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Il BIM e le Infrastrutture Idrauliche: Raccomandazioni Strategiche

Raccomandazioni e indirizzi affinché si possa arrivare a una progettazione e gestione integrata delle opere idrauliche servendosi dei vantaggi offerti della modellazione informativa.

Raccomandazioni e indirizzi affinché si possa arrivare a una progettazione e gestione integrata delle opere idrauliche servendosi dei vantaggi offerti della modellazione informativa.


Progettazione e gestione digitale delle infrastrutture idrauliche

Il Building Information Modeling (BIM), acronimo che ormai ha assunto il significato esteso di innovazione di processo abilitata dalla digitalizzazione, esondando dal perimetro originario, ha conosciuto, sia pure spesso in maniera parziale, una vasta diffusione nel settore della costruzione e dell'immobiliare, dalla General Construction, ciò che definiremmo gli edifici, alla Civil Engineering, vale a dire, le infrastrutture.

La tematica, in verità, si è pure estesa alle reti di distribuzione (ad esempio, dell'energia elettrica o del gas) con esiti talora piuttosto interessanti, grazie alle iniziative adottate dalle principali Utility.

Di fatto, la nozione di Smart City ovvero di Agile Land, laddove i cespiti costruiti, i Built Asset, siano sempre più interconnessi, rende difficile distinguere tra edificio, infrastruttura o rete e, soprattutto, obbliga a considerare tali entità come strettamente relazionate ai propri utenti, sia che questi ultimi godano di una fruizione diretta (come nel caso dell'uso dello spazio di un ufficio o di una scuola) o indiretta (come nel caso della rete ferroviaria o di quella di distribuzione del gas).

Nel caso delle infrastrutture idrauliche, oggetto delle presenti riflessioni, l'identità dell'utenza e le modalità di fruizione da parte di essa richiedono specifiche precisazioni, ma si rifanno, ad esempio, anche all'uso delle stesse sotto il profilo dei parchi naturalistici legati alle casse di laminazione dalle piene, o alle aree di fruizione connesse con i sistemi di drenaggio sostenibile, oppure ai piani di emergenza e di protezione civile in caso di eventi alluvionali.

La dizione infrastrutture idrauliche comprende, infatti, molteplici opere; ad esempio, secondo la classificazione adottata nei contratti pubblici per opere generali e specialistiche (a partire dall’allegato A del DPR 207/2010), si intendono sia opere puntuali sia a rete, quali dighe (OG5), acquedotti, opere di irrigazione e di evacuazione per il servizio idrico integrato (OG6), opere marittime (OG7), opere fluviali, di difesa, di sistemazione idraulica e di bonifica (OG8), impianti di potabilizzazione e depurazione (OS22), e anche, in una qualche misura, opere di ingegneria naturalistica per la sistemazione dei bacini idrografici (OG13) e gli interventi a basso impatto ambientale per il risanamento e la posa di fognature e acquedotti (OS 35).

Una tale variabilità comporta, ovviamente sia la presenza di aspetti comuni, condivisi e trasversali per le diverse opere idrauliche, sia specificità ed elementi particolari propri di ciascuna tipologia.

 

Utenza e modalità di fruizione degli asset

L’utenza e le modalità di fruizione delle opere idrauliche riguardano spesso sia i soggetti gestori sia i cittadini, che in ottica di interventi multi-obiettivo, sono sempre più coinvolti nella fruizione delle aree su cui si sviluppano le opere oppure sono i destinatari e gli utilizzatori delle stesse in occasione di situazioni di emergenza legate a eventi estremi.

In particolare, questo scenario ha fatto sì che la dimensione ultima diventi quella geo-spaziale, in cui il BIM, il Geographical Information System (GIS), l'Internet of Things (IoT) e altro, sono strettamente interoperabili.

Testimonianza emblematica di ciò è data, ovviamente, dalla cosiddetta Helpful o Smart Home, che sta divenendo un vero e proprio Behavioural Asset, cespite immobiliare comportamentale.

