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LA METODOLOGIA BIM NELLA FASE DI COSTRUZIONE

Nel precedente approfondimento a tema BIM si è considerato il ruolo che questa metodologia ricopre nella fase di progettazione, la prima ad essere influenzata dalla nuova modalità di approccio al processo edilizio. Questo contributo sarà invece focalizzato ad illustrare le possibilità che il Building Information Modeling, ed in generale le azioni di digitalizzazione del settore delle costruzioni, offrono in fase di realizzazione dell’opera.

 

Cambiano dunque gli attori principali (non più i progettisti delle diverse discipline, ma in primis le imprese di costruzione e la Direzioni Lavori) ed anche lo spazio fisico nel quale il BIM viene applicato (le informazioni fluiscono dalla scrivania al cantiere e ritorno, secondo un processo iterativo non semplice da amministrare), ma resta inalterato il ruolo della Committenza, chiamata ancora a specificare (o a riconfermare) gli obiettivi che l’utilizzo del BIM deve perseguire e a vigilare sul loro raggiungimento.

 

È inevitabile constatare come l’adozione della metodologia BIM nella fase di costruzione registri ancora un ritardo rispetto alla precedente fase di progettazione. Tale scarto è attribuibile a molteplici fattori: il processo di digitalizzazione che, anche se in termini diversi da quelli attuali, interessa da più tempo la sfera della progettazione, un diverso contesto culturale e di conseguenza una diversa tensione verso l’innovazione, le oggettive difficoltà di natura tecnologica che talvolta rischiano di ostacolare l’utilizzo di metodi orientati al BIM (ad esempio l’assenza di connessione ad Internet in cantiere).

 

Building Information Tecnologies

Maturazione di un archivio informativo as-built dell’opera BIM nella fase di costruzione

Nel processo tradizionale, all’Impresa è demandato il compito di produrre, alla chiusura dei lavori, un insieme di elaborati e documenti che attestino lo stato dell’opera così come realizzata, i cosiddetti elaborati as-built.

Tipicamente, la redazione di questi elaborati e la sistematizzazione del patrimonio informativo as-built, è un’attività slegata dalla progressiva evoluzione del cantiere e viene condotta in maniera indipendente in prossimità della fine dei lavori. Non serve spiegare come, questa abitudine, abbia conseguenze negative sulla tempestività nella consegna degli elaborati e, soprattutto, sulla loro completezza e rispondenza al vero.

La messa a sistema di un approccio BIM e di una gestione digitale dei flussi informativi è in grado di trasformare il malcostume descritto. La disponibilità di un ambiente cloud di condivisione dei dati, attraverso cui è possibile gestire le comunicazioni ufficio-cantiere anche con diretto riferimento agli elementi dei modelli informativi, consente una tempestiva segnalazione delle varianti al progetto apportate on site, oltre che organizzare efficacemente la documentazione destinata ad arricchire il contenuto informativo dei modelli all’evolvere del cantiere.

In questo senso, il riferimento va a schede tecniche, manuali d’uso e manutenzione, dichiarazioni di conformità, prove sui materiali, ecc., tutti documenti riconducibili agli oggetti digitali costituenti i modelli BIM e che ad essi devono auspicabilmente essere ricondotti. In questo modo, il Committente ha la certezza che gli elaborati as-built non rappresentino una sostanziale riedizione degli elaborati di progetto esecutivo, ma che rappresentino la reale evoluzione del progetto nel corso del processo realizzativo. Avere questo patrimonio informativo organizzato all’interno di building information model ne permette una consultazione immediata – o comunque più immediata rispetto al materiale cartaceo o al numero indefinito di documenti in formato PDF a cui siamo tradizionalmente abituati – e consente di avere subito a disposizione una base informativa integrata su cui impostare l’attività di gestione.



La vista del modello sopra riportata mostra come agli oggetti digitali costituenti i modelli informativi possano essere ricondotte informazioni tipicamente derivanti dalla fase di construction: schede tecniche, dichiarazioni di conformità, marca e modello dei prodotti installati, ecc., eventualmente anche utilizzando link a documenti esterni.


