Metodi e strumenti BIM per il settore infrastrutturale

tecnologie&sistemi Roberto Redaelli(1)

METODI E STRUMENTI BIM

PER IL SETTORE INFRASTRUTTURALE

DA HARPACEAS, L’APPLICAZIONE DEL PROCESSO INFORMATIVO PROPOSTO DALLE UNI11337:2017

La digitalizzazione del settore costruzioni è un processo in corso ormai da parecchio tempo. Il sempre più diffuso Building Information Modeling (BIM) rappresenta una vera e propria metodologia di gestione progettuale, condotta attraverso tecnologie sempre più innovative e metodi di applicazione supportati da numerosi standard e testi normativi nazionali e internazionali. La suddetta metodologia ha l’obiettivo di porsi come elemento di riferimento per la gestione complessiva di un progetto in tutte le fasi del ciclo vita dell’opera, dall’ideazione passando alla progettazione e successiva costruzione fino alla gestione/manutenzione e dismissione. A supporto di questo processo, vengono frequentemente utilizzate tecnologie software atte a supportare l’operato dei Professionisti coinvolti nell’intervento in oggetto, in un connubio tecnologico e metodologico definito ad hoc per ciascuna casistica progettuale.

UNI11337 E DM 560: PROCESSO INFORMATIVO E OBBLIGATORIETÀ DEL BIM

È proprio su questi argomenti che da tempo i tavoli di normazione internazionali (ISO, CEN) e nazionali (UNI) stanno ragionando, attraverso la produzione di testi normativi di riferimento per la gestione digitale del settore costruzioni. In ambito internazionale, prima fra tutte va citata la serie delle ISO 19650 [1], Normative sul BIM le cui prime due parti pubblicate sono già state recepite dal CEN e anche dall’Italia. A livello europeo vanno anche citati i lavori del comitato tecnico CEN/TC 442 - Building Information Modelling (BIM), impegnato nella redazione di una Norma sul BIM e composto da diversi Working Groups ciascuno dei quali focalizzato su una specifica tematica (terminologia, prodotti, infrastrutture…). Dando uno sguardo al contesto strettamente italiano, sono le ormai note UNI11337:2017 [2] ad avere descritto, attraverso la pubblicazione di diverse parti, e altre in via di completamento, i principi cardine per la gestione di un progetto digitale. Nella suddetta serie 11337, vengono introdotte tematiche fondamentali quali l’interoperabilità aperta, ACDat, Capitolato informativo, offerta di gestione informativa

1. Il BIM come supporto metodologico per la gestione dell’intero ciclo di vita dell’opera (Fonte: Harpaceas)

DIGITALIZZAZIONE

e piano di gestione informativa, termini ormai divenuti d’uso comune per chi adotta un approccio di tipo digitale alla progettazione. Al di là delle specificità, non trattate in questa sede, le UNI11337 focalizzano innanzitutto l’attenzione sul processo informativo associato alla digitalizzazione, prima ancora di parlare di strumenti e tecnologie. Esso è una successione di stadi e relative fasi, ciascuna con specifici obiettivi, pensati per andarsi ad amalgamare con i “momenti” tipici dell’ambito delle costruzioni, compresi i tre livelli di progettazione previsti dal Codice degli Appalti.

Inoltre, all’interno del DM 560 pubblicato dal MIT a fine 2017 [3], vengono trattati molti dei temi inclusi nelle UNI11337 e tra le altre cose, si indicano anche le tempistiche attraverso le quali è prevista per il contesto italiano, l’obbligatoria e progressiva introduzione della metodologia BIM nelle fasi di progettazione, costruzione e gestione delle opere. I contenuti e gli intenti di un tale documento rappresentano un elemento cruciale per il graduale passaggio a una completa digitalizzazione del settore. Sulla base di quanto indicato da questo Decreto è poi facile evincere, per l’entità economica, come i primi progetti interessati siano e saranno quelli legati all’ambito infrastrutturale.

L’APPLICAZIONE DELLA METODOLOGIA ALL’AMBITO INFRASTRUTTURALE

Dal punto di vista dei casi di applicazione e anche delle tecnologie in gioco, il settore infrastrutturale ha fino a qui mostrato un livello di diffusione e maturità inferiore rispetto alla controparte cosiddetta building (architettura, strutture e impianti). Ciononostante, le suddette metodologie di gestione sono applicabili e declinabili anche nel settore infrastrutturale per supportare efficacemente il cosiddetto civil continuum, ovvero una successione di fasi e relative necessità tipiche del mondo infra, dall’analisi delle alternative di tracciato, passando per la progettazione vera e propria dell’opera supportata da strumenti di modellazione (BIM Authoring), fino alla definizione di contenuti informativi grafici e alfanumerici rielaborabili nella successive fasi di cantierizzazione e di gestione dell’opera. Ciò deve essere sviluppato con particolare riguardo al tema dell’interoperabilità aperta tra le diverse discipline così come agli aspetti di collaborazione e comunicazione (trattate da piattaforme di BIM Collaboration) tra i vari soggetti coinvolti [4]. È in questa direzione dunque che i vari Professionisti e le varie realtà del settore costruzioni, compreso l’ambito infrastrutturale, si stanno muovendo. Con l’obiettivo di descriverne un’applicazione, nel presente articolo si riportano i risultati di un’attività di tirocinio e di ricerca presso Harpaceas Srl, confluita in un lavoro di tesi di Laurea Magistrale in Ingegneria Civile presso il Politecnico di Milano [5]. Il lavoro in questione è stato sviluppato dagli Ingg. Antonio Penna e Dario Napolitano che lo scrivente ha avuto il piacere di coordinare in questa attività. Il caso studio riguarda l’applicazione teorica e pratica delle metodologie e degli strumenti BIM per un tipico progetto stradale. A partire da una base dati essenzialmente didattica, le attività si sono incentrate su una specifica e dettagliata impostazione del flusso di lavoro e del flusso informativo per il progetto di una strada extraurbana principale (categoria B secondo DM 05/11/2001).

