In che modo il BIM è vantaggioso per gli ingegneri civili?

Coordinamento delle attività, collaborazione, verifica delle interferenze dei modelli 3D: ecco in che modo il BIM è vantaggioso per gli ingegneri civili

Il BIM è lo strumento più potente per migliorare la progettazione, la costruzione e la gestione di edifici ed infrastrutture. È proprio per questo che sta diventando sempre più popolare nel settore dell’architettura, dell’ingegneria e delle costruzioni in generale. Se sei un ingegnere civile, devi assolutamente sapere in che modo il BIM è vantaggioso per il tuo lavoro e quali metodi e strumenti puoi utilizzare. Leggi questo articolo e scopri di più!

Comprendere il BIM nell’ingegneria civile

BIM, acronimo di Building Information Modeling, indica il processo di elaborazione del modello 3D di progetto, inteso come contenitore di informazioni (geometriche, dati prestazionali, fisici, ecc.) relative all’intero ciclo di vita dell’opera. Questo modello informativo è un modello di tipo dinamico, interdisciplinare e condiviso. Questo significa che può essere aggiornato ed implementato nel corso del tempo e che tutti gli interessati (progettisti, manutentori, proprietari, ecc.) hanno accesso alle informazioni in qualsiasi momento. Nell’ingegneria civile, la sua caratteristica vincente è la possibilità di esaminare più scenari contestualmente e di fare la scelta più efficace, garantendo che i progetti possano essere consegnati nei tempi previsti e nel budget preventivato. Inoltre, il BIM garantisce libero accesso alle informazioni condivise durante l’intero ciclo di vita del progetto, ottenendo risultati convincenti anche in fase di manutenzione e gestione di un’opera d’ingegneria civile.

In definitiva, il BIM in ingegneria rappresenta il motore della trasformazione digitale in corso.

Per approfondire, leggi anche:

I vantaggi del BIM;
Analisi strutturale BIM: il potenziale del BIM applicato all’ingegneria strutturale;
IFC 4.3, lo standard openBIM anche per le infrastrutture. Le possibili applicazioni.

Principali vantaggi del BIM per gli ingegneri civili

Il BIM è estremamente utile per tutti gli addetti al settore delle costruzioni. Nello specifico, vediamo in che modo il BIM è vantaggioso per gli ingegneri civili.

Il BIM è il processo di elaborazione e gestione dei modelli digitali informativi di edifici ed infrastrutture, necessari per l’intero ciclo di vita delle costruzioni.

