Il BIM per il Facility Management del Denver International Airport

Il Denver’s Hotel and Transit Centre Program è un ambizioso progetto concepito nel 2013 dall’autorità aeroportuale della città di Denver (Colorado), finalizzato alla creazione di un nuovo nodo di scambio intermodale con il terminal aereo principale del Denver International Airport, attraverso la realizzazione di uno scalo ferroviario e un annesso hotel da 519 camere, tutto progettato all’insegna della sostenibilità. L’approccio BIM adottato per la progettazione e la costruzione di questa opera rappresenta un’esperienza unica e lungimirante che ha innescato una riconversione alla logica del Building Information Modeling di portata assai più estesa, tale da coinvolgere l’intera struttura aeroportuale e impattare positivamente anche sulla sua gestione e manutenzione.

Il contesto
Il Denver International Airport è il quinto aeroporto degli Stati Uniti per traffico e il più grande in termini di superficie (53 miglia quadrate), dimensioni che quindi impegnano ingenti risorse sotto il profilo del facility management. Più di 50 milioni di passeggeri all’anno utilizzano questa struttura aeroportuale, e circa la metà di loro sono passeggeri in viaggio di trasferimento, cosa che comporta di conseguenza una notevole usura per collegamenti stradali e infrastrutture di servizio.
Qualsiasi progetto in ambito aeroportuale pone delle sfide derivanti dalle particolari esigenze di sicurezza di questo tipo di strutture, dalla necessità di segnalare con la massima precisione la precisa posizione degli edifici per i controlli della Federal Aviation Administration (FAA), e naturalmente dall’esigenza di ridurre al minimo i disagi per i viaggiatori. In questa ottica, un approccio basato sulla modellazione BIM consente di velocizzare i tempi di costruzione, coordinare con la massima precisione l’avanzamento del progetto e, soprattutto, facilita la collaborazione di tutti i soggetti coinvolti sulla base del modello federato principale; ma nel caso della realizzazione dell’ Hotel and Transit Centre Program questo è solo un aspetto di una visione della struttura aeroportuale divenuta molto più ampia.
Per estendere l’approccio BIM all’intera struttura aeroportuale, l’ente di gestione ha innanzitutto stipulato un contratto per la definizione e la gestione del modello BIM complessivo dell’intero aeroporto; in questo quadro d’insieme, la realizzazione dell’ Hotel and Transit Centre Program ha rappresentato una sorta di banco di prova propedeutico all’estensione dell’ approccio BIM a tutte le strutture aeroportuali. La progettazione BIM è stata affidata e coordinata  dallo studio  HNTB and Parsons, società con sei sedi negli Stati Uniti e una in Canada, ma sia i BIM Manager che i team di progettazione e costruzione di HNTB e dell’ente aeroportuale hanno collaborato per aggregare e integrare il modello del nuovo Hotel and Transit Centre con quelli delle altre strutture aeroportuali strategiche.

Ottimizzare le risorse
Il Denver International Airport ha ormai più di vent’anni, e di conseguenza le esigenze di manutenzione della struttura stanno crescendo. Constatando i vantaggi derivanti dall’utilizzo dell’approccio BIM nella realizzazione dell’Hotel and Transit Center, l’ente aeroportuale ha deciso di adottare il BIM per la gestione di tutte le strutture dell’aeroporto. Una volta completamente implementato, tale approccio renderà più efficiente la manutenzione dell’infrastruttura aeroportuale, con conseguenti risparmi di tempo e denaro e una migliore qualità della stessa. L’obiettivo principale è quello di ridurre le ridondanze e le inefficienze, e su un piano più globale utilizzare il modello BIM per la gestione dell’intero ciclo di vita della struttura. La scelta compiuta dall’ente aeroportuale verso l’approccio BIM per il facility management dell’aeroporto è strategica per i benefici a lungo termine che da questa si attendono. In questa ottica, quindi, il progetto dell’Hotel and Transit Center ha rappresentato il primo passo di una riconversione dell’intero aeroporto all’utilizzo di un modello BIM come fonte principale dei dati da utilizzare per il facility management. Ad esempio, quando tale modello sarà completamente implementato, il personale dell’aeroporto sarà in grado di accedere tramite il modello BIM a informazioni quali la data di acquisto un componente, il suo costo, la sua posizione specifica all’interno dell’aeroporto, la sua data di installazione, il suo programma di manutenzione e altre informazioni di grande importanza per la gestione delle strutture aeroportuali. A questo scopo, l’ente aeroportuale sta implementando una piattaforma automatizzata di scambio bidirezionale di dati fra il modello BIM e la piattaforma di Facility Management attualmente utilizzata, che ridurrà notevolmente i rischi e consentirà risparmi in termini di tempi e costi, oltre che una maggiore accuratezza.

