I droni a supporto dei processi BIM: rilievo, monitoraggio e gestione del cantiere

I droni a supporto del BIM consentono di acquisire dati aggiornati dello stato di fatto e di confrontarli con il modello digitale dell’opera. Attraverso rilievi fotogrammetrici o sensori LiDAR è possibile produrre ortofoto, nuvole di punti e mesh utilizzabili per la modellazione Scan to BIM, il controllo del costruito, l’aggiornamento del modello as-built e la pianificazione della manutenzione. In questo contesto, l’integrazione tra rilievo aereo e modelli informativi digitali rappresenta un’evoluzione significativa nei processi di gestione del costruito, poiché permette di mantenere una connessione costante tra la realtà fisica e la sua rappresentazione digitale.

L’utilizzo dei droni è diffuso anche nel settore AEC. I droni in edilizia, infatti, sono già una realtà: vengono impiegati nelle fasi di rilievo di terreni o edifici esistenti, nell’ispezione di luoghi o strutture inaccessibili, nel monitoraggio di cantieri in corso.

Il loro utilizzo può andare ben oltre: possono, essere integrati nei processi BIM, contribuendo ad aumentare l’efficienza durante l’intero ciclo di vita dell’opera.

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Come integrare il BIM con i flussi di lavoro di rilevamento con droni

Il BIM è un processo di gestione delle informazioni che consente di organizzare e condividere i dati relativi a un’opera mediante modelli digitali. I droni, equipaggiati con sensori avanzati, possono acquisire dati geometrici, fotografici e termici utili per creare, verificare o aggiornare tali modelli.

È importante precisare che il drone non genera direttamente un modello BIM. Il rilievo produce dati grezzi o elaborati — come fotografie, ortofoto, nuvole di punti e mesh — che devono essere successivamente interpretati, classificati e trasformati in oggetti BIM mediante attività manuali, semiautomatiche o assistite da software specifici.

Poiché i droni consentono di acquisire informazioni su un sito o una struttura, senza richiedere necessariamente l’accesso diretto dell’operatore, possono risultare utili in ogni fase di un progetto edilizio:

1. in fase di rilievo e progettazione, forniscono dati topografici e geometrici che possono essere incorporati nel modello BIM iniziale. La disponibilità di uno stato di fatto attendibile riduce il rischio di errori progettuali, interferenze e successive rilavorazioni;
2. in fase esecutiva, permettono di tenere periodicamente informati tutti i soggetti interessati sullo stato attuale di un lavoro. La generazione di nuvole di punti, ortofoto o modelli tridimensionali aggiornati consente di confrontare il costruito con il progetto e di individuare eventuali scostamenti;
3. in fase di collaudo e consegna, i dati acquisiti possono contribuire alla verifica dell’opera eseguita e all’aggiornamento del modello as-built;
4. in fase di gestione e manutenzione, i droni permettono di effettuare ispezioni visive o termografiche di coperture, facciate, strutture e impianti difficilmente accessibili. Le immagini acquisite possono aiutare il tecnico a individuare anomalie visibili e a programmare verifiche più approfondite. Il rilievo con drone, tuttavia, non sostituisce le diagnosi strutturali né le certificazioni effettuate dai professionisti competenti.

Fasi di utilizzo dei droni nei processi BIM

Fotogrammetria con droni e generazione di nuvole di punti per modelli BIM

Il rilievo da drone si basa sui concetti chiave della fotogrammetria e del rilievo fotogrammetrico, ovvero un processo che permette di rilevare una costruzione e le sue caratteristiche metriche tramite l’acquisizione ed elaborazioni di immagini fotografiche.

Sempre più utilizzato è il cosiddetto scan to bim, ossia il processo di creazione o aggiornamento di un modello BIM di un’opera a partire dai dati acquisiti con tecniche di rilievo avanzate.

Si parte con una serie fotografie acquisite secondo un piano di volo definito. Le immagini vengono poi elaborate da software fotogrammetrici mediante tecniche di Structure from Motion (SfM), che ricostruiscono la geometria tridimensionale e la posizione delle camere individuando punti corrispondenti in più fotografie.

La ricostruzione può essere completata mediante algoritmi di Multi-View Stereo, o MVS, utilizzati per aumentare la densità della nuvola di punti.

Il risultato è una nuvola di punti che può essere ulteriormente elaborata per creare modelli tridimensionali a mesh. Nuvole di punti e mesh costituiscono una rappresentazione geometrica dello stato rilevato, ma non sono di per sé modelli BIM. Possono essere utilizzate come riferimento per modellare oggetti digitali dotati di geometria, classificazione, proprietà e informazioni tecniche.

