Analisi

Superare le limitazioni del BIM per la circolarità nelle costruzioni

Per ottenere reali benefici e miglioramenti nella efficienza e sostenibilità del settore edilizio, è necessario un cambiamento di mentalità che metta al centro la collaborazione tra tutti gli attori coinvolti, non solo durante la progettazione, ma lungo tutto il ciclo di vita dell’edificio. Un contributo di Andrea Tiveron, Fondatore e-Metodi e Docente di Sistemi digitali per il processo edilizio presso La Sapienza di Roma

Aggiornato il 20 Feb 2024

Andrea Tiveron

Fondatore e-Metodi e Docente di Sistemi digitali per il processo edilizio presso La Sapienza di Roma

BIM: come attuare forme di circolarità nelle costruzioni

Nel mondo dell’edilizia l’innovazione tecnologica ha rivoluzionato il modo in cui progettiamo, costruiamo e gestiamo gli edifici. Uno strumento chiave in questo cambiamento è rappresentato dal Building Information Modeling (BIM), un approccio digitale che promette di trasformare l’intero ciclo di vita delle costruzioni, mettendo al centro un massiccio scambio di dati e informazioni e modelli di lavoro improntati alla condivisione e alla collaborazione. Tuttavia, dietro il fervore dell’entusiasmo tecnologico, sorgono delle domande cruciali: quanto realmente il BIM può contribuire alla sostenibilità nel settore edilizio? E quali sfide dobbiamo affrontare per garantire che questo strumento porti a veri miglioramenti sul fronte ESG (Environmental, Social, Governance)?

Mentre oggi le costruzioni sono spesso viste come meri prodotti destinati alla vendita, quello che serve è un cambio di prospettiva che ponga al centro la responsabilità del produttore per l’intero ciclo di vita dell’opera. Diventa sempre più chiaro che il futuro dell’edilizia richiede una visione integrata, che non releghi il concetto di BIM alla mera fase di costruzione, ma anche a quella di uso, mantenimento e, alla fine, demolizione degli edifici. Solo così è possibile porre le basi per un approccio olistico e sostenibile. Approccio che richiede al digitale di abilitare la possibilità che ciascun attore possa trarre informazioni, per un miglioramento della propria fase di interesse, dall’elaborazione dei dati che vengono generati in ogni altra fase dell’intero ciclo, precedente o successiva.  

Le radici del BIM o Building Information Modeling

L’utilizzo del computer per la progettazione tecnica risale agli anni ’50. In particolare, diverse fonti si riferiscono al 1957 quando Patrick Hanratty, il “padre del CAD”, allora in forze alla General Electric, scrisse “Pronto”: un primo linguaggio di programmazione commerciale a controllo numerico.  Ma la vera figura di spicco del CAD fu in verità Ivan Sutherland che nel 1962 scrisse un rivoluzionario programma per computer, Sketchpad: il primo strumento che permetteva di tracciare primitive geometriche su uno schermo, utilizzando una sorta di “mouse” ottico. 

Da allora il software per la progettazione tecnica ha vissuto alterne fasi di sviluppo, per la maggior parte guidate da esigenze tecniche dei diversi settori del mercato. Per quanto concerne in particolare il settore della costruzione, è solamente dagli anni ’70 in poi che il fenomeno digitale ha avuto una diffusione sempre crescente e pervasiva grazie all’introduzione di un concetto nuovo, noto con l’acronimo BIM o Building Information Modeling. 

Per conoscere le origini di questa materia, ci si può appellare al contributo di Simone Garagnani che, in un suo saggio (Modellazione parametrica e semantica BIM in Graziano Mario Valenti, Prospettive architettoniche: conservazione digitale, divulgazione e studio VOLUME I, Sapienza Università Editrice, 2014) spiega come sia stato Jerry Laiserin, uno dei massimi esperti del settore AEC, ad attribuire la paternità della materia al professor Charles (Chuck) M. Eastman e al suo Building Description System (BDS), un sistema informatico che sviluppò nei laboratori della Carnegie-Mellon University di Pittsburgh dove insegnava, capace di gestire un database nel quale costruire e archiviare tutti i dati geometrici e alfanumerici di un edificio considerato come la composizione spaziale di un insieme di parti.  Detto ciò è importante risalire alla storia della metodologia per capire quando è cominciato l’intervento mediatico delle società di produzione dei software.