BIM per la pianificazione del cantiere – BIM 4D

Uno degli obiettivi centrali della fase di realizzazione di un’opera è il rispetto dei tempi previsti. Sebbene il tema sia scottante e tutti gli attori del processo ne siano consapevoli, le modalità e gli strumenti che si adottano per la pianificazione del cantiere spesso non sono adeguati al peso che la disciplina del time control assume all’interno del processo realizzativo. Lo stesso diagramma di Gantt, che ha ormai più di un secolo di storia, è sicuramente un ottimo strumento di sintesi, ma la sua definizione si fonda unicamente sulla competenza di chi lo redige (e solitamente, anche in grandi progetti, le risorse ad esso dedicate non sono molte); questi, infatti, non ha la facoltà di testare, simulare quanto pianificato: solo il cantiere evidenzierà la quantità di errori (inevitabili) presenti nel cronoprogramma ipotizzato.

L’idea del cosiddetto BIM 4D, espressione con la quale si identifica il tempo come quarta dimensione, è quella di dare supporto all’attività di pianificazione del cantiere, simulandone l’andamento in funzione del tempo.

Il risultato finale di questa simulazione è una rappresentazione visuale del progetto che evolve coerentemente alle lavorazioni previste. Attraverso questa rappresentazione, che include non solo gli elementi progettuali, ma anche le opere provvisionali e le attrezzature necessarie all’esecuzione delle lavorazioni, è possibile virtualizzare il cantiere, comprenderne in anticipo le dinamiche ed i rischi interferenziali, permettendo così di ottimizzare il cronoprogramma.

Per realizzare tale simulazione è necessario aver compiutamente definito il cronoprogramma delle lavorazioni, la cosiddetta ABS (Activity Breakdown Structure) associata alla variabile temporale, ed il modello informativo BIM, matrice di spazi e prodotti (Zone Breakdowns Structure x Product Breakdown Structure). Definite queste basi informative è possibile, all’interno di software specificamente dedicati, ancorare agli oggetti del modello le lavorazioni previste (operativamente importabili in tali software anche come file di Microsoft Project, ad esempio).

Dalla simulazione che si ottiene è possibile quindi ricavare dei video illustrativi, utili per comunicare alla Committenza o ad un Ente interessato quale è previsto che sia l’andamento del cantiere, piuttosto che visualizzare quale sarà ad una certa data lo stato di avanzamento dei lavori, semplicemente posizionandosi in un dato punto della timeline.



L’immagine è una schermata presa dal software Synchro Pro e mostra come operativamente sia possibile ragionare in maniera congiunta su modelli informativi e cronoprogramma, creando virtualizzazioni del cantiere


Solo attraverso analisi di questo tipo è inoltre possibile spingere ulteriormente il livello di approfondimento della Clash Detection. In particolare, è possibile provvedere al rilevamento delle cosiddette workflow clash, ovvero interferenze non progettuali (come compenetrazioni di oggetti o mancato rispetto degli spazi d’uso e di passaggio), ma dovute a situazioni interferenziali che si verificano in conseguenza della successione delle lavorazioni previste. L’idea è quella di poter evitare che alcune lavorazioni vengano impedite da altre eseguite in precedenza: utilizzando probabilmente l’esempio più banale, impedire che un elemento d’arredo ingombrante possa essere posizionato in un locale perché sono già stati installati i serramenti.

Il BIM 4D non è però concepito per essere un’applicazione che nasce e muore al momento della pianificazione. Il modello di cantiere virtualizzato, si potrebbe dire il modello fasizzato, deve essere sempre mantenuto aggiornato con le rilevazioni provenienti dal cantiere sul reale stato di avanzamento delle lavorazioni. Solo in questa maniera, rapportando costantemente quanto programmato con quanto rilevato, si riesce a ritarare strada facendo la pianificazione al fine di recuperare eventuali ritardi o inefficienze.

Come è facile immaginare questo tipo di approccio offre benefici significativi anche in ottica di gestione della sicurezza in cantiere.

Da un primo punto di vista, il modello del cantiere può essere visto come un modello disciplinare che va ad affiancarsi ai tipici modelli architettonico, strutturale ed impiantistico. Del resto, nell’economia del cantiere, gli apprestamenti per la sicurezza costituiscono una variabile che, seppur riguardante elementi provvisionali, come gli altri contenuti progettuali deve essere ragionata, quantificata e pianificata nel tempo. I benefici nel controllo e nella validazione delle informazioni che normalmente si riconoscono nell’utilizzo del BIM per il progetto dell’opera vera e propria, si ripropongono in maniera analoga anche per il progetto della sicurezza.

In secondo luogo, la possibilità di virtualizzare graficamente le lavorazioni offre ai tecnici dedicati uno strumento di miglior controllo ed individuazioni dei possibili rischi interferenziali fra le stesse.


