La tecnologia del laser scanner per la digitalizzazione del rilievo: dalla nuvola di punti al modello BIM

Scan to BIM: un cambio di paradigma che coniuga precisione e velocità nelle attività di rilievo dell’ambiente costruito e nella restituzione del modello dello stato di fatto

Negli interventi sul patrimonio edilizio esistente, la fase di rilievo rappresenta un momento fondamentale e la qualità delle informazioni acquisite influenzerà tutti i processi successivi di restituzione del rilievo stesso e di progettazione degli interventi di ristrutturazione o trasformazione del bene rilevato.

L’evoluzione del laser scanner ha reso questa tecnologia accessibile a una vasta platea di attori coinvolti in lavori di ristrutturazione e conservazione dell’ambiente costruito e ha agevolato una sua possibile utilizzazione su larga scala.

I benefici si traducono in una maggiore precisione e in un output tridimensionale del rilievo con una sostanziale riduzione dei tempi e con l’eliminazione di ulteriori sopralluoghi nel sito di rilievo.

La nascita di società specializzate nel rilievo con laser scanner rende questa tecnologia utilizzabile in modo esteso come servizio a costi competitivi, applicabile a edifici e opere di qualsiasi dimensione.

Vista 3D di punti con sovrapposizione modello BIM  |  Sezione Modello BIM con sovrapposizione rilievo con nuvola di punti
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La virtualizzazione del sito

L’utilizzo del laser scanner nel rilievo produce “nuvole di punti”, ovvero file con milioni/miliardi di punti che descrivono tridimensionalmente l’ambiente rilevato con precisione estremamente elevata. 

È bene sottolineare come il processo di acquisizione delle nuvole vada progettato, per assicurarsi di aver “ripreso” tutto lo spazio visibile, all’interno e all’esterno del nostro edificio. Tuttavia, la fase di realizzazione del rilievo in loco è realmente molto rapida, se consideriamo che i moderni strumenti laser scanner sono in grado di effettuare una singola scansione in pochi minuti. 

Il risultato è un insieme di nuvole che costituiscono il modello digitale del sito rilevato: una vera e propria copia virtuale in cui i moderni strumenti software dedicati, come Scalypso, consentono di “navigare” grazie a una rappresentazione renderizzata. 
Questo tipo di rappresentazione, che conserva tutta la precisione metrica, consente al progettista di muoversi nel sito, di valutare lo stato dei luoghi, esattamente come se fosse sul posto, e di rilevare misure senza dover acquisire particolari competenze nell’interpretazione delle nuvole di punti.

Storicizzazione dello stato di fatto

Un beneficio spesso sottovalutato di questa tipologia di rilievo è la storicizzazione dello stato di fatto, che consente in qualsiasi momento successivo, anche a lavori iniziati, la verifica della situazione iniziale.

Va anche sottolineato come la nuvola contenga tutte le informazioni relative ai luoghi rilevati, quali ad esempio le geometrie delle stanze o la presenza di impianti con l’esatta posizione. Questa ricchezza di dati consente di acquisire dal rilievo nuove informazioni mano a mano che si rendano necessarie, senza necessità di nuovi sopralluoghi. 

Dalla nuvola di punti al modello BIM

L’unione del rilievo con laser scanner alla modellazione BIM porta enormi benefici anche nella fase di restituzione, grazie alla generazione di un modello 3D dello stato di fatto ricco di informazioni utilizzabili nelle fasi di progettazione. Da questo modello è possibile generare, senza ulteriori impegni di tempo, tutti gli elaborati tradizionali quali piante e sezioni in un numero illimitato. 
Dalla nuvola si possono inoltre generare ortofoto che supportano ulteriormente il lavoro di restituzione del rilievo e la rappresentazione dello stato di fatto.

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Il progettista può utilizzare i servizi di rilievo con laser scanner e quindi procedere direttamente a restituire il modello BIM dello stato di fatto, grazie all’integrazione fra software di BIM Authoring e di gestione della nuvola di punti, con un’ottimizzazione di tempi e costi.

L’approccio che utilizziamo in ALLPLAN è un lavoro sinergico fra Allplan 2021, software di BIM Authoring, e Scalypso, software di gestione delle nuvole di punti. 

La sinergia fra le funzionalità di gestione della nuvola e quelle di modellazione BIM ci ha consentito di introdurre un workflow di lavoro innovativo grazie al quale si procede con una metodologia tanto intuitiva quanto efficace. Questa tecnologia è già matura e ampiamente utilizzata da anni, come si può dedurre dalla registrazione di questo webinar sulla nuvola di punti e ricostruzione del modello BIM.

Il lavoro di restituzione avviene utilizzando immagini planari, che costituiscono una delle modalità di rappresentazione della nuvola. 
Individuando i lati di ciascuna stanza con 2 punti è possibile generare automaticamente un oggetto vano all’interno del software di BIM Authoring. La posizione reciproca delle stanze è automatica in quanto le nuvole sono tutte referenziate in un unico sistema di riferimento. Le quote di piano vengono individuate grazie a sezioni della nuvola o alla generazione di piani di riferimento per l’intradosso e l’estradosso del piano. Quest’ultimo approccio semplifica notevolmente la restituzione di piani sottotetto.

Dalle stanze ottenute in questo modo, grazie alle funzionalità di Allplan vengono generate in modo automatizzato le murature, anche con forme irregolari.

Proprio come se si fosse nel luogo di rilievo, all’interno dell’immagine planare si possono effettuare misurazioni e quotature, utilizzabili per definire le caratteristiche degli oggetti BIM, quali finestre, nicchie, serramenti, ecc.

Naturalmente è possibile effettuare sezioni delle nuvole, sia generali sia parziali, ad esempio per determinare il profilo di un singolo componente, così come possono essere generate mesh a partire da porzioni di punti della nuvola, per generare oggetti con forme libere.

La restituzione di sistemi di tubazioni e strutture in acciaio viene ulteriormente semplificata dalla presenza di specifiche funzionalità. 

La progettazione degli interventi

Grazie alle specifiche funzionalità che Allplan 2021 offre per gli interventi di ristrutturazione, quali ad esempio la tematizzazione degli interventi di demolizione e nuova costruzione, così come la generazione degli elaborati di raffronto, la gestione delle fasi di progettazione viene supportata da nuovi livelli di produttività, confermando ancora una volta i vantaggi di un approccio Scan to BIM.

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Rilievo del territorio con l’utilizzo di droni

Anche in questo ambito le nuvole di punti rappresentano un balzo di produttività e semplicità. 

La possibilità di utilizzare le nuvole di punti generate da droni all’interno di Scalypso, unita alle funzionalità di creazione del modello digitale del terreno all’interno di Allplan 2021, consente di restituire il modello dei luoghi e di generare sezioni e profili di andamento del terreno. 

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