Genova, nelle pieghe del progetto del Ponte San Giorgio sviluppato da Italferr La rivoluzione del Digital Twin e del set di soluzioni Bentley alla base di una "design story" unica


 

Italferr (Gruppo FS Italiane) progetta, costruisce e supervisiona interventi infrastrutturali su larga scala in tutto il mondo. Sulla base della sua trentennale esperienza, l'azienda è stata scelta dal consorzio Pergenova per la progettazione del nuovo Ponte San Giorgio di Genova, aperto al traffico l'estate scorsa, che è andato a sostituire il demolito viadotto autostradale sul Polcevere, in parte collassato in una sezione, come è noto, il 14 agosto 2018, evento tragico che ha comportato il decesso di 43 persone. Conseguenze certamente meno gravi ma ugualmente significative per l'area sono state quindi le chiusure, dopo il crollo, di ben tre linee ferroviarie, nonché le immaginabili difficoltà viabilistiche sia per l'utenza privata, sia per quella commerciale.

Era fondamentale “ricostruire” in tempi rapidi e, prima di costruire, naturalmente progettare. Italferr ha così dovuto affrontare la sfida del completamento di un progetto da 202 milioni di euro in soli tre mesi, una tempistica estremamente stringente per un progetto di tale portata e complessità. Doveva inoltre dare corpo a un design semplice, pur dovendo integrare i nuovi standard di sicurezza richiesti in Italia relativamente alla sezione trasversale del ponte e ai raggi di curvatura di giunzioni e accessi. Infine, il team avrebbe dovuto progettare il ponte sfruttando lo stesso ingombro di quello precedente, con pilastri di cemento armato posizionati da 50 a 100 m di distanza l'uno dall'altro. Questo perché progettare un nuovo ponte con nuove fondamenta avrebbe richiesto troppo tempo.

Ogni pilastro doveva contenere una sezione trasversale continua, per tutta l'altezza. Il ponte doveva inoltre integrare una trave continua della lunghezza di 1.067 m, con 14 campate in acciaio e cemento armato da 50 m e tre da 100 m. Avrebbe anche incluso altri elementi in acciaio e cemento armato, tra cui una campata di 41 m in direzione della banchina ovest, una di 26 m in direzione della banchina est e una rampa di 110 m con tre campate collegate alla struttura. In tutto l'impalcato, sarebbero stati poi integrati diversi elementi tecnologici, tra cui alcuni deumidificatori e un impianto di energia solare, nell'intento di migliorare l'estetica, garantire la sicurezza del traffico, migliorare l'efficienza energetica e ottimizzare la durabilità.

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Ottimizzare i processi attraverso il Digital Twin

Per garantire l'accuratezza del progetto e rispettare le pressanti tempistiche, Italferr ha utilizzato la metodologia BIM di Bentley per creare un Digital Twin del viadotto, semplificando i flussi di lavoro. "Mentre stavamo completando il progetto, il team di costruzione stava già iniziando le operazioni di demolizione e la costruzione dei piloni per le fondamenta - sottolinea Stefano Casula, ingegnere strutturale ed esperto BIM di Italferr -. Dovevamo dunque individuare qualsiasi errore e interferenza nel più breve tempo possibile". Per raggiungere l'obiettivo, Italferr ha incorporato nel modello informazioni dettagliate utili per la costruzione e la gestione, in quanto, dopo la fase di progettazione, avrebbe avuto poco tempo a disposizione per apportare modifiche sostanziali.

L'organizzazione ha inoltre creato un ambiente aperto e interconnesso di dati, basato su ProjectWise, per favorire la collaborazione tra i team multidisciplinari e garantire un'unica fonte di dati attendibili. Utilizzando MicroStation, OpenRoads e OpenBuildings Designer, il team ha progettato l'intera infrastruttura sfruttando il modello digitale 3D e importato i rilievi LiDAR eseguiti sul terreno mediante Descartes. Questo processo ha consentito di ottenere un progetto di qualità superiore rispetto a quello prodotto con le tradizionali mappe 2D. Le applicazioni Bentley hanno inoltre consentito a Italferr di definire standard, modelli e criteri di base per creare un Digital Twin e un modello di informazioni 3D unificato che costituisse la base per la progettazione, la costruzione e la gestione. In tal modo è stato possibile evitare di modificare il modello per adattarlo ad ogni fase di sviluppo e ottenere un risparmio in termini di tempi e costi.