Nel 2018 BSI ha pubblicato una norma tecnica specificamente rivolta all’utilizzo del BIM in tema di salute e sicurezza.


BIM 5D: controllo dei costi e contabilità di cantiere BIM nella fase di costruzione

Nell’approfondimento relativo agli utilizzi della metodologia BIM in fase di progettazione, parlando dei processi di simulazione ed analisi del contenuto informativo, si è accennato alla possibilità di redigere il computo metrico estimativo sulla base delle informazioni quantitative e qualitative desunte dai modelli informativi. Si ottiene in questa maniera una stima del costo di costruzione dell’opera direttamente riconducibile alle quantità ed alle caratteristiche dei materiali specificate all’interno dei modelli disciplinari. Questa applicazione del Building Information Modeling, e quanto di seguito si andrà a delineare, ha assunto a livello internazionale il nome di BIM 5D (in questo caso, la quinta dimensione è la moneta).

Il modello costizzato ottenuto, frutto dell’associazione agli elementi modellati dei relativi prezzi, può essere messo in relazione con il cronoprogramma delle lavorazioni ottenendo una proiezione dei costi di realizzazione dell’opera. Si ricava, in sostanza, quel grafico caratteristico noto come curva ad S, che rappresenta graficamente il progressivo dei costi, in funzione del tempo; tale curva scaturisce dalla somma al totale dei costi del periodo precedente, del costo del periodo corrente, dove per “periodo” si intende l’intervallo temporale di monitoraggio e controllo del progetto.

Integrare il contenuto progettuale (i modelli informativi), con il sistema delle lavorazioni necessarie a realizzare il progetto, i tempi di tali lavorazioni ed il costo necessario ad eseguirle, offre alle imprese un sistema efficiente per il controllo dei costi di commessa; registrando gli scostamenti del programma lavori con quanto pianificato e aggiornando di conseguenza la pianificazione (magari attraverso gli strumenti descritti al paragrafo precedente), è sempre possibile proiettare l’andamento dei costi su tutto l’arco della commessa.



L’immagine è una schermata presa dal software STR Vision e mostra come sia possibile porre in relazione modelli informativi, cronoprogramma delle lavorazioni e variabile costo.


Se fino ad ora si è considerato il tema della gestione dei costi prevalentemente dal punto di vista dell’impresa, l’integrazione fra i modelli informativi e la variabile di costo può risultare efficace anche in relazione al rapporto fra impresa e committente/ufficio di Direzione Lavori.

Una volta definito il modello costizzato, in cui oggetti e prezzi sono posti in relazione ed i secondi determinano un costo sulla base dei parametri quantitativi dei primi, è possibile mettere in atto un sistema di monitoraggio del raggiungimento degli Stati di Avanzamento Lavori.

Tale opportunità si concretizza implementando nel modello costizzato la percentuale di esecuzione delle lavorazioni, ottenendo di conseguenza la somma maturata dall’Impresa rispetto al totale previsto per ciascuna lavorazione (sia nel caso di lavori a corpo, che nel caso di lavori a misura). Seguendo procedure di questo, anche l’ufficio di Direzioni Lavori ha maggiori garanzie rispetto alle richieste di pagamento avanzate dall’impresa.

Sul tema del monitoraggio del raggiungimento dei SAL, si manifesta tuttavia una questione relativa alle modalità attraverso cui comunicare efficacemente ed in maniera affidabile le lavorazioni realmente eseguite in cantiere. In questo senso, le soluzioni possono essere diverse.

In taluni casi si possono adottare piattaforme che permettono di sovrapporre e confrontare in cantiere i modelli informativi prodotti con quanto realmente costruito, segnalando direttamente sul modello quali lavorazioni sono state effettuate e quali no. Lo staff attivo in modalità back-office si occuperà di registrare queste segnalazioni sul modello costizzato, al fine di ottenere le informazioni necessarie sul livello raggiunto di avanzamento dei lavori.

In altri casi è probabile che questo genere di flusso informativo non sia applicabile. Si pensi, ad esempio, alla computazione degli scavi effettivamente eseguiti, dove non è praticabile ragionare in termini di oggetto realizzato/oggetto non realizzato. In tali situazioni una soluzione può essere quella di utilizzare laser scanner per ottenere una restituzione tridimensionale delle lavorazioni eseguite. L’output ottenuto può essere confrontato con quanto modellato (nel caso si sia scelto di computare in modalità BIM anche il progetto degli scavi) e restituire quindi il dato percentuale sul completamento delle lavorazioni.

