Modelli 3D per il progetto di restauro. Il palazzo di Margherita d Austria all Aquila

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1 Modelli 3D per il progetto di restauro. Il palazzo di Margherita d Austria all Aquila Stefano Brusaporci Dipartimento di Architettura ed Urbanistica Università degli Studi dell Aquila stefano.brusaporci@univaq.it ABSTRACT The paper presents one of the case studies of the Research of National Interest MIUR PRIN COFIN 2008 Complex models for architectonic and urban heritage, principal investigator Prof. Mario Centofanti, Architecture and Town Planning Department, University of L Aquila. Subject is the palazzo of Margherita d Austria (XIV-XIX centuries), town hall of L Aquila city, in 2009 seriously damaged by the seismic events. The building has been surveyed by integrated method, also using laser scanning. Elaborations are about constructive elements, degradation phenomena, ruins, etc. A three-dimensional digital model has been realised according to the architectonical surveying, with a level of detail corresponding to a representation scale 1:50. This study analyses the utility of the 3D model for the restoration project. The digital model assists a simulation of architectonic reality, according to a knowledge s rule of the model that enriches our experience: the model simulates geometries, spaces, materials, architectural characteristics, etc. That is the image of architecture. About the knowledge process, the correlation of the model with an architectonical informative systems allows surveying s data collection and systematization. These data are numerous and heterogeneous, concerning different aspects, from measurements to textual information. In particular the model facilitates the analysis of archival documents with their spatial relation to architectonic components. Besides the model favours historical-critical studies, in particular with the visualization of synchronic-historical sections, with metrological, proportional and spatial analysis, with elaborations about materials and conservation conditions. At the same time, in a mirror-like point of view, the model offers a support to the planning process, with the simulation, development, verification and definition of the restoration project in advance.

2 Introduzione Il contributo presenta un caso di studio inserito nella sperimentazione in corso nell ambito della ricerca PRIN COFIN 2008 Modelli complessi per il patrimonio architettonico-urbano, coord. scientifico nazionale Mario Centofanti. Oggetto dell esperienza è il Palazzo di Margherita d Austria all Aquila (secc. XIV-XIX), sede comunale, fortemente danneggiato dal sisma del Del palazzo è stato eseguito il rilevamento con metodo integrato ed è stato costruito il modello tridimensionale. Il contributo vuole approfondire l utilità del modello 3D per il progetto di restauro. Il modello digitale per il progetto di restauro La costruzione di un modello restitutivo digitale per il progetto di restauro richiede specifici approfondimenti relativamente al rilievo dell apparecchiatura costruttiva, materia dell opera architettonica, e all analisi del degrado e del dissesto (Docci, Maestri 2009). In particolare il sistema costruttivo presenta valore testimoniale delle culture architettoniche e delle vicende di modificazione e trasformazione susseguitesi nei secoli. In genere l osservazione diretta dell apparecchiatura costruttiva è limitata, spesso richiedendo la ricostruzione critica sulla base di specifiche di indagini. In relazione al caso di studio, il rilievo anatomico del palazzo di Margherita d Austria è stato reso possibile attraverso saggi, endoscopie, analisi non distruttive, osservazioni consentite da crolli conseguenti al terremoto. La volontà di realizzare un modello costruito non solo in ordine alle superfici architettoniche ma anche al sistema costruttivo, evidenzia la problematica relativa alla definizione del grado di similarità tra rappresentante e rappresentato, tema che rinvia al rapporto tra le tecniche di modellazione e scala di restituzione, ovvero livelli di dettaglio del modello. Se «nessun modello di visualizzazione scientifica ha avuto nel passato la pretesa di voler fungere da gemello del mondo reale» (Maldonado 1997, p. 165), oggi questo assunto, ancor vero seppur in relazione alle potenzialità offerte dalle tecnologie digitali, pone specifiche questioni sul rapporto tra immagine dell oggetto architettonico, rappresentazione dell apparecchiatura costruttiva, la possibilità offerta dai modelli 3D di costituirsi quale supporto ed interfaccia per sistemi informativi architettonici. Infatti, per quanto attiene il processo di conoscenza, il modello consente la raccolta, correlazione e sistematizzazione della grande ed eterogenea massa di informazioni relative al rilievo e all analisi storica documentale (Benedetto, Gaiani, Remondino 2010). Il modello 3D, per sue caratteristiche, contiene informazioni di natura metrica, geometrica, architettonica, inoltre sui materiali, sul colore, sul degrado, etc. Ma anche, attraverso collegamenti ai suoi elementi, il modello consente di correlare documenti ed informazioni di eterogenei. Il modello 3D, per la sua natura tridimensionale, offre una interfaccia spazialmente articolata consentendo la navigazione e l interrogazione delle informazioni in maniera intuitiva, in particolare favorendo l analisi dell architettura storica (Brusaporci 2010). Pertanto il modello, correlato con un database modificabile ed implementabile nel tempo, può essere di ausilio allo sviluppo dell iter progettuale di restauro e la verifica delle soluzioni 2