I rilievi con droni possono essere integrati con rilievi eseguiti con laser scanner, in modo da combinare la copertura aerea con dati di maggiore dettaglio acquisiti da terra.

Nuvola sparsa di punti ottenuta da un rilievo fotografico con drone

I droni risultano particolarmente utili per rilevare aree estese, coperture, facciate, infrastrutture e zone difficilmente raggiungibili. La qualità del risultato dipende tuttavia dalla corretta pianificazione del volo, dalle caratteristiche del sensore, dalle condizioni ambientali e dai sistemi impiegati per la georeferenziazione.

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L’uso dei droni per le ispezioni ed il rilievo

Schema di sovrapposizione delle foto effettuate durante un rilievo con drone

Fotogrammetria, LiDAR e laser scanner: quali differenze?

La fotogrammetria con camera RGB ricostruisce la geometria a partire dalle immagini e consente di ottenere risultati visivamente dettagliati. La qualità della ricostruzione può però diminuire in presenza di superfici uniformi, riflettenti, trasparenti o scarsamente illuminate.

Un drone dotato di sensore LiDAR misura direttamente le distanze mediante impulsi laser. Questa tecnologia può risultare vantaggiosa in presenza di vegetazione, geometrie complesse o condizioni in cui la texture fotografica non è sufficiente.

Il laser scanner terrestre offre generalmente un’elevata densità e precisione sulle superfici visibili da terra, ma può richiedere numerosi posizionamenti. Per questo, nei rilievi complessi, le diverse tecnologie vengono spesso utilizzate in modo complementare.

Dal rilievo con drone al modello BIM: processo passo passo

Il passaggio dal rilievo con drone al modello BIM richiede una sequenza di attività di pianificazione, acquisizione, elaborazione, controllo e modellazione:

1. pianificazione del rilievo: vengono definiti l’area di interesse, la quota di volo, la traiettoria, il Ground Sampling Distance desiderato, la sovrapposizione longitudinale e trasversale delle immagini, l’inclinazione della camera e le condizioni operative;
2. georeferenziazione e controllo: in funzione dell’accuratezza richiesta possono essere utilizzati punti di controllo a terra, detti GCP, punti di verifica indipendenti, sistemi GNSS RTK o PPK e un sistema di coordinate coerente con il progetto;
3. acquisizione dei dati: il drone esegue il volo pianificato e acquisisce le immagini o gli altri dati del sensore. Durante l’operazione è necessario verificare la qualità delle riprese, la copertura dell’area e l’assenza di immagini mosse o sovraesposte;
4. elaborazione dei dati: il software fotogrammetrico allinea le immagini, ricostruisce la posizione delle camere e genera i prodotti richiesti, come nuvola di punti, mesh, modello digitale della superficie e ortomosaico ad alta risoluzione;
5. verifica dell’accuratezza: prima di utilizzare il rilievo nel processo BIM è opportuno controllare gli errori planimetrici e altimetrici, analizzare il report di elaborazione e confrontare il risultato con punti di verifica indipendenti;
6. modellazione scan to BIM: la nuvola di punti viene importata o collegata a un software BIM. A partire dai dati rilevati vengono modellati gli elementi dell’opera e associate le informazioni richieste dal progetto, dal capitolato informativo o dagli obiettivi di gestione;
7. validazione e condivisione: il modello ottenuto viene verificato rispetto alle tolleranze stabilite e condiviso nel Common Data Environment, insieme alla documentazione e ai report di controllo.

Se vuoi approfondire i passaggi del processo per la creazione di un modello BIM a partire dal rilievo con drone, leggi l’approfondimento “Come creare un modello 3D dalla nuvola di punti”.

Workflow dal rilievo con drone alla modellazione Scan to BIM

Quali formati vengono utilizzati?

I dati prodotti dai software di rilievo possono essere esportati in formati differenti. Per le nuvole di punti sono diffusi, per esempio, LAS, LAZ, E57, XYZ e alcuni formati proprietari. Le mesh possono essere esportate in OBJ o PLY, mentre gli ortomosaici vengono generalmente gestiti come immagini georeferenziate, ad esempio in formato GeoTIFF.

Nel processo BIM, il modello informativo può essere scambiato mediante formati aperti come IFC oppure attraverso i formati nativi dei software utilizzati. Prima di avviare il rilievo è quindi opportuno verificare la compatibilità tra software fotogrammetrico, piattaforma di gestione delle nuvole di punti e software BIM.

