Edilizia offsite: ottimizzazione del processo costruttivo

28/07/2021 - Secondo la UNI 10838 il processo edilizio è "una sequenza organizzata di fasi che portano dal rilevamento delle esigenze della committenza-utenza di un bene edilizio al loro soddisfacimento attraverso la progettazione, la produzione, la costruzione e la gestione del bene stesso".

A sua volta il processo edilizio si distingue in tre sotto processi:
- dall'idea al progetto: il processo progettuale;
- dal progetto alla realizzazione: processo costruttivo;
- dalla realizzazione alla gestione/trasformazione: processo gestionale.
 
Progettazione, Produzione e Costruzione sono le fasi che caratterizzano la realizzazione dell'opera. La costruzione è assimilabile alla fase di cantiere, dove si concentrano: la più alta percentuale di errori, il rischio di mancanza di scorte, imprevisti, attese e ritardi.
 
Si può superare questo gap? Sì, attraverso l'ottimizzazione del processo costruttivo. Si parla sempre di più di un passaggio da un'edilizia di tipo on-site ad una di tipo offsite. Dove per edilizia offsite si intende l'insieme di quei processi costruttivi caratterizzati da una fase industriale che rimpiazza delle attività in cantiere.
L’edilizia offsite potrebbe corroborare in modo completamente nuovo il processo edilizio e trasformare l’intera filiera del settore delle costruzioni.
 
Potremmo enfatizzare e parlare di "un'edilizia a distanza" che, attraverso sistemi tecnologici innovativi e la digitalizzazione del processo, permette la realizzazione di elementi costruttivi in un luogo diverso da quello dell’edificio definitivo, sul quale saranno montati in un secondo momento. Si possono realizzare offsite diverse componenti, da elementi della struttura a unità abitative completamente rifinite.
 
Le costruzioni a secco in acciaio, ad esempio, sono una tecnologia simbolo dell’edilizia offsite.
 
Al fine di ottimizzare il processo, nell'edilizia offsite progetto e produzione assumono un ruolo strategico;   

Edilizia offsite: la digitalizzazione del processo

 
Cosa si intende per digitalizzazione del processo?
 
“Per ‘digitalizzazione del processo’ si intende la strategia volta all’implementazione nelle attività di un’azienda, o di un’organizzazione produttiva in genere, delle nuove tecnologie, strumenti e dispositivi informatici e digitali, perseguendo l’obiettivo di migliorarne l’efficacia e l’efficienza complessiva.
 
Inoltre, la digitalizzazione dei processi produttivi è uno degli elementi fondamentali della cosiddetta ‘Industria 4.0’.
 
Come produttori di soluzioni informatiche teniamo a sottolineare che la digitalizzazione non è ‘un software’ e tantomeno il suo utilizzo, ma è appunto una strategia, un approccio ai processi aziendali nel cui ambito gli strumenti informatici e le piattaforme gestionali sono un elemento certamente importante, ma che da soli non possono attuare quel salto di paradigma necessario per la trasformazione digitale (digital transformation).”
 
Edilizia offsite potrebbe essere chiamata anche edilizia a distanza. Qual è il ruolo della tecnologia digitale?
 
"Per l’unicità e la dislocazione della sua produzione, l’industria delle costruzioni si è tradizionalmente sempre differenziata dal manifatturiero (caratterizzato invece da standardizzazione, riproducibilità, decontestualizzazione).
 
Negli ultimi anni anche nel settore delle costruzioni si assiste, grazie a tutta una serie di fattori, ad un processo di innovazione che già a partire dalla fase di progettazione permette di gestire (in senso ‘offsite’) le successive fasi di produzione, prima, e di cantiere, poi, in un’ottica molto più slegata dalla manifattura ‘onsite’.
 
Sicuramente uno dei fattori di innovazione che contribuiscono a questo cambiamento è il forte sviluppo delle tecnologie digitali, che concorrono in maniera fondamentale all’annullamento della tradizionale ‘distanza’, fisica e gestionale, tra progetto e cantiere.”
 
In che modo la tecnologia digitale può essere capace di innervare in modo completamente nuovo i processi di progettazione, di esecuzione e di gestione del costruito?
 
“Gli esempi potrebbero essere davvero molti. Per esempio, selezione delle offerte, gestione degli approvvigionamenti, subappalti, contabilità industriale e lavori, cantierizzazione dell’opera, stato di avanzamento dei lavori: sono solo alcuni dei passaggi in cui la completezza (a partire da un modello BIM) e condivisione delle informazioni traggono importanti vantaggi in termini di ottimizzazione e controllo di processi, costi e gestione delle eventuali varianti.
 
Utilizzando la metodologia BIM (una dei filoni più significativi della digitalizzazione dei processi), accanto agli evidenti risparmi di tempo (quindi di costi), si associa la quasi totale eliminazione degli errori, delle duplicazioni, delle interferenze, grazie all’aggiornamento in tempo reale di tutte le tavole di progetto in funzione delle varianti apportate e la conseguente riduzione di errori e successive correzioni.”
 
