Ecco come il BIM ottimizza la protezione degli edifici dagli scivolamenti
In Svizzera, dal 6 all’8 % del territorio ha una superficie considerata instabile ed esposta a scivolamenti, cadute di massi e colate detritiche. Nell’ambito del progetto GEOL_BIM, si analizzano possibili soluzioni per ottimizzare la progettazione e la manutenzione degli edifici, in modo da garantire una migliore protezione contro gli smottamenti di terreno permanenti.
In ragione di varie situazioni di pericolo, tra cui un’aumentata pressione oppure movimenti differenziali del terreno, gli scivolamenti permanenti possono comportare inclinazioni, torsioni e cedimenti, provocando ingenti danni agli edifici. Ciò, per i progettisti, significa confrontarsi con una grande sfida: quella di riuscire, ricorrendo ad adeguati provvedimenti a livello edilizio, a contrastare gli effetti che tali fenomeni provocano sulla struttura portante di una costruzione. Le nuove forme di collaborazione nate grazie all’utilizzo del metodo BIM e allo scambio centralizzato di informazioni attraverso il modello digitale dell'edificio (DBM) offrono supporto agli specialisti nell’affrontare la sfida.
Integrazione di dati geologici nel modello digitale dell’edificio
Il progetto innovativo, lanciato dall’Associazione svizzera dei geologi CHGEOL e cofinanziato da Innosuisse – l’Agenzia svizzera per la promozione dell’innovazione, riflette sulla possibilità di integrare i dati geologici e geotecnici nell’utilizzo del metodo BIM.
Un formato standardizzato a livello internazionale, utilizzato per lo scambio di dati nel settore della costruzione, è il cosiddetto Industry Foundation Class, in breve IFC. Benché valido e di uso corrente, lo schema IFC non è però concepito esplicitamente per essere utilizzato con i dati geologici e geotecnici. Tuttavia, l’integrazione di una perizia geologica è di centrale importanza, soprattutto per il genio civile e nell’ottica di garantire una maggiore protezione dai pericoli naturali. Proprio per questo, per rappresentare i dati geologici, il progetto GEOL_BIM ricorre al modello di dati GeoSciML 4.1., ormai standardizzato a livello internazionale.
Nell’ambito del progetto GEOL_BIM e con il supporto di appositi workflow, elaborati ad hoc per i casi d’applicazione legati al settore della geologia, il modello di dati GeoSciML ha permesso di convertire in schede IFC informazioni pertinenti relative a zone esposte al pericolo di scivolamenti del terreno.
Progettazione e gestione ottimizzate per limitare i rischi
L’impiego del metodo BIM nell’ambito degli scivolamenti permanenti mira a ridurre i rischi legati a tale pericolo naturale e a garantire la funzionalità di un edificio lungo il suo intero ciclo di vita. Per ottimizzare il flusso di informazioni è stata elaborata una mappa dei processi che, conformemente al manuale di consegna delle informazioni (IDM), descrive le principali questioni che concernono gli scivolamenti permanenti, i dati necessari in questo contesto e il ruolo che i diversi attori coinvolti rivestono per l’utilizzo del metodo BIM.
Affinché la progettazione possa svolgersi in modo ottimale, è fondamentale chiarire e valutare in modo accurato i potenziali rischi sin dall’inizio del progetto. Ciò permette di evitare brutte sorprese nelle fasi successive e conferisce un più ampio margine di manovra nella ricerca di soluzioni progettuali pertinenti. Di fatto, apportare modifiche ai progetti o introdurre in seguito misure di protezione può comportare per la committenza maggiori oneri, sia in termini lavorativi che finanziari, con costi supplementari che possono rivelarsi piuttosto considerevoli.
Oltre ai dati geologici di base, tra cui le carte geologiche o i carotaggi, vi è un altro fondamento importante che aiuta a chiarire i pericoli esistenti; vale a dire le carte dei pericoli elaborate a livello cantonale. Tali cartine delimitano le superfici potenzialmente esposte agli scivolamenti e indicano le diverse conformazioni di terreno. Esse forniscono così un insieme di dati facilmente accessibili e utilissimi per definire lo scivolamento e le relative conseguenze sulle costruzioni. Sono numerose le zone di insediamento per le quali sono già disponibili carte dei pericoli aggiornate. Inoltre, a seconda della zona, è possibile accedere anche ad altre informazioni, tra cui i vettori di spostamento, i dati inclinometrici, i profili geofisici, i dati idrogeologici e i danni documentati.
La mappa dei processi elaborata prevede anche una serie di misure per la manutenzione dell’opera. La prospettiva di poter limitare i danni deve motivare la committenza a effettuare, ogni anno o ogni due anni, un esame regolare della costruzione. A dipendenza della situazione di pericolo e della velocità di spostamento, tale esame può essere effettuato con un controllo visivo oppure mediante appositi sensori di posizione e punti di riferimento. Un altro approccio, meno impegnativo, consiste nel misurare subito all’inizio, nel momento stesso della messa in esercizio, la posizione esatta in cui si trova la costruzione (coordinate, angolo dei muri esterni). In seguito, nel caso in cui vi fosse il sospetto di un’inclinazione, di una torsione o di un cedimento, tale misurazione potrà servire da valore di riferimento.
Informazioni reperite da manutenzioni e notifiche di sinistro
Dalle manutenzioni, pianificate ed eseguite in modo accurato e minuzioso, così come dalle notifiche di sinistro, è possibile desumere preziose informazioni in materia di prevenzione. Di fatto, nel caso in cui da tali informazioni risultasse un aumentato rischio di scivolamento del terreno, potrebbe rendersi necessario rielaborare la carta dei pericoli ed effettuare controlli specifici nell’area interessata. In questo modo sarebbe possibile aggiornare le basi dei dati relativi ai pericoli, partendo dalla situazione concreta. I progetti di costruzione potrebbero così trarre beneficio da tali dati aggiornati e potenzialmente più esaustivi. Il fatto di poter contare su una base di dati solida e ottimizzata non è utile soltanto in fase di progettazione, ma anche in seguito, per convalidare i provvedimenti di risanamento (ad es. i drenaggi) allo scopo di rallentare gli scivolamenti.
Con il progetto GEOL_BIM si compiono così i primi passi in direzione di una continuità digitale tra i dati geologici e il BIM, garantendo al contempo una comunicazione efficace tra tutti i diversi esperti coinvolti. Il progetto offre inoltre un ventaglio di nuove possibilità per quanto concerne la gestione delle incertezze e dei rischi legati al sottosuolo. E, non da ultimo, esso permette, soprattutto per quanto riguarda gli effetti sulle strutture portanti degli edifici e delle opere infrastrutturali, di migliorare la pianificazione e l’attuazione delle misure di protezione e dei lavori di manutenzione.
Progetto innovativo GEOL_BIM
Per la messa in atto del progetto GEOL_BIM, cofinanziato da Innosuisse, sono responsabili il Servizio geologico nazionale di swisstopo e l’Institut Digitales Bauen FHNW, diretto dall’Associazione svizzera dei geologi CHGEOL, che è una delle associazioni di specialisti SIA. Il progetto è ampiamente sostenuto dalle autorità, da varie associazioni e da attori di spicco dell’economia privata. Di più su: https://chgeol.org/geol_bim/ e www.schutz-vor-naturgefahren.ch/bim.
