Castello di Montarrenti, droni e laser scanner per digitalizzare il borgo medievale
Le tecnologie digitali stanno trasformando il modo in cui vengono studiati, documentati e conservati i monumenti storici. In Toscana, il Castello di Montarrenti, nel territorio della provincia di Siena, è al centro di un progetto di rilievo tridimensionale che combina l’utilizzo di droni e laser scanner. L’iniziativa, realizzata dal Centro di Competenza START4.0, punta a ottenere una rappresentazione digitale accurata del complesso medievale, creando una base tecnica utile per approfondirne la conoscenza e supportarne la conservazione.
Il progetto dimostra come strumenti sviluppati anche per applicazioni industriali e ingegneristiche possano trovare un impiego concreto nella tutela dei beni culturali. Attraverso la raccolta di dati spaziali e la loro elaborazione informatica, le strutture architettoniche possono essere trasformate in modelli tridimensionali consultabili e analizzabili. Un’opportunità importante per valorizzare un patrimonio che, con il passare del tempo, è esposto agli effetti degli agenti atmosferici, dell’invecchiamento dei materiali e dei cambiamenti ambientali.
Il Castello di Montarrenti diventa un modello digitale in 3D
Il Castello di Montarrenti rappresenta una testimonianza dell’architettura storica del territorio senese. Come accade per molti complessi medievali, lo studio delle sue strutture richiede strumenti capaci di documentare non soltanto l’aspetto generale dell’edificio, ma anche le caratteristiche delle murature, le geometrie architettoniche e le irregolarità che si sono accumulate nel corso dei secoli.
È in questo contesto che si inserisce il progetto di digitalizzazione coordinato dal Centro di Competenza START4.0. L’attività si basa sull’integrazione di due tecnologie di rilievo: i droni, che consentono di acquisire informazioni dall’alto e da punti di vista difficilmente raggiungibili, e il laser scanner, utilizzato per rilevare con precisione la geometria delle superfici.
Il risultato è un modello tridimensionale che permette di rappresentare digitalmente il complesso architettonico. Rispetto alla documentazione fotografica tradizionale, una ricostruzione 3D può offrire informazioni metriche e spaziali più articolate, facilitando l’analisi delle forme e dei rapporti tra le diverse parti dell’edificio.
Il modello digitale non sostituisce il monumento reale né il lavoro degli specialisti sul campo. Costituisce, invece, uno strumento aggiuntivo per documentare lo stato delle strutture, confrontare le informazioni raccolte e organizzare le conoscenze necessarie agli interventi futuri.
Come funzionano i droni per il rilievo dei beni culturali
I droni professionali sono diventati strumenti sempre più importanti per la documentazione del patrimonio architettonico. Grazie alla possibilità di volare lungo percorsi pianificati e acquisire immagini da diverse angolazioni, permettono di osservare parti di un edificio che potrebbero risultare difficili da raggiungere con le normali attrezzature da terra.
Durante un’attività di rilievo, un drone può acquisire fotografie sovrapposte delle superfici architettoniche. Quando vengono utilizzate tecniche di fotogrammetria, queste immagini possono essere elaborate per ricostruire la geometria tridimensionale del soggetto. Il procedimento consente di ottenere modelli digitali e rappresentazioni dettagliate delle strutture, a condizione che la raccolta dei dati e la successiva elaborazione rispettino i requisiti tecnici necessari.
Nel caso di un castello medievale, la prospettiva aerea può contribuire a documentare coperture, porzioni elevate delle murature, cortili e relazioni spaziali tra gli elementi architettonici. La possibilità di raccogliere informazioni senza installare ponteggi su ogni parte dell’edificio può inoltre agevolare alcune operazioni preliminari di osservazione.
L’utilizzo dei droni deve comunque essere pianificato con attenzione. Ostacoli, condizioni meteorologiche, vegetazione, caratteristiche del sito e requisiti di sicurezza influenzano la qualità e la fattibilità delle operazioni. Anche la presenza di eventuali vincoli relativi al patrimonio culturale e allo spazio aereo deve essere considerata nella pianificazione dei voli.
Laser scanner: precisione e dettagli per studiare le murature
Accanto ai droni, il laser scanner svolge un ruolo fondamentale nella digitalizzazione tridimensionale. Questo strumento misura le distanze tra il sensore e le superfici circostanti attraverso impulsi laser, acquisendo numerosi punti nello spazio. L’insieme di queste misurazioni forma una cosiddetta nuvola di punti, cioè una rappresentazione digitale composta da milioni di coordinate.
La nuvola di punti permette di descrivere la geometria degli elementi rilevati con un livello di dettaglio che dipende dallo strumento, dalla distanza di acquisizione, dalle impostazioni utilizzate e dalle condizioni operative. Nel campo dei beni culturali, può essere impiegata per analizzare pareti, aperture, archi, ambienti interni e altre caratteristiche architettoniche.
Queste informazioni risultano particolarmente utili negli edifici storici, dove le superfici raramente presentano geometrie perfettamente regolari. Le murature possono mostrare deformazioni, discontinuità e tracce delle diverse fasi costruttive. Una documentazione tridimensionale accurata aiuta a rappresentare tali caratteristiche e offre agli studiosi una base metrica per ulteriori approfondimenti.
