Come il workflow BIM e FEM può trasformare l’approccio alla progettazione e alla manutenzione delle infrastrutture?

Innovazione BIM e FEM: come CSPFea ottimizza i processi nelle infrastrutture

Nell’era digitale l’innovazione è diventata il motore del progresso nel campo dell’ingegneria e dell’architettura.

All’inizio del 2024 due importanti eventi europei di risonanza internazionale hanno messo in luce le ultime scoperte nel campo BIM per le infrastrutture: InfraBIM Open 2024 a Lione e la 7° Conferenza Nazionale iBIMi a Roma.

Durante questi eventi l’innovazione è stata la protagonista. Professionisti provenienti da tutto il mondo hanno presentato interventi di valore eccezionale, portando l’ambito del BIM verso nuove frontiere. In queste occasioni abbiamo condiviso l’esperienza di CSPFea con un intervento dal titolo: “InfraBIM challenges for bridges and viaducts: real case studies for monitoring system, modeling, structural analysis and inspections”.

Nel panorama attuale delle infrastrutture il progresso nei flussi di lavoro per i ponti e i viadotti avviene in modo settoriale, mancando spesso una collaborazione interdisciplinare che limita una ottimizzazione del processo. Questa assenza di sinergia crea una sorta di “scatola chiusa”, dove le diverse discipline operano separatamente, trascurando il pieno potenziale della digitalizzazione. La carenza di risorse qualificate e le difficoltà nel rivedere i processi interni contribuiscono a un approccio frammentato alla digitalizzazione, impedendo di beneficiare appieno della precisione e dell’affidabilità dei dati. L’obiettivo principale della presentazione era di proporre una suddivisione delle infrastrutture in macrogruppi, con il traguardo di semplificare e ottimizzare il flusso dei dati.

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Tre categorie: infrastrutture esistenti, esistenti con intervento strutturale e nuove costruzioni

I macrogruppi possono essere suddivisi in tre categorie principali:

1. infrastrutture esistenti,
2. esistenti con intervento strutturale,
3. nuove costruzioni.

1) Ponti e viadotti esistenti. Le linee guida di riferimento per i ponti e viadotti sono le “Linee guida per la classificazione e gestione del rischio, la valutazione della sicurezza ed il monitoraggio dei ponti esistenti”.

L’approccio multilivello proposto prevede un flusso di dati che cresce man mano aumenta il livello.

Al livello 0, si ha una visione generale dell’opera e delle sue principali caratteristiche. Passando al livello 1, si ottiene una conoscenza più dettagliata dell’infrastruttura e una prima valutazione dello stato di salute. Al livello 2, si dispone di un’indicazione complessiva sullo stato di salute dell’opera, mentre ai livelli successivi (3, 4, 5), vengono implementati sistemi di monitoraggio, interventi strutturali e analisi numeriche più sofisticate.

All’interno del processo, i software caratteristici proposti da CSPFea ricadono nelle seguenti categorie:

• BIM Authoring: Midas CIM software per la modellazione tridimensionale informativa per ponti, viadotti e gallerie. Contiene tutte le informazioni statiche del ponte;
• CDE AIM (BMS): Catenda DUO, piattaforma di gestione online per coordinare le attività durante la gestione dell’opera;
• Redazione documentale tecnica richiesta dal MIT: Bridge Data, offre una definizione intuitiva e organizzata dei documenti richiesti dalle linee guida del MIT;
• Nuvole di punti: gNEXT Lab, software per la creazione e la gestione delle nuvole di punti ottenute da fotografie e video.

2) Nuove costruzioni. Il flusso del dato è ben consolidato e definito nell’ambito edilizio dove la disciplina architettonica governa il processo. Per le infrastrutture come ponti e viadotti l’ambito strutturale prende il comando poiché i vincoli tecnici e ingegneristici richiedono una priorità nella progettazione.

Partendo da una modellazione tridimensionale informativa collaborativa, è possibile sviluppare progetti dinamici e precisi. Il processo inizia con una modellazione BIM di concetto dell’infrastruttura, condividendo le informazioni geometriche ai modelli di calcolo. I modelli e le verifiche strutturali restituiscono al modello BIM le informazioni geometriche revisionate. Grazie alla natura parametrica dei modelli, è possibile definire dettagli costruttivi come armature e trefoli e modificare le dimensioni delle sezioni aggiornando istantaneamente i modelli.

Lo stesso approccio si applica alla definizione di elaborati grafici 2D e al calcolo delle quantità, poiché sono strettamente legati ai modelli BIM. Lo step successivo è l’utilizzo di software BIM per il cantiere che consente una gestione in tempo reale di tutte le informazioni inclusi:

• disegni grafici,
• modelli tridimensionali,
• documentazione tecnica,
• controllo dei macchinari per movimento terra.

Alla fine del processo, tutte le informazioni della nuova costruzione vengono implementati all’interno delle piattaforme di gestione per la manutenzione futura.

All’interno del processo, i software caratteristici proposti da CSPFea ricadono nelle seguenti categorie:

• BIM Authoring e QTO: Midas CIM;
• CDE PIM (ACDat): Catenda Hub, piattaforma online per la gestione coordinata durante la fase di progettazione dell’intera opera;
• Modellazione FEM: Midas Civil, un software avanzato per l’analisi strutturale e la progettazione;
• Modellazione FEM di dettaglio ed interazione terreno – struttura: Midas FEA NX, utilizzato per analisi non lineari avanzate e interazioni dettagliate tra strutture e terreno;
• Creazione di tavole grafiche 2D: Midas Infra – Design CAD, per la creazione dinamica di tavole grafiche in stretta collaborazione con Midas CIM;
• BIMonSITE: Infrakit, una piattaforma on-cloud per la gestione del cantiere;
• CDE AIM (BMS): Catenda DUO.

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• Nel pdf si parla della terza categoria: Costruzioni esistenti con interventi strutturali.