Com’è cambiato il concetto di BIM con l’arrivo delle software house

Il BIM è nato, seguendo la descrizione del suo stesso autore, come sistema informatico per la gestione informativa degli edificicomputer system useful for storing and manipulating design information at a detail allowing design, construction, and operational analysis” e soprattutto che era il 1974.  

Eppure, solo recentemente, a partire dagli anni 2000 e sempre di più con il trascorrere del tempo, il BIM come innovazione del settore ha subito una forte accelerazione tanto da arrivare a definirla come una vera e propria rivoluzione digitale del settore. Tale maggiore attenzione e anche clamore mediatico, si deve proprio alla considerevole spinta commerciale operata da parte delle società che producono i software per la progettazione delle costruzioni, i cosiddetti authoring 3D 

Non che prima la materia non fosse nel polo di attrazione di questo tipo di aziende, ma è solo recentemente che questi operatori sono riusciti di fatto a trasformare la stessa modificandone le fondamenta: da un sistema di rappresentazione digitale condivisa come base informativa affidabile per le decisioni da assumere nell’arco dell’intero processo della costruzione ad un sistema di gestione integrata e collaborativa di progettazione delle opere realizzata attraverso appositi software basati sulla elaborazione di modelli tridimensionali parametrici. 

Insomma, a dispetto dei proclamati effetti rivoluzionari, il settore ha subito in modo più o meno indolore una vera e propria involuzione, nel passaggio da una metodologia per la finalizzazione delle informazioni a favore di tutte le fasi del processo edilizio, alla tecnica della modellazione tridimensionale isolata nella sola fase della progettazione delle opere.

Il focus sulla progettazione ha sottodimensionato il valore del BIM

E così in definitiva è stata la forza commerciale delle software house che vendono sistemi di authoring CAD 3D a condurre all’attuale situazione per la quale il BIM è diffusamente confuso con la progettazione tridimensionale parametrica o, peggio ancora, con il modello tridimensionale o addirittura con il software di progettazione stesso. 

Tale condizione sta portando inesorabilmente verso una impostazione tecnicistica della materia che non può essere vista con favore se si considerano i diversi domini della realtà – tecnologico, antropologico, ecologico e sociologico – sui quali il costruito ha impatto, condizioni che l’approccio esclusivamente tecnico non può contemplare correttamente. 

Il focus sulla progettazione è divenuto così pervasivo tanto che anche quando il BIM viene considerato come processo, questo non si riferisce ai diversi momenti del ciclo di vita di una costruzione ma alla organizzazione delle attività e dei ruoli delle diverse figure coinvolte nella fase di progetto.  Questo cambiamento solo apparentemente non ha prodotto conseguenze tanto che, dopo una generale euforia molti sono coloro che oggi lamentano il ruolo dominante assunto dalle società che producono i software di authoring 3D. 

La trasformazione della materia operata da queste società ha avuto successo grazie ad una serie di fattori tutti relativi all’evoluzione degli strumenti CAD come, tra gli altri: la diffusione sempre maggiore di sistemi parametrici, l’avvento della progettazione tridimensionale e soprattutto la maggiore collaborazione tra i progettisti realizzata attraverso il tempo reale delle connessioni Internet. 

La collaborazione in cloud è il vero plus alla modellazione tridimensionale

I software di progettazione CAD 2D erano già capaci di logiche “ad oggetti”, i cosiddetti “blocchi”, ma il loro utilizzo non è stato mai spinto allo sfruttamento della loro massima potenzialità parametrica nota come “principio dell’ereditarietà”. Ma gli attuali oggetti 3D sono veramente più evoluti perché hanno il significativo vantaggio che la loro correlazione non è più solo grafico/alfanumerica come accadeva con gli oggetti 2D, per la quale alla modifica dell’elemento geometrico corrispondeva quella del corrispondente attributo alfanumerico e viceversa, ma anche grafico/grafica per la quale un oggetto grafico reagisce e fa reagire altri oggetti grafici con rapporti di relazione e dipendenza, funzione questa che realmente comporta una grossa innovazione nell’attività di modellazione tridimensionale. 