La digitalizzazione del processo sta coinvolgendo sempre di più gli studi di progettazione; l’utilizzo del BIM, in alcuni nazioni Europee, è obbligatorio. Dal primo gennaio 2021 in Italia l'obbligatorietà delle metodologie BIM è prevista per le Opere Pubbliche di valore superiore ai15 Mln euro, ma da gennaio 2025 tutte le Opere Pubbliche dovranno essere appaltate in modalità BIM, come previsto dal Decreto BIM 560/2017.
 
  Foglio di lavoro BIM ©Archest 

L’importanza della tecnologia digitale nella gestione del progetto in tutte le sue fasi è quanto emerge dal racconto dell'esperienza collaborativa tra TeamSystem e lo studio Archest.
 
Archest è una società di architettura ed ingegneria che si confronta con un ampio spettro di progetti in Italia e all'estero, spaziando dalla progettazione di edifici residenziali al retail, dallo sviluppo di spazi pubblici e culturali a interventi di recupero e rigenerazione urbana, sino a strutture anche molto grandi e complesse, come fabbriche e acciaierie.
 
Progettare con il BIM e con moduli come il CPM di TeamSystem permette di lavorare in standard IFC. L’IFC (Industry Foundation Classes) è un formato dati aperto, non controllato da un singolo operatore, nato per facilitare l’interoperabilità tra i vari operatori. Ha lo scopo di consentire l’interscambio di un modello informativo senza perdita o distorsione di dati o informazioni. Tutte le informazioni realtive al ciclo di vita dell’edificio possono essere elaborate: dall’analisi di fattibilità fino alla sua realizzazione e manutenzione, passando per le varie fasi di progettazione e pianificazione.

 Modello digitale impianti ©Archest 
 
La digitalizzazione del processo e lo spostamento della produzione dal cantiere alla fabbrica sono in grado di assicurare un incremento della produttività?
 
"La digitalizzazione permette di superare le inefficienze tipiche del metodo tradizionale, permettendo (forse per la prima volta nella storia delle costruzioni) di realizzare la piena integrazione di filiera tra la fase progettuale, quella esecutiva e infine gestionale. Tutte le valutazioni in termini di efficienza, controllo di processo e condivisione trasversale delle informazioni espresse in relazione alla fase di progettazione dell’opera, infatti, risultano valide, e anzi trovano la loro più efficace espressione, anche nel passaggio alla fase di materiale realizzazione della stessa."
 

Ottimizzazione del processo edilizio: innovare la fase di produzione  

Edilizia offsite vuol dire portare nell’edilizia tradizionale la qualità e le conseguenti garanzie di prestazione tipiche di un processo industriale. È possibile che si concretizzi?
 
“È una possibilità! - ha affermato il fondatore e amministratore delegato di Tecnostrutture Franco Daniele -. Per concretizzarla serve che tutti gli attori della filiera condividano la volontà di gestire le costruzioni in modo efficiente, ciascuno portando il suo contributo in modo competente.
 
Concretamente, il progettista deve avere chiaro il progetto già dalla fase iniziale, senza doverlo cambiare in itinere. Il direttore lavori/RUP deve verificare che tutti gli attori seguano questo progetto ed evidenziare eventuali anomalie. I fornitori di componentistica dell’edificio devono assicurare un prodotto sicuro che si inserisce nell’edificio come previsto dal progetto.
 
L’impresa vede trasformarsi il suo ruolo, da artigiano/creatore a gestore per lo più con competenze di organizzazione e logistica del cantiere. Serve seguire il processo, senza apportare variazioni in corso. Solo se l’intera filiera ragiona in modo diverso si arriva ad industrializzare il mondo delle costruzioni.”
 
La standardizzazione del processo costruttivo e di conseguenza del prodotto come può migliorare l'efficienza, la produttività e la qualità dell'edilizia? Non si rischia di ‘appiattire’ ed ‘omologare’ il mondo delle costruzioni?
 
Secondo Franco Daniele “la standardizzazione non significa duplicazione ripetitiva. Significa mettere assieme e differentemente dei componenti in modo da caratterizzare l’edificio in modo diverso. Ad esempio, nell’automotive, con la stessa scocca si realizzano auto diverse.
 
Componenti simili per prodotti finali diversi. È fondamentale rispettare i principi base dei componenti: sicurezza (testata e dimostrata), efficienza strutturale e costruttiva (legata soprattutto alla velocità di realizzazione), leggerezza (impiegare quanto meno materiale possibile), sostenibilità (attenzione alla fonte dei materiali, riduzione sprechi, economia circolare).”
 
Abbinare tecniche tipiche della produzione manifatturiera all'edilizia può portare realmente ad una crescita del settore edile?
 
‘Strutture realizzate nella metà del tempo e con un risparmio stimato nel 20% rispetto ai metodi tradizionali.’ Con una citazione del report 2019 pubblicato da McKinsey (multinazionale di consulenza strategica dedicato all’edilizia modulare) ha esordito Giulia Daniele, Business Development con delega alla sostenibilità per Tecnostrutture.
 
