Il BIM nella modellazione 3D del cantiere: caratteristiche, peculiarità e vantaggi

di Alessandro Mediatore e Nicola Furcolo

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Il BIM (Building Information Modeling) trova sempre più campi di applicazione, come la modellazione 3D e 4D del cantiere edile. Ecco le caratteristiche, le peculiarità e i vantaggi offerti dal BIM in questo ambito

La corretta organizzazione del cantiere consente di attuare le misure di prevenzione e tutela dei lavoratori, nonché delle attrezzature e dei macchinari installati nel cantiere e permette uno svolgimento efficiente e rapido dei lavori, con il conseguente risparmio di tempo nello svolgimento delle lavorazioni. Tutto ciò, quando effettuato in maniera efficiente, si trasforma anche in un risparmio economico.

In questo articolo trattiamo il valido supporto della modellazione 3D, BIM oriented, alla progettazione del cantiere, lasciando a successivi approfondimenti i vantaggi delle altre dimensioni tecnologiche del BIM (4D, 5D, ecc.).

Il concetto di progettazione del cantiere edilie

Per realizzare un’opera edile occorre mettere in piedi un cantiere all’interno del quale occorrerà mettere in atto numerose operazioni e attuare una serie di processi, talvolta anche molto complessi, come ad esempio:

  • individuazione delle attrezzature e delle macchine necessarie
  • posizionamento delle attrezzature all’interno del cantiere
  • individuazione degli spazi destinati alle lavorazioni
  • definizione della viabilità riservata al transito dei mezzi
  • ecc.

E’ evidente che per ottimizzare tutti i processi e gestire correttamente le risorse, occorre procedere alla progettazione del cantiere. La progettazione del cantiere costituisce una fase delicata, da cui dipende l’esito del processo edilizio.

Il cantiere è un luogo di produzione che, pur con le proprie specificità, può ricadere ampiamente nell’ambito della quarta rivoluzione industriale (Industria 4.0).

La metodologia BIM oriented apre la strada a un approccio più efficiente e efficace per la progettazione cantieristica.

 

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Il BIM e la modellazione parametrica del cantiere

La metodologia BIM consente di progettare il cantiere attraverso la modellazione parametrica 3D.

Tale tecnica di modellazione non rappresenta gli oggetti con geometria e proprietà fisse, ma tramite parametri e regole che ne determinano la geometria, nonché le proprietà e le caratteristiche non geometriche.

Si pensi ad esempio alla progettazione dei ponteggi: con un oggetto parametrico specifico è possibile, definendo semplicemente il numero e dimensioni di impalcati e di campate, progettare un ponteggio completo di:

  • telai
  • diagonali
  • parapetti
  • tavole fermapiede,
  • ecc.

Questa semplicità di modellazione è adatta ai mutevoli cambiamenti del cantiere; si pensi, ad esempio, a quante modifiche dovrà subire un ponteggio durante la fase di realizzazione dell’opera edilizia. Ragionamenti identici valgono per tutti gli altri oggetti paramatrici per la di modellazione del cantiere:

  • logistici (recinzioni, strade, aree di stoccaggio, uffici)
  • tecnologici (ponteggi, gru, macchine, impianti)
  • naturali (vegetazioni, corsi fluviali, scarpate)
  • antropici (attività residenziali e produttive, strade) interni ed esterni al cantiere.

Cantiere digitale

Come già visto per il modello energetico di cantiere, disporre di un modello virtuale di cantiere apre la strada a numerose possibilità. Pensiamo al concetto di Digital Twin: il Digital Twin (gemello digitale)  è una copia esatta, un modello virtuale, di un oggetto reale sul quale fare test e prove in modo da evitare potenziali problemi e/o errori che potrebbero generare grosse diseconomie in termini economici e di tempo.

Disponendo del modello virtuale 3D del cantiere e dell’area in cui sarà realizzato (digital twin), è possibile fare simulazioni del processo di costruzione per verificare:

  • potenziali problemi sulle scelte progettuali ed organizzative
  • procedure operative
  • misure preventive e protettive.

E’ inoltre possibile identificare e risolvere in anticipo i potenziali rischi per la salute e la sicurezza degli operai.

In un modello virtuale 3D del cantiere è possibile effettuare operazioni del tipo:

  • “camminarci dentro” (walk-through)
  • “volarci dentro” (fly-through)
  • animare gli oggetti (operai, attrezzature, macchine, ecc..)

al fine di studiare le interferenze spaziali, simulare particolari condizioni meterologiche, ecc..

Dal modello virtuale è possibile estrarre tutte una serie di informazioni e documenti:

  • informazioni per la messa in opera del cantiere e dei suoi cambiamenti
  • elaborati estratti dal modello:
    • piante
    • sezioni
    • prospetti
    • planimetrie
    • spaccati assonomoterici
    • prospettive
    • particolari costruttivi.

Tutti questi elaborati costituiscono una particolare vista del cantiere in un certo momento. Appaiono evidenti gli innumerevoli vantaggi offerti dalla disponibilità di un modello digitale di cantiere.

Sicurezza e collaborative working

Il dlgs 81/2008 (testo unico sulla sicurezza) individua nel coordinatore in materia di sicurezza e di salute durante la progettazione dell’opera (coordinatore per la progettazione), il responsabile della progettazione del cantiere.

L’allegato XV “Contenuti minimi dei piani di sicurezza nei cantieri temporanei o mobili” deefinisce le scelte progettuali ed organizzative come

insieme di scelte effettuate in fase di progettazione dal progettista dell’opera in collaborazione con il coordinatore per la progettazione al fine di garantire l’eliminazione o la riduzione al minimo dei rischi di lavoro…”

La progettazione del cantiere, invece, non sempre procede parallelamente alla modellazione complessiva dell’opera, ma in genere viene effettuata a posteriori e separatamente dalle altre attività di pianificazione e controllo del progetto.

Il BIM, si fonda invece sul “collaborative working” e supera questa annosa criticità.

 

Grazie al formato aperto IFC, i tecnici coinvolti nel processo di progettazione, possono scambiarsi, secondo delle regole ben precise previste dalla metodologia BIM, i modelli digitali 3D delle proprie discipline, e cosi il tecnico che si occupa della progettazione del cantiere potrà “inserire” nel proprio modello virtuale di cantiere, il modello digitale architettonico, strutturale, impiantistico, ecc..; si viene cosi a creare un modello digitale federato, un ambiente comune per condividere e analizzare le scelte progettuali dell’intero processo di progettazione.

Ogni impresa può facilmente rappresentare i suoi spazi di lavoro con oggetti BIM inserendoli nella progettazione generale del cantiere curata dall’impresa affidataria.

Software BIM per la sicurezza cantieri

CerTus-HSBIM è il nuovo software per la modellazione BIM per la sicurezza nei cantieri. CerTus-HSBIM consente di progettare in 3D e 4D il cantiere e di produrre veri e propri modelli virtuali utili allo studio ergotecnico della sicurezza e alla simulazione delle attività.

La prima vera opportunità tecnica di studiare in maniera innovativa, più efficace ed adeguata alle più recenti norme tecniche la sicurezza nei cantieri temporanei e mobili.

 

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