Per visualizzare il terreno e le strutture in acciaio e cemento armato, nonché i sistemi meccanici ed elettrici, Italferr ha creato un modello 3D che poteva essere costantemente aggiornato con le modifiche progettuali. Il team ha sfruttato la modellazione parametrica dei singoli componenti per produrre un modello di informazioni che avrebbe consentito di assemblare i componenti con estrema precisione. 

Tempistiche ridotte grazie all'innovazione

Utilizzando SYNCHRO, il team ha poi generato gli script 4D per ottimizzare e automatizzare i processi prima eseguiti manualmente. Il modello informativo automatizzato ha inoltre consentito a Italferr di effettuare controlli dimensionali e geometrici, che hanno determinato il corretto posizionamento dei componenti e aggiunto valore alla gestione delle interferenze, riducendo i tempi di progettazione. OpenBuildings Designer ha aiutato il team a determinare in che modo compensare le variazioni di altezza durante la progettazione dei diaframmi sul ponte di metallo. Queste variazioni erano il risultato della rotazione trasversale della piattaforma.

Dettagliando tutte le strutture metalliche con OpenBuildings Designer, OpenRoads e MicroStation e creando degli script che consentivano di posizionare automaticamente diversi elementi, Italferr ha potuto valutare diverse soluzioni, in minor tempo. Data la sua complessità, il progetto richiedeva l'input dell'intero team multidisciplinare, il cui contributo si è tradotto in un progetto che incorporava 34 modelli separati. Lavorando in tempi stretti, Italferr doveva riconciliare rapidamente tutte le contraddizioni presenti nei modelli, utilizzando Navigator per rilevare e risolvere le interferenze nel corso delle operazioni.

Questo procedimento ha consentito ai progettisti di rilevare i problemi prima della fase di costruzione, con un conseguente risparmio su tempi e costi. Per accelerare ulteriormente la fase di costruzione, Italferr ha utilizzato LumenRT per visualizzare il processo e determinare con precisione i volumi e le quantità di materiali da costruzione richiesti, consentendo al team di prevedere i costi in modo più accurato. Analogamente, le simulazioni di costruzione, basate sul tempo, eseguite tramite SYNCHRO Pro, hanno aiutato il team a visualizzare, analizzare, modificare e monitorare l'intero processo, dalla costruzione fino alla messa in opera.

 

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Una case history di successo

Sfruttando il BIM e creando un flusso di lavoro digitale mediante le applicazioni Bentley, Italferr è dunque riuscita a ottenere una visualizzazione ottimale del progetto, con un livello di qualità e velocità molto più elevato rispetto ai tradizionali progetti 2D. Utilizzando le soluzioni BIM di Bentley su OpenBuildings Designer, OpenRoads e ProjectWise, Italferr ha ridotto i costi di progettazione e migliorato il processo decisionale, ottenendo inoltre una maggiore accuratezza e una comunicazione multidisciplinare ottimizzata.

In virtù di questo, l'organizzazione è riuscita a ridurre gli incidenti nel sistema e a integrare i nuovi standard di sicurezza, pur rispettando le tempistiche del progetto. Grazie al lavoro di Italferr con la visualizzazione 4D, il ponte completato aumenterà il flusso di beni e servizi in entrata e in uscita da Genova rispetto al progetto precedente. Nonostante il crollo abbia causato quasi due anni di dissesto economico, l'opera di Italferr non solo ripristina l'importante via di transito, ma mette la città in condizione di continuare a crescere culturalmente ed economicamente.

In questo progetto la metodologia BIM adotta l'approccio digital twin. La visibilità e il livello di dettaglio ci hanno permesso di cambiare il modo in cui ci occupiamo della progettazione e della gestione delle opere infrastrutturali”, ha detto Daniela Aprea, BIM Manager Italferr SpA.

Per ulteriori informazioni https://www.bentley.com/en/project-profiles/2019/italferr_new-viaduct-polcevera-river

Video: parlano i progettisti di Italferr (Gruppo FS Italiane)

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