3 1. Il centro storico dell Aquila con l individuazione del palazzo di Margherita d Austria proposte, nonché la gestione del bene del tempo, secondo le istanze della manutanzione programmata e del principio del minimo intervento. Essendo difficilmente perseguibile l idea di un modello dell intero edificio definito sin negli elementi costruttivi il solo modello architettonico del palazzo di Margherita d Austria risulta oneroso dal punto di vista computazionale al fine di realizzare uno strumento di facile gestione si è optato per costruire un sistema di modelli a cascata, correlati tra loro e con gradi di definizione sempre più spinti. Non si tratta solamente della nota questione dei levels of detail (LOD) e relativa al numero di poligoni utilizzati per descrivere una superficie quanto al numero dei componenti stessi il modello, cioè di quanto la rappresentazione possa essere mimetica ovvero analogica della realtà costruttiva (Centofanti, Continenza, Brusaporci, Trizio 2011). In parallelo si svolge il tema della rappresentazione delle caratteristiche percettive l immagine dell architettura dove in primo luogo si pone il quesito di quali siano le caratteristiche di un buon modello restitutivo: «Un immagine realistica, oppure un immagine astratta? [...] Sempre in quest ambito si inserisce la questione dell impiego dei computer per comunicare l architettura: come possiamo servirci della tecnologia digitale per realizzare immagini capaci di rappresentare le nostre idee con la ricchezza di significati, molteplicità di letture e interpretazioni, e perfino con quella confortevole ambiguità caratteristica dei nostri vecchi disegni? [...] Come possiamo ampliare le nostre capacità di esprimere i contenuti dell architettura per produrre immagini e raccontare storie che stimolando il pensiero astratto ti fanno pensare più di quello che vedi?» 3

4 2. Fronte principale su piazza Palazzo 3. Vista del cortile interno (Gaiani 2009, p. 50). Se il fotorealismo è importante, tuttavia richiede un approccio critico: «ogni rappresentazione, nel momento in cui costituisce o trasmette un disegno [...] passa attraverso un filtro tecnico che ne traduce il senso secondo una procedura convenzionale che oscilla tra l analogico e il mimetico. [...] nell uno e nell altro caso, con il passaggio attraverso le procedure costruttive dell immagine, il senso del messaggio può subire alterazioni, condizionamenti e deformazioni che in ultima analisi è compito dell operatore, e della sua abilità, asservire all intenzione originaria» (De Rubertis 2003, pp ). Infine il modello può assumere uno specifico ruolo quale strumento di analisi storico-critica, presentando esso stesso valore documentale: «Il modello rappresentativo e restitutivo dell edificio è parte integrante della conoscenza storica e, nel suo insieme, testo autonomo possibile di 4

5 3. Piano terra e sezione longitudinale ulteriori analisi e interpretazioni. Il modello infatti fornisce tutta una serie di utili informazioni sul significante architettonico, sotto un particolare riguardo e in un determinato momento storico. A sua volta il modello si presta ad essere storicizzato e studiato, non più, e solo per il suo rapporto con l oggetto presentato, ma come documento esso stesso in relazione al contesto storico-culturale che lo ha prodotto. [...] Se da una parte la rappresentazione schematica realizzata nel modello allontana dall oggetto reale, dall altra essa facilita qual processo di astrazione che è alla base di ogni possibile iter interpretativo e/o progettuale» (Centofanti 2010, p.47 e 52). Il modello digitale favorisce una simulazione della realtà secondo un ruolo conoscitivo del modello: «arricchire la nostra esperienza, anzi fornirci più esperienza di quella che noi avremmo potuto raccogliere, 5

6 3. Modello 3D. La vista dal basso favorisce l osservazione dell impianto generale e del rapporto tra interni ed esterni 4. Il modello digitale consente l analisi dell articolazione architettonica. In particolare si evidenziano le caratteristiche dei corpi di fabbrica ed il sistema delle coperture senza la mediazione dell immaginale, in un rapporto, diciamo, empirico con la realtà» (Maldonado 2007, p. 57). In tale senso il modello 3D simula le geometrie, gli spazi, i materiali, le caratteristiche architettoniche dell edificio, lo stato di fatto e le patologie di degrado, in ultimo l immagine dell architettura. 6

7 5. La sezione trasversale del modello descrive il sistema androne cortile scala tra la corte e l ingresso su via delle Aquile. 6. Il modello, come sistema informativo architettonico, consente l articolazione e correlazione spaziale dei dati documentali In relazione a quanto esposto si ritiene che un modello 3D siffatto possa essere utile al progetto di restauro, alla definizione delle tecniche di intervento, alla valutazione dei criteri di minima invasività e massima reversibilità, allo studio dei criteri di fattibilità ed economicità, all approfondimento delle problematiche di cantiere, non ultimo alla simulazione delle ipotesi progettuali e alla previsione delle caratteristiche percettive dell opera, così come si verrà a configurare in seguito all intervento. Non ultimo il contributo che il modello può fornire al progetto ed al controllo del contesto urbano ed allo studio del colore. 7

