I rilievi digitali. Misura e progetto nell’epoca della digitalizzazione

Rilievo banalmente significa rilevare, cioè restituire sotto forma di misurazione la realtà dei fatti su di un piano bidimensionale, ascisse e ordinate, determinandone una quota/altezza “z” (appunto “in rilievo”).

Operazione necessaria per definire la base di partenza di un edificato, dei manufatti edilizi o semplicemente l’andamento del terreno. Indispensabile per determinare la consistenza e le quantità in un progetto in esecuzione o di uno già realizzato, rapportando un dato di misurazione funzionale al paradigma di questa nostra epoca cioè il “valore economico” in una finestra temporale.

L’immagine, la misura e la sua rappresentazione

La scienza della misurazione è materia praticata da tempi immemori e le tecniche che si sono susseguite alla base delle costruzioni si perdono nei secoli. Dalle piramidi ai templi Aztechi passando, per fare un riferimento nostrano, alle costruzioni megalitiche come i Nuraghi presenti nel territorio italiano, in Sardegna.

La misurazione dello spazio, il rapporto di scala e la tolleranza, sono argomenti con cui i tecnici hanno a che fare quotidianamente, e che la maggior parte delle persone comuni desume e relaziona al mondo tangibile e percepito. Nel corso dei secoli questa rappresentazione e le sue misurazioni sono state sempre più accurate e utilizzate in svariati campi applicativi.

L’era del disegno e della sua rappresentazione grafica, a differenza della scultura, la quale corrispondenza alla realtà aveva e ha un più diretto e immediato rapporto, ha subito nel tempo evoluzioni costanti, dalle pitture rupestri alle rappresentazioni bidimensionali precristiane fino a quelle medioevali, dalla prospettiva all’iperrealismo citando solo alcuni esempi nel campo dell’arte figurativa.

L’importanza della ‘misurazione’ e le avanguardie dell’architettura e dell’ingegneria

La convenzione con cui abbiamo perimetrato la rappresentazione delle cose “finite” è la Geometria, disciplina che, se approfondita, assume risvolti oltre a quelli meramente pratici anche filosofici e mistici, poiché ha la pretesa di definire quello che nella realtà è “infinito” cioè limitato solo dall’incremento e decremento di scala, e che risulta quindi ossimoro di per sé.

L’evoluzione dell’attività, al fine della rappresentazione del reale non è casuale. A volte ha supportato e a volte ha stimolato attraverso i suoi Geni, il progresso della società, concatenandosi allo sviluppo sociale e tecnologico.

Fibonacci, matematico italiano dell’alto medioevo, con la sua successione numerica ha mostrato le forme degli elementi naturali attraverso la matematica e quindi, quanto il rapporto tra le misure sia strettamente legata al concetto di crescita-evoluzione verso l’infinito e la sua relazione con il tempo, dandoci la percezione della vastità sull’argomento “Spazio” (esempio classico sono l’applicazione della sequenza alla Sezione Aurea esplicitati nel disegno dei semi nel fiore di girasole o la spirale del mollusco Nautilus).

Oggi, ci troviamo di fronte a una rivoluzione epocale, in cui la costante e continua crescita della popolazione mondiale, la necessaria e giusta uniformità dei diritti dell’uomo e della giustizia sociale, impone un controllo più capillare della complessità dei rapporti fra gli esseri umani e delle sue innaturali e obsolete convenzioni. Le esigenze primarie dell’uomo e di quelle correlate con l’ambiente naturale e urbanizzato, quest’ultimo cresciuto a dismisura, è ormai in rotta di collisione con le dinamiche della natura stessa. Pandemia, Riscaldamento climatico, Inquinamento, sono solo alcuni temi di attualità che evidenziano le criticità fra mondo selvaggiamente antropizzato ed equilibrio delle limitate risorse del pianeta, fra un modello di crescita lineare e un sistema di equilibrio naturale circolare.

La geometria rivelata da Fibonacci, che qui impropriamente definirò come organica o naturale, indica e suggerisce l’orizzonte verso cui saranno chiamate a operare le nuove “avanguardie”, dando una risposta “architettonica” alle dinamiche e complessità che questa evoluzione (anche a livello sociale) sta imponendo agli individui e agli ambienti deputati a ospitarli. Oggi non ne abbiamo ancora piena consapevolezza ma i cosiddetti “boomers”, appellativo ironico e spregiativo, attribuito a persona che mostri atteggiamenti o modi di pensare ritenuti ormai superati dalle nuove generazioni¹, sono la generazione che ha visto nascere internet e ha vissuto il passaggio dall’analogico al digitale (e rammenta la velocità impensabile con cui, nel giro di pochissimi anni, i programmi informatici hanno sostituito rapidograph e carta da lucido) probabilmente verrà ricordata alla stregua del passaggio epocale descritto nel film di Kubrick “2001: Odissea nello spazio” in cui il primate utilizza per la prima volta lo strumento osseo quale estensione delle sue azioni, implementandone l’efficacia e la potenza.