 

Progettare la raccolta dei dati in maniera integrata

L'approccio appena descritto spiega bene, peraltro, la ragione per cui la digitalizzazione del processo decisionale supportato da flussi informativi abbia una maggiore efficacia laddove si parli di Architecture Engineering Construction Owner Operator (AECOO) e, di conseguenza, essa ben si presti a operazioni di sviluppo immobiliare (di rigenerazione urbana) e di infrastrutturazione territoriale, così come previsto dai programmi statali decennali, inclusivi del Piano Nazionale di Ripresa e di Resilienza (PNRR) nonché del Piano Nazionale degli Investimenti Complementari (PNC), che considerino il ciclo di vita dei cespiti fisici.

Non per nulla, una simile concezione, che vale anche per la conservazione programmata dei beni culturali immobiliari, investe pienamente il ciclo di vita delle opere, preferibilmente tramite una gestione unitaria, come accade grazie alla Public Private Partnership (PPP), eventualmente supportata dal Digital Twinning (DT).

Nell'ambito infrastrutturale i maggiori avanzamenti, sia a livello nazionale sia a livello sovranazionale ed europeo, si registrano nell'ambito stradale (o autostradale), aeroportuale e ferroviario, ma i margini di maggiore interesse risiedono senz'altro nel contesto idraulico e ambientale, oltreché nelle infrastrutture portuali, oggetto di significativi investimenti da parte del Governo Italiano.

Le opere idrauliche, per l’importanza strategica, come nel caso delle dighe, o per finalità di pubblica sicurezza o di utilizzo a scopi energetici, potabili o irrigui della risorsa idrica, sono, inoltre, storicamente state spesso dotate di strumenti di misura delle grandezze idrauliche e anche, nel caso delle dighe, di monitoraggio del comportamento strutturale. Il Servizio Idrografico Italiano, dagli inizi del Novecento, era dedicato alla raccolta e alla pubblicazione delle misure pluviometriche, idrometriche e mareografiche registrate in Italia dagli uffici compartimentali di cui era composto.

La presenza di sensori e la raccolta di dati è un elemento distintivo e fondamentale dell’ingegneria idraulica e connota le opere e i corsi d’acqua da oltre un secolo.

I notevoli avanzamenti della strumentazione per la raccolta e per la trasmissione di misure e la disponibilità anche di dati da satellite consentono oggi alle Autorità di Bacino, alle Autorità idrauliche, alle Arpa regionali, ai Consorzi irrigui e di bonifica e ai Gestori del servizio idrico integrato di raccogliere e di analizzare una notevole mole di dati.

Occorrerebbe, quindi, uno sforzo sistemico per progettare la raccolta dati in un’ottica integrata, in termini di qualità e di quantità della risorsa, superando le usuali barriere tra i diversi soggetti competenti, individuando le grandezze da misurare anche in funzione degli utilizzi e degli utilizzatori, arrivando a collegare i dati raccolti alle opere e alla loro rappresentazione.

A questo proposito, a prescindere dagli obblighi regolamentari previsti dal decreto ministeriale 560/2017, che è stato recentemente novellato dal decreto ministeriale 312/2021, anche in materia di premialità inerenti al PNRR e al PNC, si pone una esigenza, di natura strategica, finalizzata a orientare in maniera sistematica le stazioni appaltanti, le amministrazioni concedenti e gli enti gestori che abbiano a che fare colle infrastrutture idrauliche, a iniziare dagli ambiti territoriali omogenei, dalle autorità, dalle agenzie e dai consorzi di bonifica, oltre che dai servizi idrici integrati.

Alcuni di questi enti, infatti, hanno iniziato a confrontarsi colla tematica a causa delle caratteristiche del procedimento tecnico-amministrativo (in funzione delle soglie relative all’applicazione dei metodi e strumenti elettronici di modellazione fissate dal decreto ministeriale) o in virtù di proposte metodologiche avanzate dai concorrenti candidati nelle gare aventi a oggetto l'offerta economicamente più vantaggiosa.

Nel primo caso, occorre verificare che l'occasione puntuale sia stata preceduta da un lavoro preparatorio a livello sistemico che, come prevede il decreto, richiede la riconfigurazione dei processi organizzativi descritti nell'atto organizzativo, la individuazione dei fabbisogni strumentali, indicati nel piano degli investimenti, la valorizzazione del capitale umano, attuabile attraverso il programma formativo.