Tuttavia, la vera novità della tecnica della progettazione odierna, in particolare nella direzione di una ediliza sostenibile, è semmai il maggiore utilizzo della collaborazione che ora avviene per mezzo della rete Internet realizzata attraverso infrastrutture di tipo cloud. Sotto questo aspetto effettivamente la capacità di collaborazione tra i progettisti è cambiata radicalmente e cresciuta notevolmente divenendo la ragione di fondo che conduce al progetto di qualità: un procedimento teso al miglioramento della capacità di produrre opere con costi minori per una reale diminuzione delle varianti in corso d’opera dovuta alla capacità dei progetti di essere sempre più vicini alla futura realtà costruita. 

La maggiore qualità dei progetti pertanto è la vera ed unica giustificazione dello stato di fatto che vede la materia molte volte sottodimensionata rispetto alle fasi del ciclo diverse dalla progettazione. Ma questo può valere solo a condizione che i progetti siano realmente di maggiore qualità.  La realtà appare molto diversa. Infatti, bisogna considerare che in un mercato caratterizzato da una pressante spinta mediatica, dalle iniziative del legislatore che impongono la “progettazione in BIM” per le opere pubbliche, dalla normazione tecnica che produce norme internazionali e certificazioni professionali, non può considerarsi più un caso se oramai tutti sono diventati BIM qualcosa.

La guerra al ribasso dei prezzi mina il valore del BIM

Purtroppo, questa condizione è nota in ogni mercato come causa della riduzione del prezzo di scambio dei beni e dei servizi. Accade quando l’offerta supera la domanda e così sta accadendo che si offrono servizi di progettazione a costi sempre più ridotti.  Come se non bastasse le software house continuano con una incessante spinta commerciale diffondendo le statistiche che dimostrano quanto la produttività oraria per la modellazione di oggetti con i nuovi strumenti sia molte volte superiore a quella ottenuta con gli strumenti precedenti. 

Tutto questo ovviamente pone la committenza in una condizione di attesa di una corrispondente ulteriore diminuzione dei costi di progettazione e una sempre minore disponibilità a riconoscere la maggiore complessità di un progetto nel quale ogni elemento è oggettivamente rappresentato digitalmente.  

Meno che mai questo avverrà per tutte le attività di definizione, classificazione e strutturazione dei dati e definizione e sviluppo di algoritmi di elaborazione delle informazioni che aiuteranno a costituire le basi di conoscenza sul comportamento degli edifici durante l’intero ciclo di vita. Il vero valore aggiunto della metodologia della modellazione informativa, fino a quando non diventerà il vero scopo unificatore di ogni fase del processo della costruzione, non sarà mai riconosciuto né coerentemente remunerato. 

E così il mercato si sta orientando verso una vera e propria guerra al ribasso dei prezzi e questo come accade sempre porta una sola paradossale conseguenza: di quella qualità attesa, per la quale la modellazione tridimensionale è stata considerata una rivoluzione, se ne vede sempre meno.  Più di recente finalmente alcuni esperti hanno iniziato a negare il legame tra il BIM e i software di progettazione, ma stenta ad affermarsi una credibile interpretazione del concetto stesso di metodologia, nel passaggio atteso verso la concezione che rappresenta il fulcro stesso della materia, capace di ritornare alle origini ribaltando la condizione: dal concetto del progetto a quello del processo.

L’importanza di relazioni collaborative in un’ottica di tipo circolare

In ogni caso appare chiaro come lo scopo iniziale della metodologia, quello di abbattere le barriere che impediscono il trasferimento delle informazioni tra le diverse fasi del ciclo di vita di un’opera costruita, sia completamente disatteso. Vale di rammentare, che qui si tratta di informazioni e non di dati. E che la collaborazione, che attualmente viene considerata tra gli specialisti della progettazione, in realtà dovrebbe essere quella tra tutti i soggetti che hanno responsabilità di ogni fase del processo.  