Le nuove tecnologie e la robotica permettono oggi di estendere all’infinito in termini di spazio e di tempo, il pensiero e l’azione umana, limitata solo ed esclusivamente dalla potenza di calcolo e dal consumo energetico che la stessa richiede per la sua applicazione. Ecco che si ripropone pesantemente nella attualità contemporanea il problema della gestione e del controllo delle riserve energetiche, la necessità e volontà di renderle controllabili, esclusive e indirizzarle a un uso che tuteli l’essere umano e l’ambiente, rispondendo a importanti problemi etici.

I rilievi digitali

Dare risposta all’acquisizione dello “spazio” connesso al fattore “tempo”, significa considerare variabili gestibili e possibili solo attraverso calcolatori con sempre maggiore possibilità di processare grandi quantità di dati e di stabilire le interazioni fra di essi. I rilievi in edilizia hanno avuto un’evoluzione al passo con i tempi: dal Teodolite alla Stazione Totale, dal GPS al Laser Scanner passando attraverso il G.I.S. (Geographic information system).

Con le tecnologie esistenti si è arrivati nella condizione – per certi versi paradossale – di poter disporre di una impressionante quantità di informazioni all’interno di una “point cloud” (nuvola di punti) con densità dai 300.000 ai 2 mil. di punti rilevati al secondo. In breve, ciò significa poter riprodurre la realtà geometrica con un’approssimazione vicina a quella umanamente percepibile e la possibilità di creare una sua esatta copia di coordinate spaziali digitali.

Il rilievo, quindi, diventa fondamento della posizione geografica e puntuale di tutte le cose, la mappa dettagliata di tutto, all’interno dello spazio percepito e convenzionale.

Il rilievo Laser Scanner nella rete internet condivisa

Parallelamente, la diffusione di internet – cioè una ramificazione di connessioni strutturali la cui estensione ha raggiunto la complessità di una rete neurale – ha reso possibile la nascita di realtà condivise come la blockchain, oggi popolare grazie alla diffusione delle valute digitali (ad esempio il Bitcoin o Iota). Semplificando, la blockchain si basa sullo Share Trust (fiducia distribuita) ed è un codice alfanumerico, che viene trasmesso (rimbalzato) per innumerevoli volte, all’interno del sistema di milioni di server (memorie fisiche) condiviso su tutto il pianeta. Così facendo il Blockchain (blocco incatenato) codice alfanumerico univoco, poiché lanciato e continuamente ritrasmesso per innumerevoli copie, su tutti i server del pianeta, risulta incorruttibile e impossibile da falsificare o modificare, quindi riconoscibile e identificabile a una verifica di corrispondenza in luoghi, tempi differenti. Al codice può essere assegnato un oggetto di qualsiasi natura, al quale, applicando un trasmettitore GPS (Global Positioning System – Sistema di Posizione Globale) diventa oggetto univoco georeferenziato, facendo nascere “l’internet delle cose”.

L’esempio più classico è già presente nella vita quotidiana di molti di noi. Sono gli elettrodomestici di ultima generazione collegabili alla rete: il frigorifero trasmette e invia informazioni attraverso la rete, comunica la sua temperatura regolandola in base al grado di riempimento riducendo il consumo energetico; rileva eventuali disfunzioni e chiama in automatico l’assistenza in caso di necessità; ordina la spesa o segnala eventuali mancanze di alimenti direttamente ai device portatili come smartphone o tablet; o se abilitato, comunica direttamente al supermercato che li consegnerà direttamente a casa.

Cisco, Siemens, Samsung, IBM, solo per citare alcune delle più grandi aziende plurisettoriali a diffusione mondiale, stanno focalizzando i loro investimenti principali su tecnologie come i sistemi IoT (Internet of Things, Internet delle cose) applicati al M2M (Machine to Machine cioè la comunicazione tra macchina e macchina) e di “realtà aumentata”.

Se non si conoscono questi argomenti, parte dell’annoso problema del “digital divide”, si ignora dove l’attuale mondo condiviso, sta evolvendo. Dati, dati e ancora dati. La conoscenza è alla base del controllo, il controllo sta nella capacità di gestione dei dati.

