DIGITALE

L'innovazione digitale applicata alle costruzioni

Sicuramente gli architetti del futuro non saranno sostituiti dalla architettura digitale, ma gli architetti che non sapranno avvalersene verranno sostituiti da quelli che lo sanno fare.

Asia Ruffo di Calabria

06 LUGLIO 2020
digitale, edilizia, costruzioni, progettazione, bim, tecnologia, innovazione, robotica, 3d, vr e droni

BIM, trasformazione digitale delle costruzioni, industria 4.0, digitalizzazione, smart building, realtà virtuale: sono termini con i quali anche  un settore tradizionalista come quello delle costruzioni sta familiarizzando. La pianificazione, l’organizzazione e la gestione del cantiere edile si avvalgono oggi di piattaforme digitali in grado di supportare i processi decisionali attraverso flussi informativi impostati sulle analisi dei dati. A queste si aggiungono tecnologie sofisticate per le rilevazioni e per la costruzione. Di seguito facciamo una breve disamina  delle innovazioni emergenti in edilizia.

Il BIM costituisce un sistema in grado di ospitare, porre in relazione e aggiornare in tempo reale tutti i dati e le informazioni necessarie all’intero ciclo di vita dell’opera, dal processo progettuale, al disegno dei singoli elementi al computo, alla gestione temporale, alla verifica delle informazioni tecniche e finanziarie. In questa ottica, la modellazione BIM include non solo le informazioni relative alle caratteristiche geometriche dell’edificio e dei suoi componenti, ma anche tutti i dati relativi alle risorse – materiali, economiche, umane e temporali – necessarie alla realizzazione dell’opera.

Realtà virtuale e realtà aumentata

La rivoluzione digitale avvenuta con la modellazione BIM può essere ulteriormente arricchita attraverso la realtà aumentata e la realtà virtuale.

Grazie alle tecnologie di realtà aumentata, virtuale e mista il mondo fisico riesce a fondersi con quello digitale attraverso una sovrapposizione sensoriale e la creazione digitale di mondi virtuali.

La virtual reality (VR) riproduce il mondo reale in un ambiente digitale, utilizzando foto, rendering, video a 360°.  Nata con i videogiochi, ha iniziato a diffondersi negli ultimi anni nel settore delle costruzioni e facilita una valutazione preliminare della realizzazione del progetto, a cui si possono aggiungere dati per migliorare la previsione del risultato. A differenza della realtà aumentata, il mondo da noi visualizzato è totalmente creato digitalmente.

La augmented reality (AR)  permette la sovrapposizione di informazioni digitali all’ambiente reale attraverso l’utilizzo di visori/occhiali 3D, smartphone, tablet.

Grazie all’interazione tra foto e video dell’ambiente reale con i modelli 3D è possibile ‘potenziare’ le immagini con dettagli ed informazioni supplementari (schede tecniche, dettagli costruttivi, informazioni sui materiali, prezzi, esempi di applicazioni reali, etc.) creando un vero e proprio ‘plastico virtuale’.

Si tratta di una tendenza che si affermerà definitivamente nei prossimi anni, destinata ad aprire molte nuove opportunità per l’industria delle costruzioni.

Droni

Uno dei settori in cui gli “ occhi volanti” risultano decisamente utili è quello dell’edilizia, sia nella fase di progettazione che durante i lavori di costruzione. Un drone per rilievi topografici e per riprese fotografiche rappresenta un ausilio tecnologico importante per fare misurazioni sul territorio e verifiche nei cantieri.

Le ispezioni nei cantieri edili con un drone attrezzato adeguatamente sono sempre più diffuse e richieste, in quanto permettono di monitorare lo stato di avanzamento dei lavori di costruzione e di fare controlli che garantiscono la sicurezza della struttura. I dati raccolti vengono utilizzati anche per l’integrazione di mappe e modelli nella tecnologia BIM.

Molto interessanti le possibili applicazioni in materia di diagnosi energetica: i droni possono essere utilizzati per effettuare l’analisi termografica delle strutture in campo edile, industriale e ambientale, per l’individuazione dei ponti termici e delle dispersioni termiche, per la ricerca di guasti e perdite nei sistemi di riscaldamento, per la verifica dei pannelli solari.

 

Cloud e tecnologia mobile

Tra le principali tendenze nelle tecnologie per le costruzioni non possiamo trascurare il cloud. Il cloud consente di condividere i dati di un cantiere in tempo reale tra tutti coloro che partecipano alla realizzazione di un edificio. Lavorare nel cloud in architettura e in ingegneria e nelle costruzioni significa sfruttarne l’efficienza e le capacità di collaborazione con il flusso di lavoro BIM.

