Firenze: nasce il gemello digitale della Cupola del Brunelleschi di Santa Maria del Fiore

Un gemello digitale alimentato dai dati acquisiti attraverso una rete di sofisticati sensori e potenziato dall’intelligenza artificiale per il monitoraggio dello stato di salute della cupola della cattedrale di Santa Maria del Fiore di Firenze, frutto del genio di Filippo Brunelleschi.

Questo l’obiettivo di ‘Tutela dei beni storico-architettonici con riferimento alla Cupola del Brunelleschi’, uno dei casi studio nati nell’ambito delle attività di ricerca dello Spoke 5 ‘Environment and Natural Disasters’ dell’ICSC – Centro Nazionale di Ricerca in HPC, Big Data e quantum Computing. Ambizioso perché valida un sistema di manutenzione e prevenzione che può essere adattato alle esigenze del patrimonio architettonico; emblematico in quanto esempio delle ricadute derivanti dalla convergenza tra calcolo ad alte prestazioni e soluzione avanzate per l’analisi e la rappresentazione dei dati, come digital twin e modelli di intelligenza artificiale.

Il progetto, sviluppato dal Dipartimento di Statistica Informatica, Applicazioni (DiSIA) “G. Parenti” dell’Università degli Studi di Firenze (UNIFI) in partnership con l’Opera di Santa Maria del Fiore, mira ad aumentare precisione ed accuratezza del sistema automatizzato per l’analisi dei dati relativi all’evoluzione strutturale degli edifici di interesse storico; a tal scopo, la Cupola verrà dotata di un dispositivo di monitoraggio, il cui sviluppo e installazione sono stati oggetto di un bando pubblicato dallo Spoke 5 di ICSC.

Con le sue eccezionali dimensioni, che la rendono la più grande cupola in muratura al mondo, la Cupola di Santa Maria del Fiore ha sempre rappresentato una sfida ingegneristica: a partire dalla costruzione nel 1420, per la quale fu necessario ideare nuove soluzioni capaci di supplire all’impossibilità di fare ricorso alle centine (impalcature per sostenere archi e volte fino al completamento) per proseguire con la realizzazione, terminata nel 1436, contraddistinta da un lavoro di mappatura e manutenzione delle condizioni della cupola, il cui delicato equilibrio strutturale fu messo in evidenza dalla presenza di lesioni fessurative individuate nel 1639.

In tempi recenti, la necessità di studiare il comportamento strutturale di un capolavoro della storia dell’architettura, al fine di salvaguardarne la sicurezza garantendone al contempo la fruibilità, è concisa con l’istituzione di commissioni ministeriali e l’utilizzo di sistemi di monitoraggio sofisticati. In questo contesto si inserisce il progetto di ricerca proposto dal Dipartimento DiSIA dell’Università di Firenze svolto insieme a Opera di Santa Maria del Fiore, che ha individuato la Cupola del Brunelleschi come caso studio con il quale testare l’efficacia di un sistema monitoraggio in grado di individuare situazioni di rischio strutturale consentendo la pianificazione di misure di intervento, un’attività che ha portato allo sviluppo di un modello della Cupola, accurato ma non completo.

A fornire una soluzione il progetto ‘Gestione Smart dello Structural Health Monitoring del Heritage Italiano’: il caso Brunelleschi’, che ha beneficiato di un finanziamento di 450.000 euro messo a disposizione da un bando promosso dallo Spoke 5 del Centro Nazionale ICSC che prevede l’installazione di un nuovo impianto di monitoraggio della Cupola composto da un laser scanner e da una serie di sensori di movimento all’avanguardia disposti in maniera concentrica nei 3 livelli della cupola e in punti d’interesse. Il costo dell’intervento, che avrà luogo a partire di dicembre 2025 sotto la supervisione dall’Alta Sorveglianza della Soprintendenza Archeologia, Belle Arti e Paesaggio per le provincie di Firenze, Prato e Pistoia, sarà co-finanziato nella restante quota di 172.000 euro dalle 2 aziende vincitrici del bando a cascata, Nowtech Solutions srl e IP Ingegneria srl.

Fonte: comune di Firenze