La digitalizzazione ha introdotto significative trasformazioni anche nel settore delle costruzioni. Tra le principali, la gestione delle risorse umane, il disegno assistito dal computer, la partecipazione alle gare di appalto partecipate su piattaforme digitali, la contabilità dei lavori con software dedicati, l’introduzione delle tecnologie CAD (Computer-Aided Design) e CAM (Computer-Aided Manufacturing). Infine, il BIM, una rappresentazione digitale e tridimensionale delle opere edili e dei relativi servizi. Una vera rivoluzione, poiché fino a qualche anno fa i progetti venivano realizzati per raccogliere informazioni su un particolare piano di costruzione, secondo un approccio 2D che rendeva complessa la visualizzazione di dimensioni e requisiti tecnici.
Cos’è il BIM e come nasce
L’acronimo BIM sta per Building Information Modeling, ossia “modellazione informativa delle costruzioni”. Consiste in una rappresentazione digitale e tridimensionale delle opere edili e dei relativi servizi, in grado di gestire una mole di dati, informazioni e documenti tali da definirne il più piccolo particolare nel più complesso e gerarchico sistema di definizione di un’opera costruita. Ciò consente di disporre di un quantitativo di informazioni attendibili e trasmissibili, in un modo che non era possibile in precedenza.
Centro nevralgico del BIM è il Common Data Environment (CDE), o “ambiente di condivisione dati”, destinato a raccogliere, archiviare e organizzare dati ed elaborare le conseguenti informazioni. Il suo funzionamento logico è contenuto nello standard UNI 11337-1 Edilizia e opere di ingegneria civile – Gestione digitale dei processi informativi delle costruzioni – Parte 1: Modelli, elaborati e oggetti informativi per prodotti e processi.
Il BIM nasce negli anni Sessanta, come tecnologia strumentale, ma si diffonde solo quarant’anni dopo, e in Italia giunge con un ritardo ancora maggiore rispetto ad altri Paesi europei. Trova però una codificazione legislativa caratterizzata dall’obbligatorietà, in coincidenza con la trasposizione della Direttiva Comunitaria sul Public procurement.
Il BIM nell’ordinamento italiano
Nel 2017 il Ministero delle Infrastrutture e dei trasporti, con il decreto n.560 del 1° dicembre 2017, ha definito modalità e tempi per la progressiva introduzione – da parte delle stazioni appaltanti, delle amministrazioni concedenti e degli operatori economici – dell’obbligo di utilizzo di metodi e strumenti elettronici specifici, come la modellazione informativa per l’edilizia e le infrastrutture, nelle fasi di progettazione, costruzione e gestione delle opere inclusa la dismissione. Il decreto prescrive la definizione di un ambiente di condivisione dei dati, la definizione del piano di gestione informativa (art. 2) e la definizione dei criteri di interoperabilità (art 4).
L’obbligatorietà del BIM è scattata dal 1° gennaio 2019 per lavori complessi relativi a opere di importo a base di gara pari o superiore a 50 milioni di euro; dal 1° gennaio 2020 per importo pari o superiore a 50 milioni di euro; dal 1° gennaio 2021 per importo pari o superiore a 15 milioni di euro.
Dal 1° gennaio 2022 diventerà obbligatorio per importo a base di gara pari o superiore alla soglia di cui all’art.35 del Codice dei contratti pubblici; dal 1° gennaio 2023 per importo pari o superiore a 1 milione di euro; infine, dal 1° gennaio 2025 per importo inferiore a 1 milione di euro (in pratica tutti).
Il termine BIM trova un sinonimo in “digital twin” (“gemello digitale”), che indica la trasposizione digitale integrale del modello di un’opera materiale. Si tratti di un edificio esistente o di nuova costruzione, durante il suo ciclo di vita ogni edificio genera costantemente una serie di dati che rappresentano il codice genetico del gemello digitale di un asset.
Se i dati trasmessi da una fase del ciclo di vita a un’altra sono accurati e veritieri, tutte le parti interessate possono essere informate in modo attendibile grazie a transazioni digitali opportunamente verificate, affidate a un sistema di contabilità distribuita.
Chi sono gli utilizzatori del BIM
Il BIM ha una molteplicità di utilizzatori: committente; società di progettazione e di servizi; imprese di costruzioni; produttori di materiali e componenti; società di gestione immobiliare; organismi di valutazione della conformità, secondo quanto elenca la prassi di riferimento UNI-PDR 74/2019 Sistema di Gestione BIM – Requisiti.
La metodologia di gestione dei progetti e dei programmi attuata digitalmente attraverso il BIM coinvolge tutti questi attori, dando luogo a un processo per il controllo del ciclo di vita del bene (edificio): dalla progettazione alla costruzione, dalla gestione all’eventuale dismissione.
La metodologia BIM potrebbe essere applicata a una infrastruttura, un territorio o a un qualsiasi prodotto. I temi toccati sono smart building, smart city, sostenibilità e transizione energetica, tutti aventi come denominatore comune la modellazione informativa dei dati.
