Il BIM applicato alle infrastrutture: dal rilievo al modello digitale al modello collaborativo

Il Building Information Modeling (BIM) è oggi largamente utilizzato per la gestione dei processi di progettazione di opere edili. L’impiego del BIM in campo infrastrutturale, talvolta definito I-BIM (Infrastructure – Building Information Modeling), non è al momento altrettanto diffuso.

Le infrastrutture riguardano un ambito molto più complesso, le problematiche in gio- co sono molte di più rispetto a quelle presenti in un edificio, nel BIM applicato alle infrastrutture esistono altri aspetti quali il tema della gestione dati del terreno e del territorio, infine i formati di scambio in gioco sono tipicamente molto più vari rispetto a quelli legati al BIM “verticale”.

Il BIM applicato alle infrastrutture è un processo alimentato da dati di molteplice natura che devono essere condivisi attraverso tutte le fasi di lavoro, dalla pianificazione (studio di fattibilità di una strada ad esempio), alla progettazione, alla costruzione e fino alla gestione di un’infrastruttura.

Nel caso di realizzazione, ammodernamento e/o ampliamento di una infrastruttura, la conoscenza metrica del territorio e dell’ambiente in cui deve essere realizzata, oltre che la sua possibile interazione con quelle esistenti, risulta essere essenziale ai fini di una corretta progettazione ed esecuzione.

Nuove soluzioni Hardware e Software consentono oggi l’acquisizione e/o la restituzione di nuvole di punti ad alta densità, punto di partenza per la modellazione del territorio, delle infrastrutture e delle strutture. Diverse sono le tecnologie utilizzabili a tal scopo e che consentono una gestione efficiente dei processi “Scan to BIM” o “Field to BIM” ovvero l’integrazione tra rilievi tridimensionali e la modellazione BIM ai fini della progettazione integrata di interventi sul costruito e sulle nuove realizzazioni.

Altri argomento di grande interesse è il tema della gestione dei “modelli collaborativi integrati”, una caratteristica essenziale per sviluppare una “vera” cooperazione tra i vari professionisti interessati ad un approccio BIM di un progetto infrastrutturale.

Uno dei maggiori vantaggi di un approccio digitalizzato in ambito infrastrutturale è infatti la fruizione, in tempo reale, di tutte le informazioni presenti nel progetto realizzato con metodologia BIM da parte di un team di progetto ognuno secondo i propri ambiti di competenza. Questo tipo di modello viene definito “Collaborativo e Integrato”.

Trimble Quadri è la soluzione di Trimble pensata per la configurazione del modello centrale collaborativo e integrato in ambito infrastrutturale. Ciascun modello è strutturato secondo diversi Task che possono rappresentare anche la struttura a WBS dell’intervento progettuale modellato: la piattaforma è tipicamente pensata anche per gestire grandi e complesse modellazioni (si veda anche Figura 6).

Sfruttando questa tecnologia le diverse figure professionali coinvolte operano in un (unico) modello progettuale BIM relativo a opere viarie e manufatti ad esse correlati, identificando le informazioni grafiche e alfanumeriche e confrontandole tra loro con l’obiettivo comune di una progettazione integrata e ottimizzata.

Il BIM, uno strumento ancora poco utilizzato in campo infrastrutturale

Il Building Information Modeling (BIM) è oggi largamente utilizzato per la gestione dei processi di progettazione di opere edili. L’impiego del BIM in campo infrastrutturale, talvolta definito I-BIM (Infrastructure – Building Information Modeling), non è al momento altrettanto diffuso.

Le infrastrutture riguardano un ambito molto più complesso, le problematiche in gioco sono molte di più rispetto a quelle presenti in un edificio, nel BIM applicato alle infrastrutture esistono altri aspetti quali il tema della gestione dati del terreno e del territorio, infine i formati di scambio in gioco sono tipicamente molto più vari rispetto a quelli legati al BIM “verticale”.

La modellazione digitale delle infrastrutture stradali coinvolge per sua natura molteplici aspetti che spaziano dall’analisi dell’area di intervento, alla valutazione delle interferenze con le infrastrutture esistenti, fino all’interazione con opere strutturali, architettoniche e impiantistiche collocate puntualmente lungo lo sviluppo dell’opera viaria stessa (vedi Figura 1).