La creazione del “gemello digitale” o “digital twin” e il BIM

Il fatto che la misurazione possa oggi essere eseguita con strumenti di precisione in tempi relativamente brevi su mappe condivise georeferenziate, permette anche una identificazione nello spazio degli oggetti informatizzati sia che essi siano impianti di climatizzazione, fotovoltaici, tapparelle elettriche, illuminazione, allarmi di sicurezza, lo scarico dei reflui, la fornitura dell’acqua potabile come dei rilevatori sismici, (o sensori all’interno di un organismo vivente).

La replica fedele – il “digital twin” - aggiornata costantemente, permette la valutazione dell’impatto di fattori esterni sul modello originale, monitorabile in tempo reale attraverso sensori di ogni tipo (temperatura, pressione, flussi dinamici, irraggiamento, oscillazioni, inquinamento, molecolare, tensioni elettriche o statiche ecc.).

Queste tecnologie hanno già applicazione non solo in campo ingegneristico e architettonico su edifici storici e nuove costruzioni, ma anche chirurgico e medicale. Immaginiamoci quindi quello che nel futuro prossimo e ormai tangibile (che già vediamo ad esempio in Google Earth) succederà: l’esatta misurazione del mondo materiale delle “cose”, sia statico che dinamico, costantemente aggiornato.

Nel nostro settore una delle principali metodologie per organizzare la stratificazione delle informazioni è rappresentato dal BIM (Building Information Modeling) che consente simultaneamente la restituzione geometrica tridimensionale dell’oggetto architettonico, dei suoi apparati tecnologici e strutturali, dei suoi sistemi costruttivi ecc. Un modello BIM collegato via web a una rete di sensori aggiornati in tempo reale, può definirsi già come forma base di digital twin.

Applicando su scala più vasta l’esempio costituito dal singolo gemello digitale è già oggi possibile gestire sistemi a scala urbana fino ad arrivare alle Smart Cities (città intelligenti): città in cui i flussi di risorse vengono raccolti tramite reti integrate di sensori, e i cui dati “nutrono” un doppelganger digitale che può tanto regolare il traffico quanto, ad esempio, predire i punti di maggior criticità in caso di alluvione.

La capacità di analisi e di calcolo che le attuali AI (Artificial Intelligence – Intelligenza Artificiale) stanno rendendo possibile (e ancor di più quando entreranno in gioco i computer quantistici attualmente in fase di sviluppo) apre nuovi orizzonti nella predizione e gestione di eventi: in poche parole, stiamo entrando in un’era in cui è possibile prevedere il futuro, se pur per un arco ancora temporalmente limitato.

È per questo che ad oggi l’evoluzione delle nuove tecnologie di “intelligenza artificiale” è così importante e di grande attualità, con ricadute e applicazioni su tutte le branche scientifiche [The Power of Digital Twins for Building Automation Operations: https://www.youtube. com/watch?v=JS_SOIoLmGk].

Alcune problematiche nella transizione verso i nuovi strumenti di gestione di misurazione

Non a caso la “Building Automation”, sistema di gestione e automazione remota delle tecnologie a consumo, finalizzate a un maggiore controllo ai fini del risparmio energetico, rientra nelle priorità governative della “Transizione Ecologica”, e nell’attualità di oggi nel notissimo intervento del Super Ecobonus 110%, che si è affermato con l’introduzione dei bonus fiscali.

Prendendo per l’appunto in considerazione questo ultimo strumento, di grande attualità, si consideri l’impulso che esso sta dando alla diffusione dei sistemi di rilievo digitale, oltremodo utili per applicabilità a fronte di tempistiche ridottissime (consideriamo che il rilievo geometrico con una accuratezza al centimetro di un immobile monofamiliare può essere eseguito approssimativamente in 5 minuti) nella determinazione delle nuove conformità urbanistiche laddove sia necessario certificare lo stato dei luoghi.

L’attivazione di un sistema di rilievo così efficiente (tolleranza dello 0,01%) sta delineando, nel piccolo dell’esperienza acquisita dai tecnici che usano queste applicazioni, un quadro a livello nazionale di illegittimità spaventoso e attualmente inderogabile.

Ai margini delle grandi città il parco immobiliare residenziale a cui si fa riferimento per gli Ecobonus è per lo più realizzato fra gli anni del secondo dopoguerra fino ai ‘90 “con quasi 32 milioni di abitazioni (…) di cui (...) oltre il 65% ha più di 45 anni, ovvero è precedente alla legge n. 3733 del 1976”².

L’assenza di convenzioni per la rappresentazione grafica degli edifici costruiti in quegli anni, le modalità di restituzione approssimative, l’inadeguatezza delle istituzioni amministrative del tempo e le insufficienti normative specifiche di riferimento, hanno spesso permesso la validazione di una documentazione carente o approssimativa, spesso non corrispondente alle realizzazioni effettive o non aggiornata alle varianti in corso d’opera, spesso ben oltre il limite di tolleranza del 2% definito dalla normativa.