Uno studio sulle tendenze di mercato ha rilevato che sempre più professionisti stanno adottando la tecnologia basata sul cloud; questo è dovuto alla crescente attenzione sull’importanza della qualità, della sicurezza e della messa in opera sul campo, all’esigenza di eseguire analisi e modifiche in qualsiasi momento e luogo e all’esigenza di estendere la gestione del progetto BIM a tutto il team.

Con queste esigenze, che sempre più vanno ad aumentare, adottare la tecnologia cloud si rivela per i professionisti una scelta intelligente e di successo.

Modularizzazione e Stampa 3D

Tra le principali tendenze nelle tecnologie per le costruzioni vengono indicate la modularizzazione e la stampa 3D, con un’edilizia che diventa circolare.

Vantaggi importanti nei tempi, nei costi e nella produttività si raggiungono attraverso un processo razionale di standardizzazione, modularizzazione e pre-fabbricazione in un contesto organizzativo ad alta efficienza, nel quale gli stessi addetti che lavoravano in cantiere oggi lavorano, meglio, in fabbrica. Trasferendo al chiuso la produzione decadono molti tempi morti, tipicamente dovuti alle condizioni atmosferiche avverse, e aumenta la precisione del prodotto finale.

Si sta pertanto sviluppando la progettazione con moduli intercambiabili, realizzati in larga parte in fabbrica trasformata in un terminale di assemblaggio per l’edilizia off-site,  con vantaggi importanti sul piano dell’efficienza e dell’impatto ambientale.

Una tendenza in crescita, la costruzione off-site (modularizzazione), agevolata dallo sviluppo e dal sempre maggiore impiego delle stampanti 3DQueste ultime erano legate, e perciò limitate, inizialmente dalla scelta del materiale che poteva adoperarsi per la produzione di componenti di qualsivoglia natura (principalmente plastiche, resine e ceramiche). Oggi il processo di evoluzione tecnologica consente di superare tale ostacolo, consentendo la stampa diretta anche dei materiali tradizionali adoperati nell’industria edilizia, quali argille, calcestruzzi e finanche acciaio.

Coerentemente con le moderne tematiche di risparmio energetico e sostenibilità nel settore delle costruzioni, la stampa 3D ha il potenziale di incentivare sostanzialmente l’ottimizzazione nella gestione delle risorse e di ridurre tempi e costi di produzione, nonché gli sprechi di materie prime.

Dammi una stampante 3D e ti costruisco un ponte

Oltre 4.500 Kg di materiale, quattro unità robotiche e più di 1.100 Km di filamenti: tutto questo è servito per creare il primo ponte in acciaio inossidabile al mondo realizzato con la tecnologia delle stampanti 3D.

E’ successo in Olanda, dove la startup MX3D ha realizzato una specie di robot-operaio specializzato, cui è stata integrata una stampante 3D per permettergli di realizzare elementi con forme complesse e qualunque misura, utilizzando materiali eco-compatibili. Ai progettisti inizialmente non era chiaro quanta sollecitazione potessero sopportare le pareti del canale medievale di Amsterdam, dal momento che era quasi impossibile definire le proprietà dei materiali stampati. A seguito di analisi approfondite, si è scelto di dare al ponte una forma asimmetrica e dinamica, anche per dimostrare che la tecnologia sviluppata da MX3D non è vincolata a forme tradizionali simmetriche.

Terminato il test di validazione ha preso il via il  progetto che prevedeva la costruzione di un ponte pedonale e ciclabile di 12,5 metri di lunghezza per l’attraversamento del Oudezijds Achterburgwal, uno dei tanti canali della città vecchia ad Amsterdam. Un ponte che spicca per originalità, sorprendente non solo dal punto di vista estetico ma anche del tatto. La stampante, infatti, è riuscita a stratificare l’acciaio conferendogli un aspetto ruvido e tramato che ricorda quello di un tessuto.

Robotica

In futuro, molti compiti noiosi, rischiosi o sgradevoli verranno svolti da robot. E’ evidente che riguardo ad alcune specifiche abilità gli uomini continueranno ancora ad essere migliori delle macchine, per esempio ogniqualvolta un compito richieda creatività, capacità decisionali e flessibilità. Non si tratta però di una gara per capire chi è più bravo ed efficiente: il punto è  cercare di ottenere la combinazione ottimale di caratteristiche e competenze umane e robotiche.

Gli esoscheletri sono  dispositivi indossabili, in pratica  strutture meccaniche esterne che supportano il corpo e ne aumentano forza e resistenza. Sono stati sviluppati originariamente in ambito militare e utilizzati anche in contesti riabilitativi, ma oggi sono sempre più presenti in ambito industriale. In sostanza, il lavoratore si veste con una sorta di  “muscolatura artificiale” e così riesce a svolgere più agilmente e con minor fatica una serie di attività molto pesanti e  ripetitive.

Per concludere, è in corso una mutazione dell’architettura: il nuovo tecnigrafo si chiama rivoluzione digitale.
 

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