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HBIM: la tecnologia BIM al servizio della storia 

07.03.2023 | 12 minuti di lettura

Sfide e previsioni per il settore delle costruzioni nel 2023

Quali sono le principali sfide che il settore delle costruzioni deve affrontare e quali misure possono contribuire a mitigarne l‘impatto?

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Colosseo, Roma HBIMFoto di David Libeert su Unsplash

Stimato in tutto il mondo e visitato ogni anno da milioni di turisti, il nostro Belpaese può vantare un patrimonio artistico e paesaggistico a dir poco straordinario. Questo patrimonio è ulteriormente arricchito dalla numerosa presenza, sia in città che in piccoli borghi montani e marittimi, di centinaia e centinaia di palazzi storici e abitazioni antiche, tuttora abitate o che ospitano musei, Comuni o tribunali. 

La preservazione e la cura di questo ricco patrimonio abitativo, però, è complessa e costosa, specialmente nelle zone ad alto e medio rischio sismico, senza considerare fenomeni atmosferici, quali: frane, smottamenti e alluvioni (sfortunatamente sempre più diffusi nella nostra penisola). 

Queste sono solo alcune tra le ragioni principali per cui i professionisti del settore edile fanno sempre più affidamento sulla metodologia di progettazione BIM: basti pensare che in Italia, con il Decreto Ministeriale n. 312 del 2 agosto 2021 (conosciuto anche come Decreto BIM), l’utilizzo di questa tecnologia è diventata obbligatoria per le opere pubbliche. Analizziamo nel dettaglio di cosa si tratta, quali vantaggi offre e come viene applicata per preservare il patrimonio storico del nostro Paese. 

Cosa sono i software BIM? 

L’acronimo BIM sta per Building Information Modeling e rappresenta una delle rivoluzioni digitali più importanti degli ultimi anni per il settore edile. Si tratta di un innovativo metodo di intendere la progettazione e la gestione delle informazioni di un edificio: con l’impiego di svariati software di modellazione 3D e raccolta dati, tutti i professionisti coinvolti nel progetto possono contribuire ad aggiornare questa sorta di database multidisciplinare, con l’obiettivo di realizzare un modello completo con tutte le informazioni che bisogna conoscere a proposito dell’edificio in questione.   

Secondo i dati raccolti lo scorso anno dall’Osservatorio Niiprogetti (in collaborazione con AssoBIM), gli appalti BIM in Italia, promossi sia da pubblici che da privati, sono in significativo aumento: parliamo di 25.000 appalti nel 2022, a fronte dei 18.000 nel 2018, per un valore assoluto stimato in oltre 9 miliardi di euro. 

Oggi, realizzare un progetto servendosi della metodologia BIM non solo è sinonimo di business, ma significa soprattutto poter controllare i processi edilizi nella maniera più efficiente, raccogliendo e integrando in un unico modello tutti i dati di un edificio, per l’intero ciclo vitale dello stesso: questo si traduce in una maggiore agilità in fase di progettazione, semplificando inoltre la gestione e la manutenzione delle strutture a medio e lungo termine. 

Cosa si intende per HBIM? 

Proprio grazie alla possibilità di avvalersi dei modelli BIM durante tutte le fasi di costruzione e facility management di un edificio, questa tecnologia all’avanguardia ha cominciato ad essere utilizzata anche nel settore della riqualificazione degli edifici storici. 

Nel 2009, in un articolo scientifico scritto dal professor Maurice Murphy del Dublin Institute of Technology, questa modalità di utilizzo della metodologia BIM viene identificata per la prima volta con l’acronimo HBIM: Historical (o Heritage) Building Information Modeling.  

La metodologia HBIM punta a restituire un modello tridimensionale integrato, che risulta non solo coerente con l’edificio reale, ma è anche in grado di fornire il maggior numero possibile di informazioni sugli interventi di restauro e manutenzione avvenuti in precedenza. 

Quali norme regolano i processi BIM e HBIM in Italia? 

La metodologia BIM sta diventando sempre più popolare in Europa, ed è già di uso comune in nazioni come Norvegia, Finlandia, Danimarca, Germania e Gran Bretagna. Tra i Paesi più all’avanguardia spicca il Regno Unito; uno sguardo al National BIM Report del 2020 ci rivela che il 73% dei partecipanti al sondaggio fa uso della progettazione BIM: una bella differenza rispetto al Report del 2011, dove il 43% dei professionisti interpellati non sapevano neanche di cosa si trattasse. 