Droni e BIM per il monitoraggio del cantiere

Nei cantieri ci sono innumerevoli difficoltà da affrontare, imprevisti e variabili che possono rendere complesso il controllo delle attività.

Tra i vari usi dei droni nel settore delle costruzioni, il monitoraggio ed il controllo del cantiere rappresentano una delle applicazioni più efficaci. I metodi tradizionali di rilevamento e mappatura possono richiedere tempo e manodopera; con i droni, alcune attività di acquisizione possono essere svolte più rapidamente, soprattutto nel caso di aree estese o difficilmente accessibili.

Attraverso voli ripetuti secondo traiettorie e parametri coerenti è possibile creare una serie storica dello stato del cantiere. La confrontabilità dei dati dipende dalla corretta georeferenziazione e dall’utilizzo di procedure di acquisizione omogenee nel tempo.

Controllo periodico del cantiere con piattaforme di collaborazione BIM e dati UAV

I droni possono essere utilizzati per monitorare l’evoluzione e lo stato del cantiere durante la costruzione. Ciò può essere utile verificare la reale corrispondenza tra progetto e costruito.

Le fotografie, i video e gli altri dati ottenuti dai droni possono essere caricate sulle piattaforme collaborative BIM, dove vengono automaticamente condivise tra tutti gli attori coinvolti, in base al grado di authority che essi hanno.

Così viene affrontata una tra le maggiori difficoltà della gestione di un cantiere: l’aggiornamento costante della documentazione, grafica e fotografica, durante gli stati di avanzamento dei lavori, e la condivisione rapida di tali dati.

Tradizionalmente, infatti, durante i lavori venivano scattate delle foto che poi venivano archiviate in modo tale da renderne difficile l’esatta collocazione, sia temporale sia geografica, ed impedendone il recupero veloce anche a distanza di tempo.

La gestione non strutturata dei file poteva inoltre generare duplicati, aree non documentate e difficoltà nel ricostruire la sequenza temporale delle attività. Collegare le immagini a coordinate, date, zone di cantiere o oggetti del modello consente invece di mantenere una documentazione più ordinata e tracciabile.

Con l’introduzione dei droni e delle piattaforme BIM è possibile condividere riprese aeree, ortofoto e dati tridimensionali aggiornati, facilitando il controllo a distanza e il coordinamento tra i soggetti coinvolti.

Miglioramento della sicurezza in cantiere con il monitoraggio tramite droni

L’adozione di tecnologie innovative, come i droni, può fare la differenza nel monitoraggio dei rischi e nella prevenzione degli incidenti.

Attraverso voli pianificati è possibile osservare l’organizzazione generale delle aree di lavoro, la posizione dei mezzi, lo stato delle opere provvisionali e la presenza di potenziali criticità visibili dall’alto.

L’eventuale ripresa di lavoratori deve tuttavia essere valutata con particolare attenzione. Il trattamento delle immagini può coinvolgere norme sulla privacy, sulla videosorveglianza e sul controllo a distanza dei lavoratori. È quindi necessario definire finalità, basi giuridiche, tempi di conservazione, misure di sicurezza e modalità di informazione degli interessati, con il supporto delle figure competenti.

I droni offrono numerosi vantaggi per la sicurezza nei cantieri edili:

• ispezioni di sicurezza: con i droni è possibile ispezionare strutture e attrezzature in quota, come tetti, impalcature e gru, riducendo la necessità di esporre i lavoratori a rischi di caduta;
• monitoraggio aereo: i droni possono sorvolare il cantiere e acquisire immagini e video ad alta risoluzione, fornendo una visione d’insieme dell’area di lavoro, consentendo di identificare rischi e pericoli difficilmente individuabili da terra, come ostacoli in quota, scavi non protetti o aree di difficile accesso;
• supporto alle verifiche di sicurezza: le immagini possono contribuire a documentare la configurazione del cantiere, l’utilizzo delle aree operative e il posizionamento di alcune attrezzature, nel rispetto della normativa applicabile e delle procedure aziendali;
• rilevamento di anomalie: grazie a sensori termici e altre tecnologie, i droni possono rilevare anomalie e situazioni di pericolo, come perdite di gas, surriscaldamento di impianti elettrici o presenza di materiali pericolosi;
• gestione delle emergenze: in caso di incidente o emergenza, i droni possono fornire immagini in tempo reale dell’area interessata, aiutando i soccorritori a valutare la situazione e a pianificare l’intervento.

I dati acquisiti rappresentano uno strumento di supporto e non sostituiscono il coordinamento della sicurezza, le ispezioni effettuate dalle figure responsabili o le verifiche specialistiche previste dalla normativa.

