Tra passato e presente: l'evoluzione del Rilievo in Architettura attraverso un esempio pratico

Evoluzione del Rilievo in Architettura: alcune riflessioni su strumenti e metodologie impiegate

Ricordando i tempi in cui gli studenti erano anche lavoratori, sono almeno 40 anni che mi occupo di rilievi.

Ho iniziato con i fili a piombo, le canne di gomma piene di acqua sporcata con l’inchiostro, le barre di piombo da sagomare sulle modanature… tutti strumenti che oggi potrebbero riempiere le vetrine di un museo, se non addirittura risultare ignoti ai più, ma la cui conoscenza mi consente quantomeno qualche riflessione, spero ponderata, sull’evoluzione delle metodologie di rilievo.

Ho vissuto il tempo del teodolite con lettura e registrazione non automatiche (che sovente prendevo in prestito) e già il fatto di riuscire a fare calcoli attraverso Excel, sembrava aver risolto tutti i problemi del mondo.

In passato, la fotogrammetria era solo conoscenza teorica. Solo le Università disponevano delle macchine e chi le sapeva usare era una specie di santone intoccabile ed inavvicinabile.

Poi, in un brevissimo arco temporale, diciamo circa 20 anni, tutto è cambiato: sono arrivati prima i teodoliti automatici, a seguire i laser scanner ed infine i droni che hanno “spazzato via”, almeno per i profani, tutto quello che si faceva prima e, soprattutto, hanno creato l’illusione di una nuova frontiera della precisione.

Come molto spesso accade in questi tempi frenetici manca la serenità e la saggezza nel giudizio e perciò approfitto dell’occasione per tentare di proporre una riflessione sulla questione.

Rilievo in architettura: cos'è?

Iniziamo con il chiarire cos’è l’attività di rilievo nell’architettura.

Il rilievo in architettura è una interpretazione della realtà attraverso una rappresentazione grafica e che, aggiungo, dovrebbe contenere lo scopo dell’intervento per cui si realizza. In assenza di un obiettivo l’interpretazione è inevitabilmente sterile e spesso inutile.

Mi spiego: se il rilievo è richiesto per un intervento complesso, è chiaro che il mio lavoro richiederà molta precisione e l’utilizzo di una strumentazione adeguata. Viceversa, nel caso in cui la rappresentazione grafica è sussidiaria, i parametri di riferimento dovrebbero essere diversi.

Invece, spesso accade che lo scopo non sia esplicitato e che si esiga a prescindere un lavoro a regola d’arte, pur non essendo sempre necessario in termini di ecologia del mestiere.

A volte credo che la tecnologia di cui oggi disponiamo se da un lato ha sicuramente velocizzato e facilitato il lavoro, dall’altro non ha garantito a priori un incremento qualitativo.

Si utilizzano laser e droni che permettono di ottenere una restituzione impeccabile, la quale è perlopiù incompresa o studiata con sufficienza. Sarebbe forse necessario riprendere qualche vecchia abitudine, tra cui quella imprescindibile di studiare la semantica dell’architettura che intendiamo rappresentare e di indagare il contesto per cui è richiesto il rilievo.

Questo preambolo costituisce un quadro storico-critico della mia esperienza nel settore e permette altresì di chiarire la dinamica intercorsa tra i rilievi da me eseguiti nel 1996 e nel 2023 del Campanile della Chiesa di San Martino di Burano, altrimenti conosciuto come il campanìl storto, edificato nel XVII secolo e ricostruito da Andrea Tirali nella prima metà del secolo successivo.

Rilievi del campanile della chiesa di San Martino di Burano

Quasi trent’anni fa, nel 1996 realizzai un primo rilievo topografico della fabbrica propedeutico alla valutazione statica e materica, a cui è seguito nel 2005 una ulteriore verifica della verticalità. Nel 2023 ho rieseguito una campagna di rilievo completa, con droni e laser scanner, al fine di fornire un sopporto ad un nuovo studio sulla “salute” del monumento.

STRUMENTAZIONE A DISPOSIZIONE NEL 1996

Nel 1996 avevamo a disposizione un teodolite ottico, macchine fotografiche analogiche - si scannerizzavano i negativi ad alta risoluzione -, mentre per gli interni utilizzammo solo strumenti a mano.

Ricordo che per completare la campagna di rilievo ci erano voluti 5 giorni sul posto, due squadre di due persone ciascuna: una per l’esterno con il teodolite, da cui ricavammo circa 60 punti topografici, mentre la seconda squadra si dedicò esclusivamente ai rilievi interni. Un modo di operare che ad oggi sembra davvero impensabile.

STRUMENTAZIONE A DISPOSIZIONE NEL 2023

Veniamo ora all’organico richiesto per il lavoro del 2023: un operatore per il laser scanner, altri due per i droni, il sottoscritto delegato a dirigere il traffico dei passanti. Abbiamo iniziato alle ore 07.00 del mattino e alle 13.00 tutte le operazioni sul campo erano state terminate (6 ore), con la copertura totale sia dell’esterno che degli interni.