E in Italia? Anche nel Belpaese la tecnologia BIM, applicata a costruzioni già esistenti e non, è destinata a conquistare il settore edile. Complice il forte incoraggiamento del Governo, che nell’Articolo 6 del già citato Decreto BIM definisce le circostanze in cui il BIM diventa obbligatorio, stabilendo 3 date di riferimento: 

  • è stato applicato dal 1° gennaio 2022, sia per opere di nuova costruzione che per interventi su costruzioni esistenti, che non superino i 15 milioni di euro di importo a base di gara; 
  • è stato applicato dal 1° gennaio 2023, sia per opere di nuova costruzione che per interventi su costruzioni esistenti, che non superino l’importo stabilito dall’articolo 35 del codice dei contratti pubblici; 
  • verrà applicato dal 1° gennaio 2025, sia per opere di nuova costruzione che per interventi su costruzioni esistenti, che non superino 1 milione di euro di importo a base di gara. 

La norma UNI EN ISO 19650, emanata dall’ Ente di Normazione Internazionale, è quella che definisce in generale tutti gli aspetti principali dell’introduzione dei processi BIM nel flusso di progettazione a livello internazionale. 

L’Ente Italiano di Unificazione ha quindi rilasciato la norma UNI 11337, le cui parti 1, 4 e 5 sono particolarmente importanti per regolamentare nel nostro Paese le applicazioni della metodologia BIM e il ruolo dei professionisti del settore edile in questa rivoluzione digitale. Questa norma, introdotta dal Nuovo Codice Appalti, è stato il primo passo concreto verso una regolamentazione tecnica dell’utilizzo del BIM sul territorio italiano.  

Sfide e previsioni per il settore delle costruzioni nel 2023

Quali sono le principali sfide e cosa possiamo fare per affrontarle?

Perché l’utilizzo dei modelli BIM risulta fondamentale per preservare gli edifici storici?  

Prima di tutto, per comprendere l’importanza dei modelli BIM nella cura degli edifici storici, bisogna comprendere lo stato comune di queste costruzioni, che nella maggior parte dei casi hanno subito modifiche e svariati interventi architettonici nel corso dei decenni: gli edifici storici sono composti da molteplici stratificazioni attribuibili a diverse fasi costruttive, modifiche apportate in periodi anche molto distanti tra loro, ristrutturazioni e altri interventi. 

In un contesto così complesso, utilizzare procedure tradizionali risulta macchinoso e controproducente, soprattutto perché c’è il rischio concreto di lasciarsi sfuggire informazioni importanti per gli interventi successivi.  

L’HBIM nasce proprio con l’obiettivo di evitare di compromettere il ciclo vitale dell’edificio storico, perché non si limita solo a restituire un modello 3D fedele all’architettura dell’edificio: raccolgono informazioni sulla corretta conservazione dei materiali, documentazioni sugli interventi strutturali precedenti, e tutti i dati necessari a garantire la preservazione del patrimonio. 

Le fasi del processo HBIM 

Il processo HBIM si differenzia dal classico BIM principalmente nella fase di raccolta dati. Vediamo nel dettaglio quali procedimenti consentono di ottenere un modello HBIM: 

  1. Raccolta dati
  2. Rilievo ed elaborazione dei dati
  3. Modello 3D
  4. Integrazione della documentazione
  5. Fruibilità nel tempo 

1 – Raccolta dati

Il primo passo consiste sicuramente nella ricerca e nella raccolta di tutte le informazioni storiche e costruttive dell’edificio. Archivi, biblioteche e enti locali saranno fonti indispensabili per reperire la documentazione sia cartacea che digitale: questa prima operazione è fondamentale per garantire che l’intervento sull’edificio risulti coerente con la storia dello stesso.  

Più è elevato il numero di dati recuperati sulla struttura e sulle precedenti modifiche architettoniche apportate all’immobile, meno possibilità ci sarà di sbagliare durante gli interventi futuri. 

In questa fase è importante, quindi, che l’indagine non sia solo di matrice tecnica, ma che questa sia affiancata da una meticolosa ricerca storica e materica dell’immobile. Saranno proprio questi i dati su cui si baseranno le diagnosi future sullo stato dell’edificio, che ne determineranno la pianificazione degli interventi manutentivi.

