli impatti. Proceedings of the International Conference “Preventive and Planned Conservation”. Monza, Mantova, 5-9 maggio 2014. Firenze, v. I.

Gavazzi Sarah Beatriz. Residenze nobiliari in Valtellina e Valchiavenna. Le dimore delle famiglie Salis e Sertoli. Cinisello Balsamo: Rizzoli, 2003.

Gavazzi Sarah Beatriz. Il Castello Masegra di Sondrio: approfondimento documentario. Progetto Castello Masegra e palazzo Salis: un circuito culturale dell’area retica alpina-Programma Interreg III A. Sondrio, 2004 (http://www.castellomasegra.org).

Oreni Daniela. Disegno e misura come strumenti di rivelamento e interpretazione delle trasformazioni: Castel Masegra a Sondrio, tra progetto e storia. XXXVIII Convegno internazionale dei Docenti delle Discipline della Rappresentazione – XIII Congresso della Unione Italiana del Disegno. Firenze, 15-17 settembre 2016.

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