collaborazione e coordinamento – uno dei vantaggi più significativi del BIM per gli ingegneri civili è il miglioramento della collaborazione e del coordinamento. Consente a tutti i professionisti coinvolti nel progetto di lavorare allo stesso modello 3D e nello stesso ambiente digitale, condividendo dati in tempo reale ed utilizzando formati aperti (IFC, BCF, ecc.) per lo scambio delle informazioni. Questo aiuta ad individuare potenziali problemi ed interferenze già in fase di progetto, riducendo la probabilità di problemi in cantiere;
visualizzazione realistica – il BIM consente di visualizzare le opere in 3D in modo molto realistico, tanto da sembrare già realizzate. Questo espediente fornisce una comprensione completa delle scelte di progetto e di individuare eventuali errori di progettazione. Tecnologie come VRi, real-time, BIM viewer online, ecc., consentono di entrare nel merito di tutti i dettagli costruttivi, di effettuare modifiche in tempo reale e di capire come le scelte architettoniche incidano su strutture e impianti;
rilevamento automatico delle quantità – ottenere il computo metrico estimativo in automatico dal modello 3D dell’opera aiuta a diminuire notevolmente i tempi da dedicare a questa attività e il rischio di incorrere in errore. Non occorre più inserire le misure da computare manualmente, il software le estrae in automatico dal modello. Per approfondire, leggi anche Come ottenere automaticamente un computo metrico dal modello 3D;
individuazione di conflitti – grazie ad applicazioni di BIM clash detection software è possibile rilevare visivamente ed ottenere un report degli eventuali conflitti presenti tra i modelli delle diverse discipline in gioco (MEP, architettura, struttura, ecc.). In tal modo si può intervenire e risolvere le interferenze prima dell’inizio del cantiere, evitando ritardi e spese impreviste;
sostenibilità – gli ingegneri possono utilizzare il BIM per analizzare l’efficienza energetica delle opere da realizzare, valutare il loro impatto ambientale e ridurre il consumo energetico;
manutenzione – il BIM può essere utilizzato per monitorare lo stato di conservazione della struttura e pianificare gli interventi di manutenzione di tutte le componenti. In modello BIM contiene tutte le informazioni utili alla manutenzione, riducendo la probabilità di problemi di manutenzione imprevisti. Avere un modello informativo implementabile e aggiornabile nel tempo, agevola tutte le attività di gestione e manutenzione del bene. Tutto questo si traduce in una significativa riduzione dei tempi e dei costi di gestione dell’opera. Per approfondire, leggi BIM facility management: il potere del BIM nella gestione degli asset;
produttività ed efficienza – il BIM aumenta la produttività e l’efficienza di tutti i processi di lavoro, automatizzando molte attività solitamente eseguite manualmente e coordinando le discipline in gioco;
IFC4.3 – con il nuovo standard di buildingSMART International è possibile gestire in modo ottimale anche i modelli BIM in formato IFC delle cosiddette “risorse orizzontali” e infrastrutture lineari, quali strade, tracciati ferroviari, ponti e acquedotti. Per approfondire, leggi IFC 4.3, lo standard openBIM anche per le infrastrutture. Le possibili applicazioni.

Perché gli ingegneri usano il BIM?

Gli ingegneri usano il BIM perché migliora il lavoro, ottimizza i processi, permette di risparmiare tempo, aiuta la collaborazione e l’interdisciplinarietà, diminuisce la possibilità di sbagliare. Tutti questi aspetti contribuiscono a rendere il lavoro più competitivo e a raggiungere risultati di livello più elevato, anche in termini di qualità.

Di seguito, analizziamo alcune delle applicazioni più significative del BIM nell’ingegneria civile.

Progettazione e analisi dell’infrastruttura

L’ingegneria civile si occupa della progettazione e realizzazione di opere complesse, come strade, ponti, gallerie e impianti idraulici. In questo contesto, il BIM offre strumenti avanzati per la modellazione e l’analisi delle infrastrutture, consentendo di ottenere una maggiore precisione progettuale e di identificare criticità sin dalle fasi iniziali del progetto.

Grazie alla collaborazione multidisciplinare, il BIM facilita il lavoro di ingegneri, architetti e costruttori nella realizzazione di modelli 3D condivisi e aggiornati in tempo reale. Questo riduce il rischio di errori di progettazione e migliora la comunicazione tra i vari team. Continuando, le analisi delle prestazioni infrastrutturali permettono di valutare la resistenza delle opere nel tempo, analizzando il comportamento strutturale sotto carichi variabili, condizioni atmosferiche avverse e fenomeni naturali come terremoti e inondazioni. La gestione economica e logistica e l’estrazione automatizzata delle quantità di materiali (quantity takeoff) riducono errori di calcolo e consentono una pianificazione più accurata del budget di costruzione. Inoltre, la simulazione 5D integra i dati economici per monitorare in tempo reale l’andamento dei costi. Infine la modellazione dettagliata delle infrastrutture consente di ridurre al minimo gli imprevisti in cantiere, garantendo una maggiore efficienza nella gestione delle risorse e delle tempistiche di realizzazione.

Pianificazione dei sistemi di trasporto

La progettazione e la gestione delle reti di trasporto richiedono un coordinamento preciso tra diversi elementi infrastrutturali e ambientali. Il BIM consente di integrare in un unico modello tutte le informazioni necessarie, migliorando la qualità delle analisi e la precisione delle previsioni.