2- Rilievo ed elaborazione dei dati

La seconda fase consiste nell’acquisizione dei rilievi che saranno alla base della modellazione 3D dell’edificio. Per raccogliere questo tipo di informazioni solitamente ci si avvale di strumenti digitali che minimizzano i margini d’errore, come fotocamere ad alta definizione per la fotogrammetria e laser scanner che possono operare sia per via aerea che terrestre.  

Grazie all’impiego di queste tecnologie, può essere estratta la “nuvola di punti”, ovvero i riferimenti principali su cui si basa il modello: questi punti nello spazio sono coordinate, che collocate in un sistema di riferimento rappresentano dati di carattere geometrico e colorimetrico (infatti ad ogni punto corrisponde un colore stabilito durante il rilievo in base alle foto raccolte). 

Queste nuvole di punti restituiscono nella maniera più realistica possibile la volumetria dell’edificio. Si tratta di un passaggio fondamentale per ottenere un modello ben riuscito, soprattutto se si considera che gli edifici storici sono spesso costituiti da forme ed elementi unici o molto complessi, difficili da riprodurre fedelmente. 

Questo metodo quindi permette di ottenere modelli virtuali particolarmente accurati rispetto alle reali caratteristiche dell’edificio: contenendo tutte le informazioni sia geometriche che storiche dell’immobile, sul lungo termine questi modelli diventano fondamentali per programmare manutenzioni e interventi futuri di espansione o ammodernamento. 

3 – Modello 3D

Questa è la fase in cui il modello vero e proprio prende vita: finita l’elaborazione delle nuvole di punti, si passa all’elaborazione di oggetti parametrici. Altro non sono che tutte le singole componenti dell’edificio, creati dal software partendo da dati come la nuvola di punti. Queste informazioni sono considerate dati non strutturati, da cui verranno generate le cosiddette mesh (o tessiture), ovvero dati strutturati rielaborati dal software.  

Questo processo consiste quindi nel passaggio da una “nube” disordinata di punti alla creazione di superfici ordinate, che saranno gli elementi che andranno a formare il modello tridimensionale. 

Data la complessità delle informazioni da restituire in un modello BIM parametrico coerente, questa è la fase più delicata, soprattutto se si considera la complessità e la varietà degli elementi presenti in un edificio storico.

4 – Integrazione della documentazione

In questa fase il modello 3D è pronto, ma non si può dire ancora completo: mancano infatti tutti i collegamenti all’incredibile quantità di dati sia geometrici che storici raccolti sull’immobile. 

È fondamentale che questa operazioni di integrazione della documentazione possano essere aggiornate nel tempo, in modo da fornire un database completo che copra tutto il ciclo vitale dell’immobile: livelli di degradi delle strutture, risanamenti architettonici più e meno recenti, materiali utilizzati durante le modifiche, ogni informazione specifica e dettagliata sull’edificio sarà consultabile tramite il modello HBIM. 

Queste informazioni saranno infatti importanti per quantificare i materiali, le tempistiche e i costi degli interventi di restauro o riqualificazione che coinvolgeranno l’edificio storico in questione, e permetteranno a chiunque si occupi dell’intervento di avere un’ampia conoscenza sia tecnica che storica dell’immobile.

5 – Fruibilità nel tempo

Una volta che il modello sarà completo di tutta la documentazione e questi dati risulteranno chiaramente fruibili e integrabili, si può finalmente dire di essere di fronte ad un modello HBIM.  

Spesso l’integrazione della documentazione viene attuata utilizzando i CDE, acronimo di Common Data Environment. Si tratta di un sistema di archiviazione in un Cloud, condivisibile e consultabile da tutte le maestranze coinvolte nell’intervento. L’organizzazione e la gestione delle informazioni all’interno di questi Cloud risulta abbastanza intuitiva e di rapida consultazione. 

L’inserimento dei dati nel CDE è importante principalmente per due ragioni: 

  • facilita la comunicazione tra tutti i professionisti che hanno a che fare con il restauro dell’immobile, consentendo a tutto il team di avere nello stesso luogo tutte le informazioni necessarie per realizzare un intervento coerente sia sul piano storico che architettonico;
  • se utilizzato correttamente, il CDE è un luogo virtuale molto sicuro in cui riporre questa enorme mole di informazioni: utilizzando un Cloud il rischio di perdere dati preziosi è ridotto ai minimi termini. 