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Utilizzo dei dati dei droni per l’aggiornamento del modello BIM as-built

Un modello BIM as-built è la rappresentazione digitale aggiornata dello stato di fatto di un edificio o di un’infrastruttura una volta terminata la fase di costruzione

La sua affidabilità dipende dalla qualità delle verifiche, dalla corretta registrazione delle varianti e dal livello di informazione effettivamente richiesto per la consegna e la gestione dell’opera.

Completata la costruzione inizia una nuova fase dell’opera, quella legata al facility management.

Poiché un’opera può rimanere in esercizio per decenni, la sua gestione passa normalmente attraverso soggetti, organizzazioni e responsabili differenti.

Il passaggio tra diversi operatori, da costruttore a gestore, da gestore a gestore, è tale da causare la perdita di informazioni e dati relativi alla costruzione, ai diversi interventi manutentivi effettuati, nonché alle caratteristiche stesse del fabbricato.

Si perde, in pratica, la “memoria del fabbricato“, fondamentale per la sua manutenzione.

Nei processi tradizionali, gli elaborati di progetto non sempre venivano aggiornati al termine della costruzione. Anche le successive modifiche architettoniche, strutturali o impiantistiche potevano non essere registrate in modo organico, rendendo più complessa la gestione dello stabile.

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L’utilizzo di modelli BIM, permette di avere un modello aggiornato da poter utilizzare nella programmazione di interventi di manutenzione.

Se correttamente popolato e aggiornato, il modello può contenere informazioni sulla posizione degli elementi, sulle caratteristiche tecniche, sulla data di installazione, sul produttore, sugli interventi effettuati e sui documenti associati. La disponibilità di tali informazioni dipende tuttavia dai requisiti stabiliti e dalla qualità del processo di aggiornamento.

Nel modello BIM possono essere archiviati gli interventi di manutenzione, tutte le foto, i report delle ispezioni, in modo da avere un archivio aggiornato con tutti i dati relativi all’intero ciclo di vita dell’edificio.

I droni in questa fase sono degli strumenti ideali per eseguire delle ispezioni, in totale sicurezza essendo a distanza, di parti dell’edificio difficilmente raggiungibili.

Senza ricorrere necessariamente a gru o ponteggi è possibile verificare lo stato di salute di coperture e facciate e controllare eventuali dispersioni termiche con una termocamera.

I risultati delle ispezioni possono essere collegati agli oggetti del modello BIM o archiviati nel BIM management system. In questo modo è possibile conservare lo storico delle anomalie, confrontarne l’evoluzione e programmare gli interventi manutentivi.

Anche in questo caso, le immagini RGB o termiche non costituiscono automaticamente una diagnosi. Le anomalie devono essere interpretate da personale competente ed eventualmente approfondite con verifiche strumentali o sopralluoghi diretti.

Vantaggi della combinazione di BIM e droni nei progetti di costruzione

I droni vengono impiegati per effettuare ispezioni dettagliate in tempi molto ridotti, oltre a realizzare mappature 3D e rilievi digitali di terreni e strutture. Questi strumenti permettono di raccogliere dati accurati e di visualizzare l’andamento dei lavori da prospettive altrimenti difficili da ottenere, fornendo un quadro chiaro e aggiornato del progetto.

Tra i principali vantaggi della combinazione BIM-drone vi sono:

• supporto alla pianificazione: i dati acquisiti possono contribuire alla ricostruzione dello stato di fatto e alla valutazione delle condizioni del sito. Ciò aiuta a ridurre il rischio di errori, interferenze e rilavorazioni, purché il rilievo venga eseguito e verificato secondo requisiti di accuratezza adeguati;
• collaborazione più efficace: i soggetti coinvolti possono consultare dati aggiornati e condivisi, riducendo le incoerenze informative e migliorando il coordinamento delle attività;
• monitoraggio dell’avanzamento e controllo geometrico: voli periodici eseguiti con parametri coerenti consentono di creare un registro visivo e tridimensionale del cantiere. Il confronto con il modello di progetto può aiutare a individuare ritardi, elementi mancanti o scostamenti da sottoporre a verifica;
• riduzione dell’esposizione al rischio: l’uso dei droni per acquisire immagini di aree difficili o pericolose può ridurre la necessità di alcuni accessi diretti, pur senza eliminare il bisogno di sopralluoghi e controlli specialistici;
• tracciabilità delle informazioni: fotografie, ortofoto, nuvole di punti e report possono essere organizzati cronologicamente e collegati alle aree o agli elementi del modello;
• supporto alla gestione e alla manutenzione: i dati raccolti durante la costruzione e l’esercizio possono contribuire ad aggiornare il modello as-built e a documentare l’evoluzione delle condizioni dell’opera.