Il BIM viene impiegato nella progettazione di strade, autostrade, ferrovie e infrastrutture aeroportuali, consentendo una visualizzazione realistica del progetto prima della sua costruzione. Questo aiuta a individuare interferenze tra gli elementi strutturali e a ottimizzare la geometria delle opere.

Integrando la quarta dimensione (la dimensione del tempo con il BIM 4D), il BIM permette di pianificare dettagliatamente tutte le fasi di costruzione, valutando in anticipo eventuali criticità logistiche e riducendo il rischio di ritardi nei lavori.

Grazie all’integrazione con GIS (Geographic Information Systems) e software di simulazione del traffico, è possibile analizzare il flusso veicolare, prevedere le aree di congestione e progettare soluzioni infrastrutturali che migliorino la mobilità e riducano l’impatto ambientale.

Una volta completata la costruzione, il BIM continua a essere utile per la gestione delle infrastrutture di trasporto. I modelli digitali vengono utilizzati per monitorare l’usura delle pavimentazioni stradali, la stabilità dei ponti e il funzionamento delle gallerie, facilitando gli interventi di manutenzione preventiva.

Gestione dell’acqua e delle acque reflue

L’ingegneria idraulica è un campo essenziale dell’ingegneria civile, che si occupa della gestione delle risorse idriche, della distribuzione dell’acqua potabile e della progettazione di sistemi di drenaggio e trattamento delle acque reflue. Il BIM aiuta a migliorare l’efficienza e la sostenibilità di queste infrastrutture.

I modelli BIM consentono di simulare la disposizione delle condotte, delle stazioni di pompaggio e dei bacini di accumulo, ottimizzando la gestione dei flussi idrici e riducendo il consumo energetico. Inoltre gli ingegneri possono utilizzare il BIM per simulare il comportamento delle reti idriche in diverse condizioni operative, prevedendo problemi come perdite, pressioni eccessive o insufficienza di capacità nei periodi di picco della domanda. Grazie alla modellazione digitale, è possibile simulare scenari di crisi, come inondazioni o rotture delle condotte, per sviluppare strategie di risposta rapide ed efficienti. Il BIM è utilizzato per progettare impianti di depurazione con soluzioni più sostenibili, riducendo il consumo di energia e ottimizzando il riutilizzo delle risorse idriche.

Ingegneria strutturale

Nel settore dell’ingegneria strutturale, il BIM è fondamentale per la progettazione, l’analisi e la costruzione di edifici e infrastrutture resistenti e durevoli. L’utilizzo di modelli digitali avanzati consente di ottimizzare la progettazione e migliorare la sicurezza delle strutture.

Il BIM si integra con software di calcolo strutturale per eseguire simulazioni avanzate (Simulazioni FEM – Finite Element Method) delle sollecitazioni su edifici, ponti e altre infrastrutture, valutando la resistenza ai carichi sismici, alle vibrazioni e agli agenti atmosferici. Attraverso la modellazione parametrica, è possibile progettare strutture più leggere ma resistenti, ottimizzando l’uso di materiali e minimizzando gli sprechi. Il BIM consente di individuare eventuali conflitti tra elementi strutturali (Clash Detection), impianti e altri componenti dell’edificio, riducendo il rischio di errori in fase di costruzione. Tutte le informazioni strutturali, dai materiali utilizzati alle specifiche costruttive, sono contenute nel modello BIM, facilitando la gestione della documentazione e migliorando il coordinamento tra i vari professionisti coinvolti nel progetto. Dopo la costruzione, il BIM continua a essere utile per la manutenzione delle opere civili. I modelli digitali possono essere aggiornati con dati in tempo reale per monitorare l’usura delle strutture e pianificare interventi di restauro o rinforzo.

Sperimentare personalmente i vantaggi che tanti ingegneri stanno già avendo nel proprio lavoro quotidiano è molto semplice grazie al BIM management system da usare direttamente online, senza alcuna installazione.