La metodologia HBIM in Italia: Palazzo Remondini 

Tra gli interventi di restauro più recenti che si sono avvalsi della metodologia HBIM, possiamo analizzare quello relativo a Palazzo Remondini, un edificio storico sito nel comune di San Giovanni in Persiceto (provincia di Bologna).  

L’intervento 

Il progetto (cominciato nel 2018 e ancora in corso) si pone come obiettivo il risanamento conservativo di questo immobile del 1600, attraverso interventi di restauro e miglioramento sismico.  

Per intervenire su Palazzo Remondini si è optato per un approccio innovativo, sperimentando un processo BIM diverso da quello spiegato poco fa: è stato prima realizzato un Digital Twin dell’edificio, ovvero un modello tridimensionale della struttura a navigazione immersiva. 

Questo modello è stato da subito condiviso tramite Cloud con tutti i professionisti coinvolti nel restauro, dando all’intero team la possibilità di effettuare sopralluoghi e rilievi virtuali: questa modalità di reverse engineering ha permesso di ridurre notevolmente i costi e i tempi di queste operazioni, velocizzando la raccolta sia dei dati preliminari che di quelli in corso d’opera. 

Una volta completato l’intervento, sarà accessibile un fascicolo digitale contenente tutte le informazioni e i modelli relativi alle modifiche apportate, in modo da rendere facilmente fruibile tutta la documentazione necessaria per gli interventi futuri. 

Impatto economico ed ambientale 

Grazie all’adozione del Life Cycle Assessment, l’impatto ambientale dell’intervento è stato notevolmente ridotto rispetto all’utilizzo di metodologie classiche, dimostrando che l’integrazione BIM rende le fasi di progettazione più sostenibili. 

L’adozione del processo BIM ha anche avuto un impatto economico notevole sul restauro di Palazzo Remondini: solo nella prima fase di rilievo, eseguita da un operatore in 8 ore (più 2 di elaborazione Cloud), il risparmio registrato rispetto ai metodi tradizionali è stato del 20% sul fronte economico e del 70% per quanto riguarda le tempistiche. 

Ancora più sorprendenti i dati relativi ai sopralluoghi, che hanno visto una riduzione del 90% sia dei tempi che dei costi di realizzazione. Notevoli anche le percentuali relative all’accuratezza dei dati raccolti (un margine di errore dello 0,01%) e sulla consultazione dei documenti, la cui organizzazione in sistemi Cloud si traduce in un risparmio di tempo e denaro dell’80%. 

Con questi numeri, la tecnologia BIM diventa accessibile anche per i piccoli progetti: lo sguardo innovativo portato da questo nuovo approccio sulla ristrutturazione di Palazzo Remondini, infatti, è valso a e-Making Srl il primo premio ai BIM&Digital Awards 2020 nella categoria 4, dedicata ai progetti di edilizia di piccola dimensione. 

I principali vantaggi della tecnologia BIM 

L’esempio virtuoso dell’intervento su Palazzo Remondini mette in luce i principali punti di forza dell’utilizzo del processo BIM sugli edifici storici: 

  • i rilievi sono più precisi e i dati raccolti più coerenti con la realtà, con un margine d’errore irrisorio rispetto alle informazioni raccolte tramite i rilievi tradizionali. 
  • la comunicazione tra tutte le maestranze risulta più semplice ed efficace 
  • tutti i professionisti coinvolti hanno accesso all’intera gamma di informazioni: questo aspetto si traduce in un’ottimizzazione dei processi di cantiere e un maggiore controllo su ogni aspetto tecnico del progetto 
  • non sono coinvolti solo gli addetti ai lavori: al termine dell’intervento la committenza può entrare in possesso del modello HBIM dell’edificio, permettendogli di essere consapevole al 100% di tutte le fasi costruttive e delle modifiche apportate all’edificio.  
  • un modello HBIM rende più facile per la committenza anche pianificare ed eseguire altri interventi di manutenzione, allungando il ciclo di vita dell’immobile. 

Ad oggi utilizzare la metodologia HBIM comporta un dispiego iniziale di energie più elevato rispetto al solo BIM, in termini di impiego di risorse umane e strumentali, ma i vantaggi sul lungo termine sono notevoli. 

Questo succede perché la tecnologia BIM applicata al patrimonio storico necessita di una documentazione più corposa e dettagliata, che però si tradurrà in un modello finale estremamente accurato, fondamentale per effettuare valutazioni storiche e urbanistiche in maniera più consapevole. 

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