Tendenze future: droni, BIM, intelligenza artificiale e digital twin

Tra i principali BIM Trends 2026 e le principali tendenze sui droni vi è sicuramente l’integrazione con tecnologie avanzate come l’intelligenza artificiale (IA) e il machine learning.

Con questa integrazione, i droni non si limitano a raccogliere dati: i software possono analizzare immagini e nuvole di punti per classificare elementi, riconoscere anomalie, confrontare campagne di rilievo successive e segnalare condizioni che richiedono l’attenzione del tecnico.

Tra le applicazioni in fase di sviluppo o progressiva adozione rientrano:

• riconoscimento automatico di elementi e difetti visibili;
• segmentazione e classificazione delle nuvole di punti;
• confronto automatico tra modello di progetto e costruito;
• stima dell’avanzamento sulla base degli elementi rilevati;
• analisi dell’evoluzione temporale del cantiere;
• integrazione dei dati acquisiti con digital twin e piattaforme IoT.

Un’altra tecnologia sempre più utilizzata è l’imaging termico. I droni dotati di termocamera possono acquisire mappe di temperatura utili a individuare possibili dispersioni di calore, discontinuità dell’isolamento o surriscaldamenti. Le immagini termiche devono però essere raccolte in condizioni ambientali idonee e interpretate da personale competente, poiché temperatura esterna, irraggiamento solare, vento, umidità e caratteristiche dei materiali possono influenzare il risultato.

L’evoluzione futura non dipenderà soltanto dai sensori o dagli algoritmi, ma dalla capacità di integrare i dati in processi informativi strutturati, interoperabili e verificabili. Il valore dei droni a supporto del BIM deriva infatti non dalla sola acquisizione delle immagini, ma dalla possibilità di trasformare tali dati in informazioni affidabili, condivise e utili alle decisioni.

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FAQ – Droni a supporto del BIM

Come vengono utilizzati i droni nel BIM?

I droni acquisiscono immagini e dati tridimensionali dello stato reale di un terreno, di un cantiere o di un edificio. Questi dati possono essere trasformati in ortofoto, nuvole di punti e mesh da utilizzare per creare o aggiornare il modello BIM e confrontare progetto e costruito.

Un drone può creare direttamente un modello BIM?

No. Il drone acquisisce dati mediante fotocamere, LiDAR, termocamere o altri sensori. La trasformazione dei dati in oggetti BIM richiede una successiva attività di elaborazione, interpretazione, modellazione e associazione delle informazioni.

Qual è la differenza tra nuvola di punti e modello BIM?

La nuvola di punti è un insieme di coordinate tridimensionali che rappresentano le superfici rilevate. Il modello BIM contiene invece oggetti digitali classificati, come muri, solai, porte o impianti, ai quali possono essere associate proprietà, relazioni e documenti.

Quanto è preciso un rilievo fotogrammetrico con drone?

Non esiste un valore valido per ogni rilievo. L’accuratezza dipende dal sensore, dalla quota di volo, dal GSD, dalla sovrapposizione delle immagini, dalla georeferenziazione, dai punti di controllo e dalle condizioni ambientali. La precisione deve essere verificata mediante punti indipendenti e report di controllo.

Quando è preferibile utilizzare un drone LiDAR?

Il LiDAR può risultare vantaggioso in presenza di vegetazione, geometrie complesse, superfici con scarsa texture fotografica o quando è necessario acquisire direttamente informazioni metriche mediante impulsi laser. La scelta deve essere effettuata in funzione dell’obiettivo, dell’accuratezza richiesta e del budget disponibile.

È possibile controllare l’avanzamento del cantiere in tempo reale?

Nella maggior parte dei flussi fotogrammetrici il controllo è periodico o quasi in tempo reale, perché i dati devono essere acquisiti, elaborati e pubblicati. Il controllo realmente in tempo reale richiede sistemi specifici di trasmissione ed elaborazione.

Quali sono i principali vantaggi dei droni a supporto del BIM?

I principali vantaggi sono la rapidità di acquisizione, la possibilità di rilevare aree difficilmente accessibili, il monitoraggio periodico dell’opera, il confronto tra progetto e costruito, il supporto all’aggiornamento del modello as-built e la migliore tracciabilità delle informazioni.

Indirizzo articolo: https://biblus.acca.it/i-droni-possono-essere-utilizzanti-edilizia-per-realizzare-modelli-bim/