Confronto tra due approcci lavorativi distanti nel tempo e nella metodologia

La sovrapposizione dei rilievi per me ha rappresentato inevitabilmente anche un confronto tra due approcci lavorativi distanti nel tempo e nella metodologia, il cui risultato è stato particolarmente sorprendente: non avevamo granché sbagliato nel 1996, anche per quanto riguarda i dettagli ricavati senza l’ausilio della strumentazione e quindi secondo una nostra interpretazione.

La campagna di rilievo del 2023 nel dettaglio

Veniamo ora a descrivere tecnicamente le operazioni svolte nell’ultima campagna (2023) e, per essere coerenti con quanto premesso, partiamo dal definire lo scopo per cui il Patriarcato di Venezia ci ha affidato l’incarico: ottenere una nuova rilevazione al fine di poter realizzare un modello tridimensionale elaborabile in viste bidimensionali per la sovrapposizione delle risultanze con i rilievi precedenti e una campagna di rilievo fotografico ad alta definizione per la mappatura delle superfici esterne.

La traduzione pratica di tale assunto è stata dunque realizzata, per fornire un rilievo completo delle superfici e degli spazi, tramite la coniugazione dei due mondi: scansioni con laser scanner terrestre (Faro Focus S150 e S70) e campagna fotogrammetrica tramite APR (drone) con operatore certificato e autorizzato da ENAC.

Differenza tra rilievo con laser scanner e rilievo 3D con drone

Il rilievo con laser scanner è una tecnologia che permette di documentare e digitalizzare in 3D ambienti edifici di qualsiasi dimensione, a scale e risoluzioni grafiche differenti. Questa tecnica di rilievo consente di ottenere, in tempo reale, un insieme di punti metricamente corretti nello spazio (nuvola di punti densa) che definiscono la forma e le dimensioni precise di ciò che viene visto e quindi scansionato dal punto di vista dello strumento.

Viceversa, il rilievo integrativo 3D con drone si basa sulla scienza della fotogrammetria, ovvero quella tecnica che, partendo da fotografie opportunamente posizionate nello spazio, permettono di ricostruire in 3D la forma e la posizione dell'edificio o dell'area oggetto di rilievo. Questa tecnica, a differenza del laser scanner, non acquisisce nuvole di punti ma acquisisce fotografie scattate dalla macchina fotografica presente sul drone e che generano un’alternativa nuvola di punti “fotografici” che, a differenza del rilievo laser scanner, viene generata in una successiva di elaborazione software partendo però dai dati metrici del laser scanner. Il vantaggio che ne deriva risiede nella possibilità di raggiungere - grazie al volo con drone - qualsiasi punto dell’edificio da rilevare in completa sicurezza e visibilità (come nel nostro caso le falde della cuspide parzialmente nascoste – dal basso - dal corpo della chiesa).

Le fotografie acquisite dal drone, sono state eseguite ad una distanza ravvicinata alle superfici verticali del campanile per ottenere il maggior dettaglio possibile. La camera del drone è stata impostata in verticale in modo da sfruttare al meglio il sensore.

Il processamento dei dati di rilievo

Per tutte le scansioni, una volta processate e registrate tramite software appositi (Trimble RealWorks), si è provveduto alla loro conversione e alla successiva elaborazione fotogrammetrica.

Tramite il software CapturingReality si è provveduto ad importare le scansioni da laser scanner opportunamente registrate, le stesse sono state preventivamente fissate in modo da non “muoversi” e quindi sono state importate le fotografie da drone, per generare i punti di unione tra scansioni e fotografie.

La nuvola fotogrammetrica ha permesso di completare ed esaltare i dettagli soprattutto sulla sommità del campanile, dove il laser scanner - per ovvie questioni di distanza -, non poteva ottenere un dettaglio elevato.

Oltre alla nuvola generale completa, sono stati esportati gli ortofotopiani delle pareti verticali in modo da poter fornire il dettaglio richiesto dalle successive elaborazioni tecniche.

Il tempo di elaborazione, fino alla consegna finale, è stato complessivamente di altri 15 gg. per due operatori nella fase di elaborazione ed almeno tre in quella di editing grafico.

Team rilievo 2023 per il Campanile della Chiesa di San Martino di Burano
Committente: Diocesi Patriarcato di Venezia
Responsabile generale: Ugo Fattore, Studio di Architettura Fattore Nason (NA.FT.A)
Responsabile laser scanner ed elaborazione generale: Andrea Gavagnin
Responsabile drone: Diego Menegon, Alvise Bondì - aiuto
Responsabile editing: Margherita Gaiani, Studio di Architettura Fattore Nason (NA.FT.A)