IMMAGINE 1: Un tipico progetto in ambito BIM infrastrutturale. La disciplina relativa all’opera viaria interagisce con molte altre componenti

Questa multidisciplinarietà richiede il trattamento di dati attraverso formati dif- ferenti. Unitamente ai tracciati plano-altimetrici è necessario gestire da un lato le informazioni legate al territorio, ad esempio mediante interazione con sistemi GIS (banche dati alfanumeriche relazionate con cartografie digitali) tipicamente inerenti a rappresentazioni puntuali e lineari, dall’altro le informazioni che riguardano le opere strutturali, architettoniche ed impiantistiche.

Nell’ambito del BIM applicato alle infrastrutture, sussiste ancora una moderata confusione su ciò che veramente si intenda con “lavorare in modalità BIM”.

Le società di ingegneria, le imprese e le organizzazioni che operano in questo ambito ritengono ormai inevitabile compiere il passaggio alla metodologia BIM. Non è per ancora chiaro quale possa essere la migliore strategia per avviare questo approccio.

Ancora di più che nell’ambito della progettazione di edifici o di opere puntuali, molti attori nel campo delle infrastrutture sono incerti riguardo a quanto e come il BIM possa impattare positivamente sui loro processi di lavoro.

Alcuni player di questa filiera ritengono già di lavorare in BIM in quanto avvezzi a svolgere l’attività di modellazione tridimensionale.

Realizzare un modello tridimensionale, anche nella progettazione delle opere “lineari”, è senz’altro il primo tassello fondamentale da realizzare; tuttavia esso non soddisfa tutti i requisiti per essere BIM compliant.

Come è noto, il BIM e la digitalizzazione prima di tutto riguardano gli aspetti metodologici e di processo dei flussi informativi dalla fase iniziale fattibilità dell’opera fino alla gestione della stessa. Per questo motivo l’aspetto della modellazione è un fattore di notevole importanza ma non esaurisce l’argomento.

Un flusso di lavoro basato “solo” su un progetto tridimensionale non è poi così diverso da uno basato su un progetto bidimensionale.

Basarsi solo sulla mera modellazione implica che ogni fase del flusso di lavoro, dalla concezione iniziale, alla progettazione dettagliata, allo sviluppo definitivo e alla costruzione vedrebbe una scarsa se non nulla condivisione dei dati. Avremmo a che fare con un contenuto più di tipo grafico.

In ambedue gli approcci sopracitati permarrebbe poi il problema del coordinamen- to tra le varie discipline; la tridimensionalità consentirebbe di compiere un piccolo passo avanti rispetto all’approccio bidimensionale, ma avremmo sempre il rischio di proliferazione di errori di posizionamento reciproco tra oggetti di natura differente; ogni modifica richiesta alle progettazioni già eseguite richiederebbe molto tempo per essere completata.

In questo scenario sarebbe certa la difficoltà di un’agile comunicazione e confronto sulle alternative progettuali oltre che il rischio di duplicazione dei dati. Con questi approcci pseudo-tradizionali ciascun professionista in ogni fase del processo produr- rebbe la propria base dati in modo indipendente, praticamente slegato dall’operato degli altri attori coinvolti (cosiddetta silo mentality).

Il flusso di lavoro in ambito BIM infrastrutturale

Il BIM è un processo alimentato da dati di molteplice natura che devono essere condivisi attraverso tutte le fasi di lavoro, dalla pianificazione (studio di fattibilità di una strada ad esempio), alla progettazione, alla costruzione e fino alla gestione di un’infrastruttura.

Nel caso di realizzazione, ammodernamento e/o ampliamento di una infrastruttura, la conoscenza metrica del territorio e dell’ambiente in cui deve essere realizzata, oltre che la sua possibile interazione con quelle esistenti, risulta essere essenziale ai fini di una corretta progettazione ed esecuzione. Volendo quindi dare spunto in merito ad un possibile efficiente flusso di lavoro in questo ambito si può senz’altro citare come prima fase di lavoro l’acquisizione, l’elaborazione e la restituzione di dati provenienti da campagne di rilievo.

Nuove soluzioni Hardware e Software consentono oggi l’acquisizione e/o la restitu- zione di nuvole di punti ad alta densità, punto di partenza per la modellazione del terri- torio, delle infrastrutture e delle strutture. Diverse sono le tecnologie utilizzabili a tal scopo e che consentono una gestione efficiente dei processi “Scan to BIM” o “Field to BIM” ovvero l’integrazione tra rilievi tridimensionali e la modellazione BIM ai fini della progettazione integrata di interventi sul costruito e sulle nuove realizzazioni.

IMMAGINE 2: Esempio di nuvola di punti con immagine

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Il presente articolo fa parte degli ATTI DEL CONGRESSO NAZIONALE 2019 DELL’ASSOCIAZIONE MASTER