Dal mo­del­lo BIM al­la mac­chi­na edi­le

BIM Reality Check

Sono ancora rari gli esempi di applicazione di un processo BIM nelle costruzioni lineari. Con il progetto pilota di rifacimento dei binari a Mellingen, nell’estate e autunno 2018 le FFS intendevano verificare la possibilità di collegare e ­coordinare in modo continuativo i processi di pianificazione ed esecuzione.

Data di pubblicazione
31-05-2019

La Divisione Infrastruttura delle FFS ha l’obiettivo di migliorare entro il 2025 l’esercizio e la manutenzione dei suoi ­impianti, ricorrendo ai dati derivanti dagli impianti stessi. Gli standard necessari per processi, strutture di dati e competenze vengono convalidati e ottimizzati nell’ambito di progetti pilota. Il progetto di rifacimento dei binari FBE 18 Mellingen è stato attuato come progetto esecutivo BIM al fine di individuare in fase di esecuzione il potenziale della collaborazione supportata da dati tra committenza, direttore dei lavori, progettisti e impresa. Si trattava di sostituire 310 m di binari, di rinnovare sei scambi ferroviari, sostituire e ristrutturare gli impianti di cavi esistenti. Amberg Engineering aveva il compito di implementare la com­pleta progettazione degli interventi sui binari in un modello BIM per diversi casi di applicazione:

  • modellazione BIM sulla base delle informazioni presenti nelle banche dati FFS;
  • gestione digitale dei lavori come pietra miliare per cantieri digitali;
  • generazione di dati delle infrastrutture ferroviarie e integrazione degli stessi nel modello.

Dal progetto 2D all’esecuzione basata su BIM

Hanno costituito la base per la modellazione geometrica i piani d’esecuzione 2D della linea ferroviaria e degli interventi sui cavi, la definizione della geometria dei binari (.TR) e una nuvola di punti dell’intero tratto di binario. I relativi metadati sono stati inseriti nella banca dati delle FFS relativa agli impianti fissi (DfA). Per riuscire a utilizzare le soluzioni attualmente disponibili per la modellazione, il coordinamento e la gestione digitale del cantiere in applicazione alla costruzione dei binari, occorre una pratica collaudata.

L’organizzazione dei modelli doveva avvenire in maniera tale che l’utilizzo in cantiere fosse finalizzato agli scopi prestabiliti e fosse possibile raffigurare con la massima efficienza l’opera ­costruita al fine di descrivere la documentazione a scopi d’esercizio. La sfida consisteva nella realizzazione di oggetti parametrici per l’armamento dei binari, per la massicciata e per l’impianto di cavi in base all’asse del binario. Questa parametrizzazione ha consentito una raffigurazione precisa della massicciata come base per il controllo elettronico 3D. Associando il programma dei lavori al modello è stata creata una simulazione 4D al fine di monitorare l'avanzamento dei lavori durante la fase di costruzione.

La durata breve del progetto, di soli tre mesi, e gli obiettivi ambiziosi hanno richiesto una collaborazione impeccabile da parte di tutti i professionisti coinvolti. Le riunioni regolari relative all'utilizzo del modello in cantiere hanno consentito di confrontarsi rispetto alle aspettative e di discutere i punti poco chiari.

Rifacimento del binario basato su modello?

I lavori sono stati eseguiti da Sersa Group. Ci si è concentrati sull’utilizzo del modello BIM nella realizzazione: i livelli dello scavo e della posa in opera del modello parametrico sono stati trasferiti direttamente alle macchine edili. In questo modo, i sistemi di controllo dell’escavatore (scavo) e del bulldozer (posa in opera) erano sempre aggiornati con i dati corretti. Il trasferimento di dati tra il modello e la macchina edile avveniva tramite un servizio cloud che trasferiva alla macchina i dati aggiornati (auspicati) del modello e salvava i dati raccolti in fase di esecuzione relativi alla profondità dello scavo e all’altezza della posa in opera. Questo ha consentito una comparazione in tempo reale dei dati auspicati e dei dati reali. Al contempo, alla conclusione del progetto l'as built era già documentata nel modello. Il processo consente inoltre di incrementare la qualità e l’efficienza, poiché decadono passaggi manuali del lavoro quali il rilevamento della profondità della massicciata in base al tipo di traversina.

