I problemi moderni richiedono soluzioni moderne: come le scansioni digitali possono aiutare la conservazione del patrimonio

In che modo le scansioni 3D possono aiutare la conservazione del patrimonio? Immagini: SzabolcsHorvath (a sinistra), CyArk (a destra e al centro) - Wikimedia. (Tutte le parti CC).

In tempi incerti, come guerre o disastri naturali, preservare il patrimonio non è sempre una priorità. Tuttavia, le scansioni 3D di strutture (non ancora) in pericolo potrebbero rappresentare un nuovo modo per favorire la conservazione digitale del patrimonio. Molte iniziative in Europa stanno già esplorando le possibilità. Ma i modelli 3D possono anche andare oltre la semplice ricreazione digitale e aiutare le ricostruzioni nella vita reale?

La questione sembra più rilevante che mai, poiché continuano ad arrivare notizie dall'Italia. I residenti a Napoli e dintorni si trovano ad affrontare terremoti e un cosiddetto "super vulcano", che colpirebbe anche la grande quantità di patrimonio culturale presente nell'area.

Non è sicuramente la prima volta che i napoletani si trovano a dover fare i conti con terremoti ed eruzioni vulcaniche. Gli antichi greci, che abitavano anche la regione, chiamavano l'area appena ad ovest di Napoli "Campi Flegrei", o campi ardenti. Sotto la superficie esiste una rete di vulcani sotterranei.

Anche se la sicurezza dei residenti dovrebbe essere giustamente in cima alla lista, dovrebbe essere presa in considerazione anche la sicurezza del patrimonio edilizio. L'area di Napoli è una delle regioni abitate ininterrottamente più antiche del mondo. Tuttavia, rendere ogni edificio, rovina, castello o statua a prova di terremoto sembra un lavoro impossibile. Questi edifici sono destinati a andare perduti in caso di catastrofe?

Zolfo e gas fuoriusciti dai Campi Flegrei attivi nel 20213. Immagine: Norbert Nagel/Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0)

Scansione 3D?

Un modo per mantenere questi edifici “vivi” anche dopo che sono stati distrutti potrebbe essere attraverso la creazione di modelli 3D delle strutture. In questo modo possiamo tenerli al sicuro in un regno digitale, anche quando vengono danneggiati o distrutti nel mondo reale. Come funziona?

Innanzitutto, hai bisogno di un cosiddetto scanner 3D: una fotocamera speciale che non scatta foto normali, ma cattura invece milioni di minuscoli punti nello spazio 3D. Lo scanner utilizza raggi laser o luce per misurare la distanza dallo scanner a diversi punti sulla superficie dell'edificio. Per scansionare l'intero edificio, una persona in genere vi cammina intorno oppure posiziona lo scanner in posizioni diverse. Mentre lo fanno, lo scanner emette raggi laser o luce che rimbalzano sulle superfici dell'edificio.

Quando il laser o la luce colpisce l'edificio, rimbalza sullo scanner. Lo scanner misura quanto tempo impiega la luce a ritornare e questo aiuta a calcolare la distanza fino a quel punto dell'edificio. Questo processo viene ripetuto molte volte al secondo, creando molte misurazioni. Queste misurazioni sono come una nuvola di punti che rappresentano la forma e i dettagli dell'edificio.

Tutti questi punti raccolti vengono utilizzati per creare un modello 3D dell'edificio. Immagina di unire i punti per formare una versione virtuale dell'edificio storico. Alcuni scanner 3D possono anche catturare il colore e la struttura della superficie dell'edificio, come la vernice o i motivi della pietra. Ciò aiuta a rendere il modello 3D realistico. Per rendere il modello 3D accurato e utile, viene utilizzato un software speciale per ripulire i dati, rimuovere eventuali errori e creare un modello fluido e dettagliato.

Iniziativa europea

Molti nel settore del patrimonio stanno già adottando misure per vedere come possiamo digitalizzare le strutture (del patrimonio). Un esempio ben noto è il cosiddetto Gemellalo! Campagna, gestito dall'Iniziativa Europeana. L'obiettivo del progetto è "raccogliere e mostrare campioni emblematici e di alta qualità dei beni culturali europei in 3D". Il progetto è una risposta concreta alla Raccomandazione della Commissione Europea del 2021, che sottolinea l’importanza di uno spazio comune europeo di dati per il patrimonio.

Entro il 2030, gli Stati membri europei sono incoraggiati a digitalizzare in 3D tutti i monumenti e i siti ritenuti a rischio, il 50% dei monumenti, edifici e siti del patrimonio culturale e culturale più visitati fisicamente, e a prestare particolare attenzione a categorie specifiche di beni del patrimonio con basso livello della digitalizzazione."