Una pianificazione meticolosa
Quando l’aeroporto fu costruito all’inizio degli anni ’90 la transizione dal disegno tradizionale al CAD era un fenomeno ancora relativamente giovane. Di conseguenza la documentazione di progetto disponibile era abbondante ma disorganica e dispersa su diversi supporti.
Un primo passo verso l’implementazione del BIM è stato quello di riunire oltre 9 milioni di file CAD in un’unica locazione per procedere alla loro catalogazione. Sfortunatamente, a causa dei limiti della tecnologia precedente, non era possibile identificare quali file fossero più precisi. Questa circostanza ha d’altra parte ulteriormente sottolineato i vantaggi di un approccio basato su modello BIM in cui quest’ultimo viene aggiornato continuamente e diventa quindi il punto di riferimento centrale di ogni attività. 
Arrivare a coordinare e integrare il modello con tutti gli altri sistemi ha richiesto una lunga preparazione e 18 mesi di pianificazione prima della produzione di qualsiasi documentazione di progetto. Arrivare alla messa a punto di un workflow condiviso non è stato semplice in quanto il tema di progettazione ha dovuto confrontarsi con tutte le aziende coinvolte in merito al processo BIM da adottare. All’inizio, molte aziende avevano espresso perplessità nella convinzione che il proprio processo esecutivo fosse troppo peculiare per poter essere inserito in questo tipo di logica. Data la priorità assoluta attribuita dalla committenza a questa impostazione metodologica, tuttavia, tali riserve sono state rapidamente superate.

Il rilievo dell’esistente
La fase preparatoria è consistita innanzitutto nel rilievo delle strutture aeroportuali, sia fuori terra che interrate, in modo da interfacciare con la necessaria precisione il progetto della nuova struttura con i manufatti esistenti. L’integrazione della nuvola di punti nel modello BIM, insieme ai dati già disponibili, ha innanzitutto assicurato una precisa geolocalizzazione dell’edificio. L’acquisizione dei dati relativi al Terminal Building ha incluso la scansione LiDAR (Light Detection and Ranging) dei primi tre ponti d’imbarco, dalla quota di copertura fino al piano terra. La scansione ha consentito di modellare l’edificio con un elevato livello di dettaglio (fino a elementi delle dimensioni di circa 20 cm). La modellazione degli spazi interni, sempre tramite LiDAR, è avvenuta nell’arco di tre notti (dalla 1:00 alle 4:00); i dati delle scansioni sono stati raccolti in un’immagine digitale, e da questa base nell’arco di circa sei settimane è stato ricavato il modello completo dell’edificio.

