LiDAR nel BIM

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LiDAR (Light Detection and Ranging) utilizza la tecnologia laser per misurare distanze e profondità, diventando uno strumento fondamentale al servizio del BIM

Se devi elaborare un progetto di ristrutturazione, restauro o manutenzione di un edificio esistente o un progetto ex novo di qualsiasi tipo, il punto di partenza è sempre il rilievo.

La tecnologia LiDAR può esserti d’aiuto perché ti consente di ottenere un rilievo affidabile dello stato di fatto e di creare un modello BIM dettagliato e completo.

Vediamo cos’è il LiDAR nel BIM, a cosa serve e come può agevolare il tuo lavoro.

Intanto, ti consiglio anche due articoli di approfondimento su questa tematica:

Che cos’è il LiDAR nel BIM?

Quando si parla di Building Information Modeling (BIM), si fa riferimento al processo di creazione di un modello fedele alla realtà, che va dal rilievo geometrico e informativo alla gestione della vita del bene realizzato. Il punto di partenza per la costruzione del modello BIM di un edificio esistente è sicuramente il rilievo geometrico.

Tra le tecniche di rilievo più attuali ed efficaci vi è sicuramente il LiDAR.

Acronimo di Light Detection and Ranging o Laser Imaging Detection and Ranging, è una tecnica di telerilevamento che consente di misurare la distanza di un oggetto utilizzando impulsi laser, con luce infrarossa di lunghezza compresa tra i 600 nm e i 1550 nm. La luce viene letteralmente sparato nella direzione desiderata e una strumentazione elettronica dedicata provvede a calcolare il tempo tra l’invio e la ricezione dell’impulso riflesso dagli oggetti.

Il raggio si muove alla velocità della luce, e gli strumenti necessari alla misurazione sono estremamente precisi, in modo da stimare scarti temporali nell’ordine di una manciata di picosecondi, ovvero un millesimo di miliardesimo di secondo.

La tecnologia LiDAR è utilizzata per quasi tutti i sistemi di rilevamento MMS (Mobile Mapping Systems) e iMMS (indoor Mobile Mapping Systems) ed è paragonabile ad un macro insieme che contiene questi sottogruppi.

Immagine che raffigura la correlazione che esiste tra la tecnologia LiDAR e i sistemi di rilievo MMS e iMMS

Relazione tra tecnologia LiDAR e sistemi MMS e iMMS

Il concetto di LiDAR esiste già dagli anni ’60: una tecnologia che permette di mappare l’ambiente circostante utilizzando raggi laser e registrando il tempo necessario per rilevare la loro rifrazione sui vari oggetti presenti (muri, alberi, persone, ecc.). Per sottolineare l’importanza del sensore LiDAR, basta pensare che il LiDAR Scanner 3D della missione Apollo 15 ha permesso di mappare la superficie della luna.

In tempi più recenti, i sensori LiDAR sono utilizzati per:

  • rilevare pedoni, ciclisti e ostacoli nelle auto a guida autonoma;
  • realizzare robot di fascia alta impiegati per la pulizia dei pavimenti e in grado di mappano gli ambienti per consentire la programmazione e la pulizia degli spazi;
  • analizzare il rischio idrologico e alluvionale;
  • valutare l’accuratezza planimetrica delle città e la pianificazione urbanistica;
  • mappare le coperture arboree delle foreste e sviluppare la silvicoltura;
  • in meteorologia, per misurare la velocità dei venti;
  • in astrofisica, per mappare la superficie di Marte tramite il MOLA, Mars Orbiting Laser Altimeter;
  • in edilizia, per rilevare edifici anche particolarmente complessi al fine di realizzare modelli 3D/BIM particolareggiati;
  • controllare la velocità dei veicoli, come alternativa alle pistole radar manuali.

I campi di applicazioni sono illimitati ed in via di sviluppo, in quanto la tecnologia è particolarmente flessibile e si apre a tantissimi usi.

L’integrazione tra il Building Information Modeling (BIM) e il Light Detection and Ranging (LiDAR) è sicuramente l’aspetto più interessante per il settore dell’edilizia perché aiuta a:

  • elaborare in tempo reale informazioni di qualità utili per la raccolta, l’elaborazione e la gestione delle informazioni relative alla costruzione in esame;
  • rilevare siti ed edifici storici per l’elaborazione del progetto di conservazione, restauro e manutenzione;
  • catturare la condizione dello stato di fatto al fine di elaborare diversi tipi di indagine (materica, stratigrafica, quadro fessurativo, ecc.);
  • elaborare rilievi topografici.

A cosa serve il LiDAR nelle costruzioni?

Il LiDAR nel settore delle costruzioni aiuta a riprodurre la realtà della costruzione in modo rapido e altamente affidabile.

Inoltre, negli ultimi anni, questa tecnologia viene sempre più impiegata in tutto ciò che riguarda la mappatura e il telerilevamento di precisione. In questo modo, è possibile realizzare modelli digitali del terreno (anche con l’ausilio di droni, velivoli, ecc.) di altissima precisione e con un margine piccolissimo di errore.

rilievo drone

Rilievo con drone

Prima ancora di dare il via ad al processo di progettazione, è necessario eseguire un rilevamento LiDAR. Questo tipo di ispezioni permette di valutare il terreno al fine di identificare gli interventi da fare (modifica delle curve di livello, scavi, rinterri, ecc.). Più accurato sarà il rilievo, più affidabile sarà il progetto. La tecnologia LiDAR, infatti, fornisce risultati più precisi e dettagliati rispetto alla tradizionale tecnologia fotogrammetrica.

In sintesi, il LiDAR può aiutare un progetto di costruzione nei seguenti modi:

  • fornisce informazioni per l’analisi e la simulazione durante lo sviluppo di un progetto;
  • determina i requisiti di eventuali riparazioni e interventi di manutenzione necessari per ogni progetto;
  • identifica le esigenze di ristrutturazione urgenti;
  • fornisce sondaggi precisi e veloci fin dall’inizio del progetto;
  • vengono fornite informazioni accurate sullo stato dei luoghi;
  • consente di sviluppare analisi e simulazioni per lo sviluppo del progetto;
  • aiuta a prevenire problemi di sicurezza;
  • permette il rilievo preciso di edifici esistenti e del terreno;
  • supporta l’identificazione di difformità del costruito.

La tecnologia LiDAR agevola la modellazione BIM ma altrettanto importante è la gestione dei modelli 3D attraverso un BIM management system completo e gratuito.

Infatti, attraverso la gestione del digital twin (il modello digitale che rappresenta il manufatto da realizzare o realizzato) è possibile anche “assistere” l’edificio durante tutto l’arco del suo ciclo di vita.

 

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