2. Il processo informativo delle costruzioni secondo la UNI11337:2017 (Fonte: Harpaceas) 3. Sintesi della progressiva obbligatorietà secondo il DM n° 560 del 01/12/2017 (Fonte: Harpaceas)

4. L’esemplificazione del Civil Continuum (Fonte: Trimble Solutions)

Nel caso specifico, si è fatto ricorso a tecnologie software di BIM Authoring e BIM Collaboration (rispettivamente, Trimble Novapoint e Trimble Quadri) declinando in esse il processo informativo previsto dalle UNI11337:2017. È stato dunque configurato un modello collaborativo integrato infrastrutturale come strumento per gestire e ospitare i contenuti informativi in gioco, governandone l’evoluzione informativa grafica e alfanumerica secondo l’ossatura prevista da Normativa. Ciò si è tradotto in una suddivisione del modello per fasi, ciascuna caratterizzata da specifici obiettivi ed oggetti dotati di contenuti grafici e alfanumerici adeguati e descritti mediante determinati Livelli di sviluppo degli Oggetti Digitali (LOD) in scala alfabetica così come proposto dalle UNI11337.

La logica utilizzata ha così permesso di poter organizzare e gestire svariate informazioni associate al caso studio, dalla base dati dell’area di progetto, al confronto delle alternative progettuali, allo sviluppo della modellazione di dettaglio, all’interoperabilità con altre discipline a mezzo di formati aperti (per esempio, IFC di una struttura), all’associazione di ulteriori attributi e schede informative da integrare nel modello stesso. Tramite opportune regole di assimilazione dati e regole di rappresentazione degli stessi, è stato possibile governare la gestione informativa dell’intero modello, sfruttando l’interazione tra informazioni e grafica anche per agevolare il monitoraggio dell’evoluzione informativa. Ciò si riflette nell’unione tra i risultati delle attività di BIM Authoring (modellazioni), tecnologie di BIM Collaboration e procedure che permettono ai vari Professionisti coinvolti di interagire con il modello collaborativo anche nelle fasi successive alla progettazione. 6. Esempio di contenuti grafici e alfanumerici associati a un oggetto del modello infrastrutturale (Fonte [5])

5. L’evoluzione informativa del modello collaborativo integrato infrastrutturale secondo la UNI11337:2017 (Fonte [5])

DIGITALIZZAZIONE

7. Esempio di visualizzazione stato avanzamento lavori: rosso (da costruire), giallo (in costruzione) e verde (costruito) (Fonte [5]) (1) Ingegnere del Settore Tecnico BIM Infrastrutture di Harpaceas Srl

L’intero modello infrastrutturale, oltre alla componente grafica tridimensionale, è stato predisposto con attributi, campi informativi e logiche utili, ad esempio, alla fase tecnologica, attraverso la predisposizione di WBS ed estrapolazione di informazioni ad esse associate da fornire al cantiere e da integrare nuovamente nel modello (come as-built) durante l’avanzamento dei lavori (fase esecutiva). Nell’intento di seguire l’evoluzione informativa del modello, si sono definite anche ulteriori modalità operative per la fase di gestione e manutenzione dell’opera nel suo complesso, ad esempio per la pavimentazione stradale, per i dispositivi di ritenuta, per l’illuminazione stradale piuttosto che per le ispezioni sulle opere d’arte. Questo metodo integra, alla parte strettamente di BIM Authoring, strumenti di collaborazione (accessibili anche tramite servizi web) utilizzabili da chi opera esternamente, garantendo un’interazione diretta con il modello fornendo indicazioni e fotografie provenienti dal sito (per esempio, ammaloramento della pavimentazione). L’impostazione sino a qui descritta, seppur applicata al caso studio specifico, può costituire un valido riferimento di partenza, applicabile per qualunque progetto in ambito infrastrutturale. n

9. L’utilizzo di sistemi di BIM Collaboration (Trimble Quadri, Topics) per il monitoraggio delle condizioni di ammaloramento della pavimentazione mediante il parallelo modello-sito (Fonte [5])

8. Esempio di visualizzazione della pavimentazione stradale in base alla condizione riscontrata (Fonte [5])

Bibliografia

[1]. ISO 19650:2018 - “Organization of information about construction works - Information management using Building Information Modelling”. [2]. UNI11337:2017-2018 - Edilizia e opere di ingegneria civile “Gestione digitale dei processi informativi delle costruzioni”. [3]. Decreto Ministeriale n° 560 del 01/12/2017, Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti. [4]. R. Redaelli, P. Sattamino - “Il BIM applicato alle infrastrutture: il modello collaborativo integrato”, “Strade & Autostrade” n° 129

Maggio/Giugno 2018. [5]. D. Napolitano, A. Penna - “BIM e Infrastrutture: dall’ideazione all’esercizio. Proposta di integrazione dei processi e delle modalità di gestione”, Tesi di Laurea Magistrale, Relatore: Prof. Emanuele

Toraldo, Correlatore: Ing. Roberto Redaelli, Politecnico di Milano, 2018.