8 7. Il livello di dettaglio del modello digitale corrisponde a quello di una scala di restituzione 1:50 Il caso di studio Il Palazzo di Margherita d Austria sorge nel cuore del centro storico della città dell Aquila, isolato rispetto al tessuto edilizio tra piazza Palazzo e piazza S. Margherita, tangente all asse urbano est-ovest di via Roma. Sul fronte principale si trova la torre civica, ultima testimonianza delle torri medievali che caratterizzavano il paesaggio cittadino. Il corpo di fabbrica si sviluppa in maniera omogenea su tre livelli; androni collegano le piazze al cortile interno porticato dove, sul lato settentrionale, si trova lo scalone principale. Il Palazzo, realizzato su progetto di Pico Fonticulano quale residenza di Margherita d Austria nel XVI secolo, è stato in larga parte modificato nel XIX secolo, in seguito ai danni causati dal terremoto del 1703 e per la realizzazione dei Collegi Giudiziari dei Tre Abruzzi (Centofanti 2010). Il sisma del 2009 e le conseguenti indagini hanno consentito un analisi puntuale dell apparecchiatura costruttiva e la verifica delle fasi costruttive. Quest ultima è stata condotta in parallelo allo studio delle fonti documentali presenti presso l Archivio di Stato dell Aquila, con particolare riferimento ai progetti storici, alle relazioni sullo stato di fatto e agli stati di avanzamento. 8

9 Del palazzo è stato compiuto un rilevamento integrato. Approfondimenti riguardano l apparecchiatura costruttiva ed il degrado. Sulla base del rilievo è stato realizzato un modello tridimensionale, con livello di dettaglio corrispondente alla scala 1:50. Approfondimenti riguardano, ad esempio, lo scalone principale. Relativamente alla modellazione si è proceduto sia con metodi di modellazione diretta che con metodi di modellazione inversa ovvero rappresentazione matematica e rappresentazione numerica (Migliari 2009). Il primo seguendo una procedura analitica, secondo una operazione di suddivisione concettuale dell edificio per elementi, modellati in successione: così ad esempio per i pilastri del portico, è stato realizzato il basamento, il fusto ed il capitello, quindi il tutto è stato assemblato. Viceversa il reverse modelling è stato condotto secondo un processo di sintesi, dove, a partire da elementi discontinui (nuvole di punti), vengono interpolate le superfici. Peculiarità del caso specifico è che l edificio presenta importanti opere di puntellamento che causano ampie zone d ombra. Il modello 3D del Palazzo di Margherita d Austria favorisce lo studio storico-critico, attraverso la visualizzazione di sezioni storicosincroniche, analisi metrologiche, proporzionali, spaziali ed architettoniche, delle caratteristiche materiche, dello stato di conservazione, infine favorisce l esame e la correlazione di documentazioni di archivio, rapportate spazialmente ai componenti architettonici. Specularmente il modello offre un supporto al processo progettuale, consentendo la simulazione e quindi la verifica preventiva degli interventi. Riferimenti bibliografici Benedetto B., Gaiani M., Remondino F. (2010), Modelli digitali 3D in archeologia: il caso di Pompei, Edizioni della Normale, Pisa. Brusaporci S. (2010), Sperimentazione di modelli tridimensionali nello studio dell'architettura storica, in id. (a cura di), Sistemi informativi integrati per la tutela, la conservazione e la valorizzazione del patrimonio architettonico e urbano, Gangemi, Roma, pp Centofanti M., Continenza R., Brusaporci S., Trizio I. (2011), The Architectural Information System SIArch3D-Univaq for analysis and preservation of architectural heritage, The international archives of the photogrammetry remote sensing and spatial information sciences, vol. XXXVIII-5/W16. Centofanti M. (2010), Della natura del modello architettonico, in Brusaporci S. (a cura di), Sistemi informativi integrati per la tutela la conservazione e la valorizzazione del patrimonio architettonico e urbano, Gangemi, Roma, pp Centofanti M. (2010), Il palazzo e la città, in Capezzali W. (a cura di), Il palazzo di Margherita d Austria all Aquila, Carsa, Pescara, pp Continenza R. (2010), Il progetto del sistema informativo architettonico, in Brusaporci S. (a cura di), Sistemi informativi integrati per la tutela la conservazione e la valorizzazione del patrimonio architettonico e urbano, Gangemi, Roma, pp Continenza R. (2009), Il progetto del SIArch, Sistema Informativo Architettonico, intervento su invito XII Conferenza nazionale italiana ESRI 28.V.2009, in De Rubertis R. (2003), Il disegno digitale: libertà o coartazione espressiva?, in Sacchi L., Unali M. (a cura di), Architettura e cultura digitale, Skira, Milano. Docci M., Maestri D. (2009), Manuale di rilevamento architettonico e urbano, Laterza, Roma-Bari; prima ed Gaiani M. (2009), Dove stiamo andando?, in Unali M. (a cura di), New lineamenta, Kappa, Roma. Maldonado T. (1997), Critica della ragione informatica, Feltrinelli, Milano. Maldonado T. (2007), Reale e virtuale, Feltrinelli, Milano; prima ed Migliari R. (2009), Geometria descrittiva, De Agostini, Novara. 9