Tali relazioni collaborative inoltre dovrebbero essere considerate in un’ottica di tipo circolare per la quale ogni fase precedente dovrebbe ottenere valore dalle informazioni di risultato delle fasi successive. Questa collaborazione è proprio quella più assente nella cultura di una scienza, quella della costruzione, ancora basata su una visione completamente lineare.

La scienza dell’informazione, invece, conosce bene il significato circolare dell’agire perché i dati, costituendo le basi per le successive elaborazioni, in realtà “ritornano” sempre a servire con il loro valore anche quando sono passati. E così il digitale, diversamente da come accade oggi, dovrebbe consentire la possibilità che ciascun attore possa trarre informazioni, per un miglioramento della propria fase di interesse, dall’elaborazione dei dati che vengono generati in ogni altra fase dell’intero ciclo, precedente o successiva.  

Stiamo affermando qualcosa di totalmente estraneo alla stessa fase della progettazione che invece avrebbe grandi vantaggi dalla conoscenza delle informazioni risultanti dalla fase di uso dell’opera progettata come indicatore della coerenza tra l’idea progettuale e la realtà realizzata. Ovviamente lo stesso vale per la fase della costruzione. Per un miglioramento virtuoso le informazioni sul risultato dell’uso dovrebbero ritornare verso tutte le altre fasi del processo.

Dall’interoperabilità dei dati per ripensare il ruolo dei produttori nell’era del BIM

La realtà è che il vero e unico scopo degli attori delle fasi precedenti all’uso di una costruzione è sempre e unicamente quello di un compenso a fronte di un contratto di vendita.  Non è un caso, pertanto, se tutti soggetti interessati nella progettazione e nella realizzazione e nella stessa intermediazione immobiliare perdono completamente il contatto con l’opera non appena finito il loro intervento, tanto che questo fenomeno può essere considerato come un vero e proprio taglio relazionale. 

Nel mio libro e-BIM ho anche proposto come la sostituzione dell’istituto della vendita con quello della rendita possa cambiare molte volte uno scenario che vede in generale a livello mondiale uno scarico di responsabilità dei venditori rispetto al ciclo di vita dei beni da questi prodotti che non può più essere considerato ammissibile, anche alla luce della Responsabilità Estesa del Produttore (o Extended Product Responsibility, EPR) per cui i produttori sono chiamati ad assumersi la responsabilità per l’intero ciclo di vita dei loro prodotti. 

Non è un caso, infatti, se a livello europeo proprio in questo periodo si sta discutendo del cosiddetto “diritto alla riparazione” con norme che obbligano i produttori a rendere più convenienti le riparazioni dei prodotti anziché la loro sostituzione, con il fine di stimolare la sostenibilità e la circolarità delle produzioni. Concetto che sta alla base del Remanufacturing, attraverso il quale prodotti usati o parti di essi vengono restaurati e rigenerati per essere riportati a una condizione molto simile al prodotto nuovo o a una condizione funzionale equivalente a quella del prodotto nuovo.

Ma c’è ancora di più.  Le elaborazioni informative dovranno avvenire su dati prodotti in tutte le fasi del ciclo di vita di un’opera comprese quelle della decostruzione e demolizione. Queste ultime sono di fatto estranee al mondo della costruzione che ancora non riesce ad avere la forza e il sostegno delle necessità che l’ambiente ha rispetto alle opere il cui valore economico è pari o inferiore a zero. 

In definitiva, dunque, se da un lato è certo che l’evoluzione degli strumenti di authoring CAD tridimensionali collaborativi sia da considerare un miglioramento della tecnica della progettazione di grande rilevanza, deve anche darsi per vero che rispetto all’esigenza di efficacia ed efficienza del ciclo di vita della costruzione l’attuale impiego digitale non appare affatto come una rivoluzione straordinaria.

Articolo originariamente pubblicato il 20 Feb 2024

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