Le tecnologie utilizzate
Il vero valore aggiunto del BIM sono i dati, patrimonio informativo da sfruttare per tutta la durata del ciclo di vita dell’edificio. Per questo sarebbe riduttivo utilizzare tale metodologia solo a favore delle fasi di progettazione e costruzione dell’asset.
Il BIM inoltre offre:
- una maggiore chiarezza e comprensione di disegni statici bidimensionali tradizionali;
- la possibilità di identificare rapidamente le quantità, le caratteristiche, le posizioni di materiali e attrezzature, il produttore ecc. che possono essere combinati con Radio Frequency Identification (RFID) per migliorare le stime dei costi e l’adesione a programmi di costruzione;
- la possibilità di identificare potenziali conflitti di spazio tra i diversi sistemi costruttivi.
È di fondamentale importanza il grado di dettaglio informativo che si vuole mantenere, poiché le informazioni devono durare per alcuni decenni. La geometria costituisce l’80% di un modello, mentre il restante 20% è costituito dai dati che devono essere gestiti e trasformati in informazioni per trarne il massimo valore.
Un “digital twin” realizzato tenendo conto delle necessità manutentive apporta un grande valore aggiunto sotto diversi punti di vista: con un patrimonio di dati studiati ad hoc la percentuale di risparmio stimata dei costi di gestione si aggira attorno al 15%. Ad esempio, è possibile attribuire a ogni singolo oggetto del modello il relativo piano manutentivo ordinario, la tempistica della sua garanzia, l’azienda di riferimento, le sostituzioni che sono state effettuate e altro ancora.
BIM e IoT
Grazie all’adozione di sensori IoT (Internet of Things) collegati a una o più console di monitoraggio, si può tracciare costantemente il funzionamento di impianti e sistemi, provvedere tempestivamente in caso di guasti, intervenire per evitare sprechi e ottimizzare i consumi energetici rendendo possibile l’elaborazione di statistiche in tempo reale.
Attraverso l’analisi della storicità dei guasti e delle manutenzioni eseguite è possibile effettuare l’elaborazione di manutenzione predittiva, attività che contribuisce alla riduzione dei tempi di fermo degli impianti, limitando i costi di inutilizzo e per interventi eseguiti in emergenza.
BIM e blockchain
Al BIM può essere applicata anche la metodologia blockchain. Il sistema basato su un registro distribuito delle transazioni (DLT) consente di poter “notarizzare” processi ed eventi senza la necessità di un’autorità terza, permettendo così agli attori della filiera di aggregare informazioni qualificate che, opportunamente inserite in un modello, consentono di approcciare i processi decisionali in modo molto più efficiente ed efficace rispetto al passato, godendo del sostegno da parte della normativa nazionale in materia.
Software BIM
Sono molte le case produttrici che forniscono prodotti ACDat (ambiente di condivisione dati) per il settore AEC (Architettura-Ingegneria-Costruzioni); tra questi, BIM360, BIMcloud, usBIM Platform, STR Vision Teamwork Suite CDE, BIMX, Trimble connect, Projectwise, BIM Plus, Aconex, Zutec e Viewpoint.
I livelli
Il BIM consta di diversi livelli, che possono essere raggiunti per vari tipi di progetti. Ogni livello rappresenta un diverso insieme di criteri che mostra un particolare grado di “maturità”. I livelli BIM iniziano dallo 0 e passano a 4D, 5D e 6D; il loro scopo è quello di valutare l’efficacia o la quantità di informazioni condivise e gestite durante l’intero processo.
- Livello 0 – CAD standardizzato: richiede l’organizzazione di un lavoro tradizionale intorno a un sistema di standard;
- Livello 1 – BIM solitario (lonely BIM) o non collaborativo: si usa il metodo di progettazione parametrica e gestione dei dati all’interno del proprio workflow ma non c’è collaborazione tra i professionisti;
- Livello 2 – BIM collaborativo: in questo caso c’è collaborazione tra i soggetti implicati nella pianificazione. Le informazioni sulla progettazione di un ambiente sono condivise attraverso un formato file comune;
- Livello 3 – BIM condiviso: questo modello è ancora più collaborativo. Invece di avere ogni membro del team che lavora sul suo modello 3D, Level 3 permette a tutti di usare un singolo modello di progetto condiviso.
Livelli di maturità del BIM (bBLusBIM) – Fonte: www.energyup.tech
Le “dimensioni”
Secondo le norme UNI 11337, per “dimensioni” BIM si intendono le grandezze informative di cui il gemello digitale deve essere dotato per:
- restituzione tridimensionale del manufatto (3D, dati necessari per definirne i dati geometrici e i materiali)
- gestione della programmazione (4D, tempo)
- gestione informativa economica (5D, computi, estimi e stime)
- modalità di gestione informativa della gestione (6D, uso, gestione, manutenzione e dismissione)
- esternalità (7D, sostenibilità sociale, economica e ambientale)
Tra le “dimensioni” BIM un posto di particolare rilievo è rivestito dalla gestione tecnica dei patrimoni immobiliari, il c.d. Facility Management (FM), insieme di attività e operazioni compiute a supporto del ciclo d’uso di un’opera costruita.