Strumenti software BIM popolari per ingegneri civili

Esistono diversi software BIM specificamente sviluppati per supportare la progettazione strutturale, la gestione delle infrastrutture e l’ottimizzazione delle risorse. Tra i più diffusi troviamo:

EdiLus
Autodesk Revit
Tekla Structures
Sistemi Bentley
Civil 3D

EdiLus

EdiLus è un software BIM progettato per il settore edile e delle infrastrutture, con un focus particolare sull’analisi strutturale e sulla sicurezza sismica. Grazie alle sue avanzate funzionalità, consente di creare modelli dettagliati che integrano calcoli statici e dinamici, facilitando la progettazione di edifici e opere infrastrutturali. Inoltre, supporta l’ottimizzazione energetica e il rispetto delle normative antisismiche, rendendolo uno strumento essenziale per gli ingegneri civili impegnati in progetti complessi.

Autodesk Revit

Revit è un software BIM sviluppato da Autodesk, permette di modellare edifici in 3D, gestire la documentazione di progetto e collaborare in tempo reale con altri professionisti. Sebbene sia principalmente utilizzato in ambito architettonico e strutturale, Revit può essere integrato con altri software per supportare l’ingegneria civile, garantendo una gestione efficiente delle informazioni lungo l’intero ciclo di vita del progetto.

Tekla Structures

Tekla Structures è un software BIM avanzato specializzato nella progettazione di strutture in acciaio e calcestruzzo. La sua capacità di gestire modelli altamente dettagliati riduce il rischio di errori progettuali e ottimizza il coordinamento tra ingegneri, architetti e imprese di costruzione. Inoltre, la compatibilità con software di fabbricazione permette di ridurre i costi e migliorare la precisione delle operazioni in cantiere, rendendolo ideale per la progettazione di ponti, edifici e altre infrastrutture complesse.

Bentley Systems

Bentley Systems offre una suite di strumenti BIM per l’ingegneria civile, tra cui MicroStation e ProjectWise. Questi software sono ampiamente utilizzati per la progettazione e la gestione di grandi infrastrutture come autostrade, ponti e reti idriche. Grazie alle avanzate funzionalità di simulazione e analisi, i Sistemi Bentley consentono una gestione efficiente dei progetti, migliorando la pianificazione e l’esecuzione delle opere.

Civil 3D

Civil 3D, sviluppato da Autodesk, è un software BIM specificamente progettato per l’ingegneria civile. Viene utilizzato per la progettazione e la gestione di infrastrutture come strade, ferrovie, sistemi fognari e modellazione del terreno. Grazie alle sue funzionalità di modellazione parametrica, analisi delle superfici e gestione delle reti di drenaggio, Civil 3D aiuta gli ingegneri a migliorare la precisione e l’efficienza dei progetti, garantendo al contempo la conformità agli standard normativi.

L’uso di questi strumenti BIM consente agli ingegneri civili di migliorare la qualità dei progetti, ridurre i tempi di realizzazione e ottimizzare le risorse, contribuendo così allo sviluppo di infrastrutture più sicure, sostenibili ed efficienti.

Altri strumenti molto importanti per la completa applicazione della metodologia BIM e per la gestione dei modelli informativi sono:

le applicazioni di BIM management – Le applicazioni di BIM management consentono la gestione in cloud dei modelli e delle informazioni, la loro condivisione, la verifica, la clash detection, la visualizzazione in VRi e in real-time del modello, la modifica dei dati, lo scambio delle informazioni e tanto altro.
i BIM tools – I BIM tools, infine, sono essenziali per aggregare dati (tempi, costi, caratteristiche strutturali, informazioni sulla manutenzione, ecc.) al modello 3D BIM.

Insomma, senza questi strumenti il lavoro dell’ingegnere civile sarebbe molto più complicato e l’applicazione della metodologia BIM praticamente impossibile.

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