Un flusso di lavoro complesso
Per quanto riguarda le attività di progettazione sono state ben 25 le aziende impegnate nella creazione dei modelli e dei relativi contenuti, producendo un totale di oltre 40 modelli. Quanto invece alle attività di costruzione, dieci imprese sono state impegnate nella creazione di dati relativi a 25 diverse discipline. Anche la parte relativa alle infrastrutture ferroviarie si è basata su propri modelli, coordinati dal the Regional Transportation District (RTD).
Il flusso di lavoro così come definito ha inizio con la creazione da parte del progettista di un modello BIM in Revit e la sua successiva verifica in Navisworks, fase in cui avviene il coordinamento spaziale del modello, e quindi inviato al contractor interessato. Quest’ultimo a sua volta utilizza il modello per creare i propri disegni, comprensivi dei dettagli costruttivi; questi ultimi si spingono a livelli di dettaglio estremamente precisi, comprendenti ad esempio, per quanto riguarda gli impianti idrici, giunti, curve, valvole e modalità di esecuzione dei collegamenti.
All’inizio del progetto sono state tenute riunioni settimanali di revisione e controllo per analizzare e risolvere gli eventuali problemi. In un secondo tempo questa attività di verifica si è estesa all’analisi spaziale del progetto, in modo da individuare eventuali conflitti di progettazione o esecutivi. In terza battuta, infine, si è passati al coordinamento dei modelli costruttivi, in cui tutte le imprese coinvolte hanno inserito i dati relativi alla costruzione e messa in opera di quanto di loro competenza, con riunioni di verifica degli eventuali conflitti due volte la settimana.
All’interno di questo processo il modello architettonico può non visualizzare, ad esempio, l’hardware della componentistica idraulica, ma quest’ultima è contenuta nel modello costruttivo; una scelta che, oltre a facilitare la fase esecutiva, si rivela utile qualora sia necessario apportare successivamente modifiche all’edificio. Il modello costruttivo viene integrato in Revit e controllato per verificare che tutto rientri nelle tolleranze indicate nel modello BIM. In caso di discrepanze, il modello Revit viene riallineato in modo da riflettere fedelmente ciò che accade in cantiere. Alla fine del progetto, il cliente avrà a disposizione un modello Revit e Navisworks as-built collegato ai dati di commessa dell’ente aeroportuale, contenuti in un database SQL. Il modello Revit sarà collegato al database SQL e anche al sistema di Facility Management della struttura.

L’accesso al modello in cantiere
Date le vaste dimensioni del cantiere e la disponibilità di un modello centralizzato e coordinato, garantirne l’accessibilità al personale di cantiere è stato un obiettivo strategico fin dall’inizio. I contractor coinvolti nelle opere hanno quindi dato la loro disponibilità a testare un modello di condivisione dei file di progetto basato su iPad. Senza questo dispositivo digitale sarebbe stato necessario coordinare, archiviare, condividere e conservare migliaia di disegni cartacei in cantiere; questa soluzione ha invece permesso di condividere tutti gli aggiornamenti giornalieri su tablet, mettendo sempre a disposizione delle imprese la copia più aggiornata del modello. Un operatore ad esempio può consultare sul suo iPad il modello particolareggiato del dettaglio che è incaricato di realizzare (nel caso specifico è stato utilizzato BIM 360 Glue, una piattaforma cloud che consente di compattare le attività di coordinamento e revisione tra le diverse discipline coinvolte nel progetto, offrendo l’accesso da qualsiasi luogo, semplicemente utilizzando un browser web e un dispositivo mobile). I feedback sull’utilizzo di questa soluzione sono stati molto positivi, sia per la sua facilità d’uso che per la rapidità di accesso ai dati di progetto, costantemente aggiornati. Il tempo risparmiato e il maggiore grado di sicurezza ottenuti sono ulteriori benefici difficili da quantificare in termini di valori economici ma senza dubbio di grande rilievo. Qualsiasi operatore è in grado di verificare digitalmente, sul posto, senza spostamenti e nell’arco di pochi minuti, la corrispondenza di quanto sta eseguendo con il modello costruttivo. Un ulteriore vantaggio consiste nel fatto che tutti i soggetti coinvolti nel processo costruttivo hanno accesso al modello e possono visualizzarlo in modo da contestualizzare fedelmente la lavorazione in corso, ad esempio individuare con immediatezza i punti di assemblaggio e il modo in cui il loro lavoro si inserisce all’interno del processo costruttivo complessivo, identificando qualsiasi problema con largo anticipo. Collegare il modello alla sua rappresentazione grafica, non ultimo, consente ad operatori di qualsiasi livello una comprensione, identificazione e verifica visiva immediata del lavoro che stanno svolgendo.