D'altra parte, se così non fosse, e spesso così non è, il Capitolato Informativo (CI), denominato dalla serie di norme UNI EN ISO 19650 Exchange Information Requirements (EIR), resterebbe un atto puntuale e isolato, anziché mostrarsi come il frutto di un flusso decisionale evolutosi grazie alla definizione degli Organization Information Requirements (OIR), strettamente collegati ai tre documenti poc'anzi menzionati, degli Asset Information Requirements (AIR) - derivanti dalla politica strategica di gestione patrimoniale dei cespiti - e dei Project Information Requirements (PIR).

Sotto questo profilo, d'altronde, dovrebbe verificarsi una sintesi sinergica tra il CI e il Documento di Indirizzo della Progettazione (DIP), così come indicato nelle “Linee guida per la redazione del progetto di fattibilità tecnica ed economica da porre a base dell’affidamento di contratti pubblici di lavori del PNRR e del PNC” del Ministero delle Infrastrutture e della Mobilità Sostenibili (MIMS.)

In altre parole, occorre che le amministrazioni pubbliche coinvolte abbiano consapevolezza che la focalizzazione dei processi digitali si incentri sulla gestione del ciclo di vita delle infrastrutture idrauliche e che, pertanto, alla base dei singoli procedimenti tecnico-amministrativi stia il ciclo di vita del bene, che diparte da una anagrafica digitale impostata sugli Asset Information Model (AIM), vale a dire sui modelli informativi, disciplinari e aggregati o federati concernenti ciascun manufatto e ciascuna opera d'arte, contestualizzati geo-spazialmente.

 

Raccomandazioni strategiche

Questa considerazione implica che sarebbe opportuno decidere e condividere sistemi di codificazione e di classificazione a livello nazionale, sovranazionale e internazionale che permettano, con riferimento anche all'Archivio Informatico Nazionale delle Opere Pubbliche (AINOP), di ottimizzare i processi realizzativi e manutentivi.

Tra questi si cita il più recente, Coclass, sempre più orientato anche sul versante infrastrutturale.

Tale assunto evoca la necessità, da parte del ceto professionale (specie a livello della progettazione), di raggiungere un consenso sulle entità informative, normalizzando una National BIM Library, dedicata, quale preludio alla predisposizione di un IFC schema mirato, indispensabile per assicurare l'interoperabilità tra i contenitori informativi, nell'ottica di una prospettiva GIS-BIM. Interoperabilità ancora più fondamentale per le opere idrauliche, dato il carattere a rete di gran parte delle infrastrutture idrauliche e l’interconnessione stretta, tramite i flussi della risorsa idrica, anche tra opere puntuali lontane nello spazio.

Bisogna, peraltro, ricordare che la Library imporrebbe una riflessione culturale e operativa sulla natura delle entità (dalle opere d'arte più assimilabili a quelle presenti in altri ambiti infrastrutturali ai manufatti maggiormente legati al terreno) e sulle relazioni tra esse.

Al contempo, la dimensione geo-spaziale rimanda alla nozione duplice di infrastruttura quale entità fisica e come dispositivo funzionale, «modellabile» in termini di strutture di dati.

Sinora la modellazione informativa in ambito idraulico si è maggiormente sviluppata, in Italia come all’estero, nelle opere puntuali, impianti di depurazione in primis (si veda, ad esempio, l’iniziativa anglosassone BIM4Water), mentre, all’opposto, le opere di protezione idraulica del territorio, quali sistemazioni fluviali e arginature, caratterizzate da prevalenza di lavorazioni di movimento terra, da pochi manufatti e quasi totale assenza di impianti, solo raramente sono state oggetto di modellazione. Ciò ha inevitabili effetti anche sulle diverse tipologie di Committenza. I gestori del servizio idrico integrato (SII) paiono infatti essere al momento, tra i committenti di infrastrutture idrauliche, quelli che con più decisione hanno iniziato il percorso di innovazione abilitata dalla digitalizzazione.