L’obiettivo del cantiere digitale è stato perseguito con l’ausilio di una piattaforma di gestione del cantiere BIM based. La gestione dei documenti della costruzione e dei difetti sono state così tempestive e trasparenti.

Valore aggiunto e sintesi della committenza

Mentre l’esecuzione in BIM per l’edilizia del soprassuolo non è più una novità, questo progetto di esecuzione legato al rifacimento dei binari è stato pionieristico. Esaminare le esperienze positive e negative è stato fondamentale per poterne trarre profitto in vista di progetti successivi. Continua a rappresentare una sfida il ricorso a modelli per le costruzioni lineari, e in particolare per la localizzazione lungo l’asse di binari curvi. Tuttavia è emerso che è possibile ricorrere oggi al BIM per realizzare costruzioni lineari. Una piattaforma di collaborazione centrale si è rivelata utile per ridurre al minimo la ridondanza di dati e ottimizzare l’efficienza nella gestione dei documenti. Un aspetto problematico è stato integrare i dati dell'infrastruttura ferroviaria nel modello informatico. I dati risultavano incoerenti, e la relativa attribuzione geometrica ha richiesto molto lavoro. Occorre fare ancora un po’ di strada prima che i computer siano in grado di leggere e scambiare in modo automatizzato i dati.

Le FFS intravedono nel BIM un’opportunità per collegare e coordinare in modo continuativo il processo di pianificazione ed esecuzione. Ne risulta un processo sistematico, dal rilevamento dei dati alla misurazione, passando per la valutazione delle scorte, la pianificazione e le autorizzazioni via via fino all’esecuzione.

Intervista agli attori coinvolti

Perché avete deciso di elaborare il progetto in BIM?
Michal Rubánko, SBB: Gli interventi di rifacimento dei binari costituiscono il volume d’investimento ricorrente più importante per l’infrastruttura FFS. Si tratta di progetti standard a complessità limitata: una buona premessa per individuare tramite il metodo BIM quali siano i margini potenziali per ridurre significativamente le spese del sistema complessivo.

Qual è stata la sfida più grande?
Magdalena Stelzer, Amberg Engineering: La difficoltà di attuare in tempi brevi un nuovo tipo di collaborazione. Sviluppare nuove routine richiede molto tempo all’inizio, ma poi si rivela altamente efficiente.
Marcel Nolte, Sersa Group: Ricevere i dati necessari in tempo dal committente e a propria volta consegnare la giusta selezione di dati generati.

Cosa cambierete la prossima volta?
Nolte: L’interazione tra modello ed esecuzione presenta ancora un grande potenziale di razionalizzazione.
Rubánko: Ci concentreremo maggiormente sull’utilizzo diretto delle informazioni del modello durante la costruzione e sul salvataggio dei dati di esecuzione.

Qual è stato il successo più grande del progetto?
Stelzer: Siamo riusciti a dimostrare le potenzialità e i rispettivi benefici per tutte le parti coinvolte.
Rubánko: La forte motivazione di tutte le parti coinvolte. Questo dimostra che tutti considerano BIM un’opportunità per ottimizzare procedure e qualità.

 

Partecipanti al progetto

Direzione progetto, direzione armamento: Ferrovie federali svizzere FFS

Impresario-costruttore: Sersa Group (Schweiz)

Progettazione e direzione dei lavori: Wild Ingenieure, Küssnacht am Rigi

BIM Manager / Coordinamento BIM: Amberg Engineering, Schweiz

 

FActs & Figures

Sostituzione massicciata: 310 m

Rinnovo scambi ferroviari: 6

Rinnovo canale cavi: 120 m

Rinnovo pozzetti cavi: 5

Esecuzione: 8/ 2018

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