Il tecnico incaricato della pratica 110% è considerato dal legislatore soggetto che, per le sue competenze, non può non rendersi conto di eventuali difformità presenti nel manufatto edilizio, che non rientrino quindi, nel 2% di tolleranza.

Di fatto, la semplificazione della C.I.L.A.S. che permette l’inizio attività del 110% senza il deposito delle planimetrie e quindi la loro certificazione di misurazione, obbligano però alla segnalazione attraverso una relazione tecnica degli eventuali abusi.

Elevato al ruolo di “super poliziotto”, il professionista viene oggi investito della responsabilità di garantire (con risvolti anche penali in caso di errore) le asseverazioni per la corrispondenza dei documenti probatori riguardanti volumetria e consistenza degli edifici oggetto.

I rilievi con queste tecnologie laser scanner perciò costituiscono, soprattutto su ampie superfici di rilievo, e in tempi necessariamente rapidi, una delle migliori soluzioni per garantire una certezza di misura da confrontare alle rappresentazioni, rilevate nella circostanza “dell’accesso agli atti” depositati presso gli archivi comunali.

L’attuale tolleranza del 2% quindi, sulle misure eventualmente difformi rispetto a quelle depositate nei tempi addietro, alla luce delle attuali tecnologie di rilievo si scontra pesantemente con una legislazione e un sistema di rappresentazione grafica completamente obsoleto (si immagini che lo spessore del tratto a “rapidograph misura 0,2 mm in scala a 1/100 nelle rappresentazioni grafiche, in assenza di quote indicate e quindi rilevabili solo dal tratto sul cartaceo, quoterebbe nel reale uno scostamento di 2 cm moltiplicato “N” volte per tutti i tratti del disegno). Ora, come si possono risolvere problematiche (come spesso sono state riscontrate) di edifici realizzati negli anni ‘60-‘80 (ossia ormai 40/50 anni fa), difformi in termini anche consistenti, per volumetria, involucro e sedimi, con palesi documentazioni di avvenuta verifica degli enti allora competenti (ASL, uffici tecnici), senza una deroga specifica?

I responsabili dei settori urbanistici privati (per ora) fanno orecchie da mercante nell’assumersi la responsabilità di risolvere tali disallineamenti, consci che, le eventuali soluzioni sarebbero sicuramente incompatibili con le scadenze ferree imposte dagli interventi deducibili tramite cessione del credito fiscale.

Una eventuale monetizzazione di tali abusi, a margine della loro possibile legittimazione rispetto alla normativa attuale, spesso sarebbe inapplicabile in relazione al valore che tali immobili ormai, hanno raggiunto in difetto sia per la loro vetustà che per l’impossibilità da parte dei proprietari di affrontare tale spesa nell’attuale situazione di crisi economica contingente. La Regione Autonoma della Sardegna ha emesso a gennaio 2021 una proroga con aggiornamento, del “Piano Casa” il quale, nelle more di semplificazioni che sono poi state contestate dal Governo nazionale, aveva sollevato il grado di “tolleranza” nella corrispondenza, concessione-edificato effettivo, dal 2% al 5%, risolvendo di fatto moltissime problematiche oggi emerse.

Sfortunatamente lo Stato italiano ha però impugnato il provvedimento Regionale e ha stralciato – oltre ad altre – questa opportunità riportando la tolleranza al 2% come da norma nazionale, un quadro a cui si potrebbe porre rimedio solo tramite una vasta azione a livello nazionale istituzionale.

In questo senso, l’annunciata riforma del Catasto nel 2026 e l’entrata in vigore dell’obbligatorietà della progettazione BIM nel 2025 come standard, inizialmente per le sole opere pubbliche, potrebbero costituire l’occasione non solo per rinnovare la piattaforma di informazioni sullo stato del costruito, ma anche per fornire una base idonea a implementare forme di monitoraggio digitale e controllo del territorio in un’ottica di ottimizzazione delle risorse e sostenibilità energetica ed ecologica.

L’auspicio è che la pubblica amministrazione, grazie anche alle risorse economiche del P.N.R.R. concerti per tempo con gli Ordini professionali un’azione collegiale al fine di raggiungere questi obbiettivi. Fateci partecipare.■

1. Boomer - Parole nuove - Accademia della Crusca.
2. www.mise.gov.it/images/stories/documenti/STREPIN_2020_rev_25-11-2020.pdf?msclkid=bca668bcb2b911ecb5af6bf2054a56e6.