Un organismo complesso e interfacciato
L’aeroporto utilizza regolarmente sistemi CAD, BIM e GIS per una vasta serie di operazioni. Il GIS ha un ruolo chiave nelle relazioni con la Federal Aviation Administration, e fornisce la visione d’insieme della struttura. Le informazioni di dettaglio relative all’esistente e alle strutture di nuova realizzazione sono gestite dalle piattaforme BIM (in questo caso Civil 3D o Revit), che hanno anche il compito di integrare in un unico modello condiviso le informazioni relative a tutte le infrastrutture aeroportuali, mentre Maximo è la piattaforma impiegata per il Facility Management. La costante sincronizzazione delle informazioni gestite dalle tre piattaforme è affidata a periodici aggiornamenti bidirezionali di tutti i sistemi eseguiti su base programmata.
Prima dell’introduzione della modellazione BIM e della sua estensione all’intera infrastruttura aeroportuale, il Facility Management gestiva autonomamente i propri dati, derivati dai documenti costruttivi, inserendoli manualmente nel gestionale, e lo stesso processo manuale era alla base anche della piattaforma GIS, con tutte le intuibili criticità derivanti da trascuratezze ed errori umani e le conseguenti inefficienze e problematiche. Rispetto a tale processo, il modello BIM presenta il vantaggio di poter contare su dati precisi, compresi di attributi e specifiche, generati in fase di progetto o di costruzione e costantemente verificati e aggiornati in modo da garantire la perfetta corrispondenza fra il modello e quanto materialmente realizzato, e che possono essere importati direttamente nella piattaforma di Facility Management. In questa ottica di processo, il modello BIM diventa il punto di partenza per molte delle attività di gestione e manutenzione delle strutture aeroportuali più complesse.

I vantaggi dell’approccio BIM
Il BIM è diventato lo strumento principale per la realizzazione di nuovi progetti e la gestione delle strutture esistenti all’interno del Denver International Airport. Il modello BIM generale, prodotto con le modalità descritte e tuttora in costante aggiornamento, verrà utilizzato per la manutenzione dei sistemi di gestione e degli impianti critici dell’aeroporto (meccanico, elettrico, idraulico, sicurezza, ecc.). Poiché la realizzazione di questo importante ampliamento ha evidenziato i vantaggi dell’approccio BIM dal progetto alla fase esecutiva, l’ente aeroportuale ha infatti deciso di utilizzarlo anche per l’acquisizione dei dati relativi ad altre strutture dell’aeroporto per la realizzazione di progetti di minore entità. Mentre un’immediata modellazione BIM dell’intera struttura sarebbe risultata economicamente molto onerosa, l’espansione progressiva del modello in occasione di ogni nuovo intervento consentirà invece di colmare nel tempo tutte le lacune (attualmente rappresentate tramite elaborati architettonici d’insieme che vengono poi man mano completati con dati più dettagliati una volta che questi diventano disponibili). Un ulteriore vantaggio della strategia adottata consiste nella possibilità di realizzare rapidamente  studi dettagliati di fattibilità e nuovi progetti sulla base del modello BIM generale relativo alle strutture esistenti. Con, ancora una volta, forti economie in termini di tempo e denaro.

Il progetto in breve
Committente: Denver International Arport
Luogo: Denver (USA)
Oggetto: realizzazione dell’Hotel and Transit Centre e rilievo delle strutture aeroportuali
Studio di progettazione: HNTB and Parsons
Imprese esecutrici: MHS Tri-Venture (Mortenson, Hunt, Saunders)
Anno: 2013 – In corso

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BIMportale Progetti - Il BIM per il Facility Management del Denver International Airport
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Il Denver's Hotel and Transit Centre Program è un ambizioso progetto concepito nel 2013 dall'autorità aeroportuale della città di Denver (Colorado), finalizzato alla creazione di un nuovo nodo di scambio intermodale con il terminal aereo principale del Denver International Airport
Author

Giornalista professionista della redazione di BIMportale, specializzato nel settore delle costruzioni, si occupa dai primi anni ’90 di tecnologie applicate alla progettazione e al cantiere. Ha all’attivo numerose pubblicazioni e collaborazioni con le principali testate di settore relative a tecniche costruttive, progettazione 3D, organizzazione e gestione dei processi di cantiere.