Il laser scanner non individua automaticamente ogni problema strutturale e non sostituisce le verifiche effettuate da ingegneri, architetti e restauratori. Fornisce però dati geometrici che, interpretati insieme alle altre informazioni disponibili, possono contribuire a valutazioni più complete sullo stato di conservazione del monumento.
Droni e laser scanner insieme: i vantaggi del rilievo integrato
Il valore del progetto realizzato a Montarrenti risiede anche nell’integrazione tra strumenti differenti. Droni e laser scanner acquisiscono informazioni attraverso modalità diverse e complementari. Le immagini aeree documentano l’aspetto visibile delle superfici e consentono di ricostruire la scena attraverso la fotogrammetria, mentre la scansione laser restituisce misurazioni geometriche distribuite nello spazio.
Quando i dati vengono correttamente integrati, è possibile ottenere una rappresentazione più completa del complesso architettonico rispetto a quella ricavabile da una sola tecnica. La combinazione può migliorare la documentazione delle aree accessibili da terra e di quelle osservabili dall’alto, offrendo una base comune per successive analisi.
Il processo richiede competenze specialistiche: le acquisizioni devono essere pianificate, i dati verificati e le diverse informazioni allineate in un sistema di riferimento coerente. Successivamente, le nuvole di punti e gli eventuali modelli fotogrammetrici possono essere elaborati per produrre rappresentazioni tridimensionali utilizzabili nei software di analisi e progettazione.
Non sono stati resi disponibili, nelle informazioni di partenza, dettagli specifici sul numero di voli, sugli strumenti utilizzati, sulla densità della nuvola di punti o sulle dimensioni finali del modello. È quindi importante non attribuire al progetto caratteristiche tecniche non confermate. Il dato centrale resta l’impiego combinato di droni e laser scanner per la realizzazione di una documentazione digitale ad alta precisione del castello.
Conservazione e restauro: perché digitalizzare un castello medievale
La creazione di un modello tridimensionale può offrire vantaggi concreti per la conservazione del patrimonio storico. Disporre di una documentazione digitale dettagliata consente di consultare la geometria dell’edificio anche dopo la conclusione delle attività sul campo e di utilizzare i dati come riferimento per studi successivi.
In presenza di campagne di rilievo ripetute nel tempo, i modelli possono inoltre essere confrontati per individuare eventuali variazioni geometriche. Questo tipo di analisi, se condotto con procedure omogenee e precisioni adeguate, può contribuire al monitoraggio di possibili deformazioni o cambiamenti delle superfici.
Un ulteriore vantaggio riguarda la pianificazione degli interventi di restauro. Architetti, ingegneri, archeologi e specialisti della conservazione possono utilizzare la documentazione tridimensionale per esaminare le strutture, condividere informazioni e valutare le esigenze di approfondimento prima di definire un progetto operativo.
Il modello digitale può anche facilitare la divulgazione, la didattica e la valorizzazione turistica. Le ricostruzioni tridimensionali, se rese disponibili attraverso piattaforme adeguate, permettono infatti di esplorare virtualmente gli spazi e comprendere meglio la configurazione di un complesso storico. La disponibilità pubblica dei dati, tuttavia, dipende dalle scelte progettuali e dalle condizioni di accesso stabilite dai soggetti responsabili.
START4.0 e l’innovazione applicata al patrimonio culturale
Il progetto di Montarrenti evidenzia la possibilità di trasferire competenze tecnologiche avanzate in un settore nel quale la precisione delle informazioni è particolarmente importante. Il Centro di Competenza START4.0 opera nell’ambito dell’innovazione e delle tecnologie digitali: l’attività di rilievo del castello rappresenta un esempio di applicazione di questi strumenti alla conoscenza e alla tutela di un bene storico.
La digitalizzazione del patrimonio culturale richiede infatti un approccio multidisciplinare. Alla disponibilità di sensori e software devono affiancarsi competenze in architettura, archeologia, topografia, elaborazione dei dati e conservazione. Solo attraverso il confronto tra queste discipline è possibile trasformare una grande quantità di misurazioni in informazioni realmente utili per lo studio del monumento.
Esperienze di questo tipo mostrano come l’innovazione non riguardi soltanto fabbriche, infrastrutture e attività produttive. Le stesse tecnologie possono contribuire alla salvaguardia di edifici storici, siti archeologici e paesaggi culturali, offrendo strumenti per documentare ciò che esiste oggi e supportare le decisioni di chi dovrà conservarlo domani.
Conclusioni: il Castello di Montarrenti entra nell’era della digitalizzazione
Il rilievo tridimensionale del Castello di Montarrenti rappresenta un esempio concreto di come droni e laser scanner possano lavorare insieme per documentare il patrimonio storico della Toscana. Il modello digitale ottenuto offre una base tecnica per lo studio delle geometrie architettoniche e può contribuire alle attività di conservazione, monitoraggio e valorizzazione del complesso medievale.
La digitalizzazione non sostituisce il restauro né la ricerca storica, ma mette a disposizione strumenti aggiuntivi per conoscere meglio gli edifici e pianificare con maggiore consapevolezza gli interventi. Seguire l’evoluzione di questi progetti significa comprendere come le nuove tecnologie possano aiutare a proteggere le testimonianze del passato. Il caso di Montarrenti conferma l’importanza di integrare innovazione e competenze specialistiche per preservare il patrimonio culturale e trasmetterlo alle generazioni future.