Oltre a documentare le strutture del patrimonio europeo in modelli 3D, l’obiettivo della campagna è mostrare perché è importante mappare questi edifici nel cloud digitale. Europeana sostiene che i modelli 3D possono ampliare l’accesso alla cultura, raggiungendo un pubblico più ampio e diversificato. Realizzando riproduzioni digitali, i professionisti possono imparare di più su come è costruito e su come conservarlo o ripristinarlo in futuro. Inoltre, disporre di modelli 3D di diversi patrimoni potrebbe favorire l’educazione delle persone sul patrimonio e sull’industria del turismo.

Corsa contro il tempo

Gemellalo! È certamente un passo nella giusta direzione, ma cosa succede quando la mappatura del patrimonio diventa una corsa contro il tempo? Un progetto ucraino mostra come è possibile eseguire la modellazione 3D di edifici storici in tempi di conflitto, quando si presta poca attenzione alla potenziale perdita del patrimonio.

Quando l'architetto Julian Chaplinskyy, con sede a Lviv, vide le bombe cadere su Kiev e Kharkiv, collaborò con lo studio locale Skeiron. Insieme tentano di eseguire scansioni 3D di monumenti iconici in Ucraina utilizzando laser, Euronews riportato. Al momento in cui scrivo, hanno registrato e mappato sessanta strutture in Ucraina.

Mappatura di Notre Dame

Tuttavia, mappare e conservare digitalmente un modello 3D del patrimonio culturale è una cosa. Utilizzando un modello di questo tipo – o meglio le misurazioni dei dati su cui vengono creati i modelli – per ricostruire completamente è più facile che farlo.

Tuttavia, non è impossibile. La rapida ricostruzione di Notre Dame a Parigi lo ha dimostrato. Dopo che la cattedrale, famosa in tutto il mondo, è andata in fiamme nel 2019, gli esperti si chiedevano come avrebbero ricostruito le parti danneggiate della chiesa. Fortunatamente, nel 2001 lo storico dell'architettura Andrew Tallon lo aveva realizzato mappe 3D estese della chiesa. Tallon, purtroppo scomparso nel 2018 a causa di un cancro al cervello, ha installato un treppiede in cinquanta diverse posizioni all'interno della cattedrale per scansionare e raccogliere vari punti digitali utilizzando i laser per mappare e misurare. 

Guarda il processo di scansione digitale di Tallon della Cattedrale di Washington nel 2015.

Più di due decenni dopo, i modelli 3D si sono rivelati preziosi per la rapida ricostruzione di Notre Dame. Perché anche se lo Stato francese aveva in giro disegni architettonici o mappe, spesso l'edificio in pratica non sarebbe stato così.

Tallon ha catturato la cattedrale così com'era nei giorni in cui l'ha scansionata, nel 2010. Le scansioni 3D rivelano che la struttura è cambiata nel tempo a causa di forze interne ed esterne, con una precisione fino a un millimetro. I dati ottenuti dagli scanner laser offrono misurazioni molto più precise di quanto qualsiasi disegno, moderno o storico, potrebbe mai fare.

L’unico problema è rappresentato da questo tipo di scansioni 3D estese, che consistono in milioni di punti di misurazione. Le scansioni sono semplicemente troppo grandi per essere archiviate in un cloud digitale. Un articolo in The Atlantic ha calcolato che le scansioni di alta qualità sarebbero circa un tera byte di dati. Abbastanza piccolo da poter essere inserito in un disco rigido esterno. Pertanto, anche quando si dispone di un'imponente ricostruzione digitale di un edificio, è necessario mantenere sicuro il luogo di archiviazione fisica.

Esegui la scansione finché puoi

Torniamo in Italia, dove i Campi Flegrei continuano a rimbombare. Come accennato in precedenza, la sicurezza delle persone dovrebbe essere la priorità numero uno. Tuttavia, il patrimonio viene spesso dimenticato quando si verifica una catastrofe. Nel caso dell’Ucraina, vediamo che a volte preservare il patrimonio in modo digitale può diventare una corsa contro il tempo.

Con le moderne tecnologie a nostra disposizione, un piano per effettuare scansioni 3D dei punti di riferimento più importanti per riferimento futuro non sembra una cattiva idea. Quindi, analizziamo il patrimonio a Napoli e dintorni. Chissà quando ne avremo bisogno la prossima volta?

Donare