Da queste semplici osservazioni emerge come l’adozione della metodologia BIM in fase di realizzazione dell’opera richieda di allargare quel perimetro nel quale si tende a circoscrivere il Building information Modeling, abbracciando strumenti e tecnologie diverse e coinvolgendo professionalità diverse.

Gestione dei flussi informativi dei processi approvativi BIM nella fase di costruzione

Si è già avuto modo di introdurre, negli approfondimenti precedenti, il concetto di Ambiente di Condivisione Dati (ACDat – UNI 11337), equivalente italiano al Common Data Environment (CDE), introdotto dalla norma BS 1192:2007+A2:2016 e riproposto dalla norma ISO 19650-1:2019. Si è definito l’ACDat come quella fonte di informazioni relative ad un progetto per mezzo del quale, attraverso procedure condivise e regolamentate, viene raccolta, condivisa, eventualmente approvata ed infine archiviata la documentazione necessaria per la realizzazione del progetto. Tale ambiente si configura tipicamente come una piattaforma cloud a cui tutti gli attori del processo possono accedere sulla base di livelli di accesso prestabiliti.

In fase di realizzazione dell’opera l’ACDat, pur mantenendo la sua identità di strumento di gestione e validazione delle informazioni inerenti al progetto, supporta flussi informativi diversi in quanto è sono diversi gli obiettivi di fase ed è diversa l’informazione che viene veicolata.

Tipicamente l’ACDat può essere utilizzato dalla Direzione Lavori per gestire la procedura approvativa dei prodotti proposti dall’Impresa, attraverso l’approvazione delle relative schede tecniche; la disponibilità del ACDat e di un modello informativo proveniente dalla fase di progettazione consente inoltre alla Direzione Lavori un costante confronto fra quanto specificato dai progettisti nei modelli disciplinari e quanto proposto/eseguito dall’Impresa.



Analogamente possono essere sottoposte ad approvazioni le varianti progettuali che l’Impresa intende od è costretta ad elaborare; può essere altresì gestita attraverso l’ACDat la raccolta della documentazione obbligatoria che l’impresa appaltatrice e gli eventuali subappaltatori sono chiamati a consegnare in via preliminare all’avvio delle loro attività.

La documentazione raccolta attraverso l’ACDat verrà utilizzata, laddove pertinente, per integrare il contenuto informativo dei modelli BIM, al fine di ottenere alla chiusura dei lavori l’archivio informativo as-built dell’opera a cui si faceva riferimento in precedenza.

Talvolta la stessa soluzione tecnologica scelta per assolvere ACDat è in grado di offrire delle funzionalità per affrontare la gestione operativa delle procedure quotidiane di cantiere secondo un approccio digitale, con tutti i benefici in termini di trasparenza e tracciabilità che da esso derivano. Laddove questo non sia possibile esistono comunque degli strumenti dedicati in grado farlo e che, seppur non strettamente riconducili al Building Information Modeling, ricadono a pieno titolo nella transizione al digitale di cui il settore delle costruzioni si deve rendere protagonista.

Tali applicativi BIM nella fase di costruzione consentono di trasferire sempre su piattaforme cloud (quindi accessibili ovunque, anche attraverso dispositivi mobile tipo tablet o smartphone, e da qualunque soggetto abilitato) l’attività di amministrazione del cantiere, intesa come:

  • segnalazione problematiche di cantiere, inerenti alla sicurezza, lavorazioni da ultimare, documentazione da fornire, ecc.;
  • calendarizzazione delle attività da svolgere;
  • definizione e compilazione di checklist, ad esempio per le questioni legate al controllo sulla sicurezza o sulla qualità;
  • gestione delle forniture di attrezzature e prodotti da costruzione;
  • trasmissione dell’esito di sopralluoghi o altri rapporti;
  • condivisione di materiale info-grafico.

Così come per l’ACDat, gli utenti attivi sulla piattaforma sono contraddistinti da permessi diversi in funzione del loro ruolo all’interno del progetto, consentendo la definizione di gradi di libertà differiti nell’interazione con la stessa.


Per rimanere aggiornato sulla metodologia BIM in fase di costruzione o ricevere maggiori informazioni, scrivi a: info[at]pronext.it

Pronext ti saprà aiutare.


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