“La sempre maggiore necessità di costruire velocemente e in modo sostenibile unita alla spinta della digitalizzazione indirizzano verso soluzioni costruttive più efficienti di quelle tradizionali, ha poi proseguito Giulia Daniele che ha aggiunto: i sistemi costruttivi modulari, detti anche offsite, si stanno sempre più diffondendo nel nord Europa ed è previsto che rimodelleranno significativamente il modo in cui costruiamo oggi.
 
Serve invertire la logica organizzativa: fino ad oggi la maggior parte della costruzione avviene on-site, ed in minima parte offsite. Serve invertire la tendenza. Si tratta di spostare molti aspetti dell’attività edilizia dal cantiere alla fabbrica, in un ambiente protetto e controllato. In cantiere si assembleranno i componenti prodotti altrove.”
 

Un caso di edilizia offsite: Parco Trotter

Il passaggio ad un’edilizia offsite non è riservato solo alle grandi costruzioni come ospedali, aeroporti, stazioni ecc, ma può essere applicato anche a una dimensione spaziale più ridotta come quella urbana e ad interventi ‘minori’ rispetto ai grandi cantieri, quali la messa in sicurezza, la riqualificazione e il recupero. Parco Trotter a Milano, un ex complesso scolastico in totale abbandono e degrado, è un caso studio in cui sono stati realizzati interventi di recupero funzionale e miglioramento prestazionale delle strutture sismo resistenti.
  Trave NPS® Basic realizzata in industria ©Tecnostrutture

 Trave NPS® Basic montata in cantiere ©Tecnostrutture

"Lo studio delle fasi di posa e la progettazione in dettaglio dei vari elementi anche in funzione di queste, hanno permesso di ottimizzare le tempistiche di realizzazione degli impalcati e di coordinare le lavorazioni in modo organico ed efficace”, ha affermato l'ing. Alfredo Scattolin, progettista NPS® dell’opera.
 
Tutti gli interventi di messa in sicurezza e riqualificazione degli edifici esistenti, l'ex Convitto, dell'edificio ex Acqua Potabile e dei padiglioni Zadra e Bongiovanni, sono stati realizzati in un'ottica offsite.
 
L’utilizzo del BIM nella fase progettuale ha permesso di evitare ogni possibile inconveniente in fase di posa, ottimizzando e riducendo le lavorazioni.
 
 Dettaglio raccordo cordoli - trave ©Tecnostrutture
 
Continuando a dialogare con Giulia Danieli le abbiamo chiesto, in base all’esperienza vissuta finora da Tecnostrutture, se il passaggio ad un’edilizia offsite migliorerebbe la situazione in termini di riduzione degli sprechi e dell'inquinamento.
 
“I risultati scientifici del Life Circle Assessment condotto dall’università di Genova dimostrano che il sistema costruttivo offsite NPS® è meno impattante delle altre soluzioni costruttive sia in termini di energia consumata sia di CO2 prodotta.
 
Considerando un edificio pluripiano realmente realizzato, l’Università di Genova ha calcolato il consumo energetico ed il dispendio di CO2 delle strutture miste acciaio-calcestruzzo NPS®, confrontandolo con quello delle strutture in acciaio e delle strutture realizzate con metodo tradizionale in cemento armato. In entrambi i casi si osserva una riduzione di oltre il 20% sia per emissioni di CO2 sia per energia consumata.
 
I risultati di questa analisi sono stati il nostro punto di partenza per comprendere l’impatto ambientale delle strutture NPS® in tutte le fasi del ciclo di vita e definire le nostre priorità d’azione per continuare ad attenuare l’effetto di NPS® sull’ambiente.”
  

Edilizia offsite in Italia

In un paese come l'Italia è davvero possibile uscire da una dimensione artigianale e puntare verso una gestione più vicina alle logiche industriali?
 
Abbiamo posto quest'ultima domanda sia a TeamSystem che a Tecnostrutture.
 
“Sicuramente sì! - ha affermato TeamsSystem, che ha aggiunto -: secondo noi la digitalizzazione è proprio la carta vincente, oggi finalmente in mano al settore. Premettendo che le realtà imprenditoriali italiane di dimensioni comparabili con i grandi competitor globali sono pochissime, dal nostro punto di vista osserviamo una sempre maggiore diffusione della cultura digitale nella fascia di organizzazione di taglia medio-grande (un segmento che si va rafforzando in numero), soprattutto nel settore della progettazione. È innegabile che la spinta decisiva la potrà dare la domanda pubblica; se la PA porterà avanti velocemente un analogo percorso di innovazione digitale, tutto il sistema ne beneficerà.”
 
Secondo il fondatore di Tecnostrutture “ci troviamo in un paese dove il cambiamento non è facile da attuare. Il mondo delle costruzioni deve reinventarsi come filiera. Servono più ingegneri gestionali per pianificazione le costruzioni e organizzare il cantiere in modo efficiente. Siamo di fronte ad un necessario cambio di processo dove i driver sono velocità costruttiva, sicurezza, offsite, sostenibilità.”
 

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