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Digital Engineering: integrazione tra BIM e GIS

Oggi il settore dell’ingegneria si trova ad affrontare le nuove ed affascinanti sfide della macroeconomia globale. L’obiettivo è quello di creare infrastrutture sempre più sostenibili e flessibili per azzerare le distanze globali e ridurre significativamente l’impatto antropico sul pianeta.

In questo contesto diventa più urgente un cambio di processo decisionale, un cambiamento che si orienta nella direzione di un approccio data-centrico e olistico in cui nessun aspetto dell’asset in oggetto viene trascurato.

Qualsiasi tipo di opera (strade, reti acquedottistiche, fibra ottica per le telecomunicazioni, stazioni radio-base, edifici ad uso uffici o abitativi, ecc…) è collocata in un ben determinato contesto geospaziale, le cui peculiarità possono significativamente impattare sulle prestazioni dell’opera stessa. Conoscere adeguatamente il contesto e le sue variazioni temporali, permetterebbe di intavolare attività di pianificazione molto più precise con meno incertezze.

Il settore dei Sistemi Informativi geografici e territoriali (GIS), tecnologia consolidata da diversi decenni e il Building Information Modeling (BIM), metodologia più recente, sono rimasti a lungo due settori separati e distinti. Con l’evoluzione tecnologica (hardware e software) in corso, disponiamo ora di tutti gli strumenti necessari affinché questi due aspetti possano finalmente essere adeguatamente integrati al fine di sfruttarne le specifiche peculiarità e per ridurre la ridondanza di dati.

BIM e GIS a confronto

In particolare, il GIS offre una rappresentazione di contesto su scala urbana, regionale e/o nazionale, mentre il BIM focalizza la propria attenzione sulla singola opera. Integrando i due patrimoni informativi otteniamo, all’atto pratico, un digital twin dell’opera ma contestualizzato nel proprio habitat. Collocando un modello BIM all’interno del proprio contesto (geografico, politico, idro-geolodico, ecc.) in un Sistema Informativo Territoriale, permette di agevolare di molto le fasi di pianificazione, progettazione e costruzione dell’opera stessa.

Conoscere l’area di pertinenza di un’opera, come ad esempio la mappa di pericolosità sismica o idrogeologica del sito di realizzazione, fornisce a progettisti e pianificatori strumenti molto utili per determinare la miglior posizione dell’opera, la relativa configurazione e, talvolta, persino i materiali da costruzione da adottare.

Come società di ingegneria siamo coinvolti direttamente in queste tematiche, occupandoci anche di progettazione e realizzazione di soluzioni per grandi frane sulle reti infrastrutturali, di idraulica fluviale e dissesti idrogeologici.

Le informazioni gestibili in ambito GIS, tuttavia, permettono anche di perseguire i sempre più importanti obbiettivi di sostenibilità, tra cui la riduzione del consumo di vettori energetici.

In questo particolare ambito, ad esempio, nel modello GIS è possibile integrare informazioni climatiche, quali ad esempio le temperature stagionali massime e minime, le ore di luce, le condizioni di umidità e la piovosità media, in modo da fornire al progettista un ulteriore strumento decisionale per ottimizzare il proprio progetto, in termini di posizione, materiali, soluzioni costruttive e impiantistiche.

In caso di opere già esistenti, il modello GIS permette di individuare quelle infrastrutture la cui riqualificazione energetica potrebbe sortire i maggiori benefici, in termici economici e di consumo energetico. Il tutto inserito in un contesto molto più aggiornato e realistico.

Gli strumenti informatici GIS, in definitiva, sono il nostro miglior alleato, poiché ci permettono di effettuare analisi e rappresentazioni spaziali e temporali (es. eventi e frequenza degli stessi) che si verificano in una determinata area.

Nelle fasi di progettazione ricorriamo a modelli GIS anche per la gestione e l’ottenimento dei permessi per le infrastrutture di cui ci occupiamo direttamente (es. vincolo paesaggistico, archeologico, spazio aeroportuale, etc), altro ambito in cui, in tempi non troppo remoti, era necessario investire grandi sforzi per il recupero del dato veritiero e consolidato.

In ambito GIS è, quindi, possibile creare dei veri e propri archivi/catasti come dimostrano i recenti esempi dell’Archivio Informatico delle Opere Pubbliche (AINOP)1 e il Sistema Informativo Nazionale Federato delle Infrastrutture (SINFI)2.

Il BIM alla base della trasformazione digitale

Il Building Information Modeling (BIM) è alla base della trasformazione digitale (o rivoluzione digitale 4.0) nel settore dell’Architettura, dell’Ingegneria e delle costruzioni (AEC); mira all’ottimizzazione della collaborazione tra tutti i player interessati (proprietari, progettisti, costruttori, manutentori, etc.) basata su un modello BIM integrato dell’opera, corredato da informazioni geometriche tridimensionali (il cui grado di dettagli non è definito a priori) e da un patrimonio informativo totalmente personalizzabile che insieme costituiscono il digital twin dell’opera stessa. I processi BIM vanno oltre la sola geometria ma acquisiscono relazioni, metadati e comportamenti tipici dei componenti dell’edilizia.

L’integrazione tra BIM e GIS

Con l’adeguata integrazione tra BIM e GIS sarà possibile valorizzare il contenuto informativo come elemento fondante dell’intero processo (pianificazione, progettazione, esecuzione, manutenzione, esercizio, monitoraggio, dismissione): nonostante abbiano esigenze e requisiti ben distinti, le due metodologie devono poter accedere ad una base dati condivisa, precisa, sicura, aggiornata e personalizzabile.

L’as built in BIM dell’opera potrà e dovrà essere adeguatamente integrato all’interno di un sistema GIS, il cui contenuto topografico e cartografico inquadrerà il digital twin nell’effettivo posizionamento e relativa contestualizzazione.

Oggi, più che mai in passato, possiamo contare su una conoscenza più approfondita del contesto di riferimento, dati e informazioni strutturate, organizzate e facilmente accessibili, strumenti software evoluti e performanti, con obbiettivi di sostenibilità sfidanti.

Risultato grafico dell’integrazione di BIM e GIS

Marco Carni – Head of Digital Engineering Department

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