Nel secondo caso, riguardante le proposte metodologiche nelle offerte economicamente più vantaggiose, in assenza perlomeno del CI, le offerte avanzate autonomamente dai candidati concorrenti, nonostante la lodevole intenzione dei proponenti, rischiano di introdursi casualmente nelle impostazioni tradizionali e analogiche consuete alle stazioni appaltanti e alle amministrazioni concedenti. Se, da un lato, tale offerta ha, infatti, il pregevole vantaggio di consentire al Committente un primo contatto e una sperimentazione delle potenzialità date dalla digitalizzazione, dall’altro, tale sforzo rischia di non poter esprimere al meglio le proprie possibilità, andando a mostrare solo parzialmente i vantaggi conseguibili.

Ciò, in particolare, avviene in merito alla configurazione del Common Data Environment (CDE), ovvero dell'Ambiente di Condivisione dei Dati (AcDat), che, da un lato, sta diventando il vero e proprio ambito di esecuzione (e, potenzialmente, ancor prima di affidamento) dei contratti pubblici, mentre, da un altro canto, esso dovrebbe essere perfettamente integrato con l'Ambito di Gestione Patrimoniale Digitalizzata, di cui si discorreva in precedenza.

Il fatto che ciò non avvenga comporta la possibilità, negativa, che si conservi un approccio, appunto, contingente e non strutturale alla gestione patrimoniale e che il patrimonio informativo maturato all'interno di ciascun procedimento tecnico-amministrativo vada in parte perso.

In pratica, l'estemporaneità può indurre a enfatizzare, da parte degli attori del versante della domanda pubblica, gli aspetti strumentali che riguardano sia i dispositivi di BIM Authoring e di Code & Model Checking sia quelli attinenti al Common Data Environment, comportando una sottovalutazione della riconfigurazione e della reingegnerizzazione dei processi organizzativi.

Tanto più che i dispositivi legati al BIM, o meglio, i contenitori da essi generati, non hanno altro futuro che di essere integrati nell'AcDat, nella direzione dei Linked Data, e di essere assorbiti dalle soluzioni computazionali disciplinari.

É evidente che questo atteggiamento, che semplifica, ma riduce, non può far altro che cercare inutilmente di costringere le logiche digitali entro ambiti analogici.

Per evitare passi falsi sarebbe invece opportuno partire da un’analisi e riconfigurazione virtuosa dei processi, poiché in assenza di mappature attente, in termini di Business Process Modeling Notation, e di adeguata formazione delle risorse umane, il ricorso agli strumenti rischia di vanificare lo sforzo, specie entro un quadro regolamentare e autorizzativo complesso e articolato, quale quello che riguarda i contratti pubblici.

É chiaro, ad esempio, che senza il Workflow Management e il Business Process Modeling, i benefici arrecabili dall'innovazione digitale risulteranno esigui, forieri di modesti ritorni sugli investimenti.

Le proposte metodologiche dei correnti possono, invece, essere più efficaci e integrate, e anche meglio essere specificate e studiate in sede di gara da parte degli offerenti, se il Committente ha già compiuto un’analisi dei propri processi e abbracciato sino in fondo la digitalizzazione.

Tramite lo studio del Capitolato Informativo sarebbe così possibile proporre contenuti in grado di inserirsi appieno e con perfetta coerenza nei processi del Committente, all’interno di standard e di regole predefinite.

La modellazione delle informazioni non è, infatti, un semplice esercizio geometrico (multi-) dimensionale; occorre invece che la modellazione delle entità sia guidata e conformata dalla modellazione dei processi.

Vi sono, a questo proposito, alcuni temi correlati che devono essere tenuti in conto:

  1. la relazione che intercorre tra Information Management, Project Management e Risk Management;
  2. l'integrazione tra l'Information Management System, il Quality Management System, l'Health & Safety Management System, l'Environmental Management System;

  3. l'interoperabilità tra il Common Data Environment e l'Enterprise Resource Planning;
  4. la transizione dei processi digitali dalla progettazione alla esecuzione;
  5. l'avvento del Digital Twinning;
  6. gli Environmental Social Governance Criteria (ESG), la digitalizzazione e i modelli di dati orientati alla valutazione della fattibilità degli investimenti;
  7. la contestualizzazione giuridico-contrattuale delle relazioni tra domanda e offerta in ambiente turbolento, facilitata dagli accordi collaborativi.

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