Italferr: digital twin per il nuovo viadotto sul Polcevera a Genova

Italferr S.p.A., parte del Gruppo Ferrovie dello Stato Italiane, progetta infrastrutture su larga scala in tutto il mondo. Sulla base della sua più che trentennale esperienza nel settore, la società consortile Pergenova ha scelto Italferr per progettare la sostituzione di emergenza per il ponte Morandi, 1.182 metri sul fiume Polcevera a Genova. Il ponte fa parte di una strada principale che collega Italia e Francia ed è un punto di accesso principale al vicino aeroporto.
Nell’agosto 2018, una sezione di 210 metri del ponte Morandi è improvvisamente crollata. Auto e lastre di cemento caddero su appartamenti, fabbriche, strade e ferrovie. Sebbene la causa del crollo non sia mai stata stabilita ufficialmente, la corrosione aveva colpito la struttura del ponte e le riparazioni dovevano iniziare solo poche settimane dopo il crollo. Il resto del ponte venne poi successivamente demolito.
Il crollo ha chiuso tre linee ferroviarie e ha aggiunto 120 chilometri alla circolazione su strada. Di conseguenza, ricostruirlo il più rapidamente possibile è stato fondamentale per la salute economica e culturale della città a lungo termine, e la costruzione avrebbe dovuto iniziare man mano che il progetto procedeva.

Pianificazione complicata e tempi stretti
Italferr ha affrontato la sfida di completare in soli tre mesi la progettazione dell’opera del valore di 202 milioni di euro, tempistica straordinariamente veloce per un progetto di queste dimensioni e complessità. Doveva anche creare un design semplice incorporando nuovi standard di sicurezza italiani per la sezione trasversale del ponte e i raggi di curvatura delle giunzioni e degli ingressi. Infine, il team Italferr doveva progettare e costruire il ponte sulla stessa impronta del precedente, con pilastri in cemento armato posizionati tra 50 e 100 metri di distanza.
I responsabili delle committenza hanno stabilito che il ponte principale dovesse contenere una trave continua da 1.067 metri, con 14 campate in acciaio da 50 metri e 3 da 100 metri. Il ponte includerà anche una campata in acciaio-cemento di 41 metri che si avvicina alla spalla ovest, una campata in acciaio-cemento di 26 metri che si avvicina alla spalla est e una rampa in acciaio-cemento di 110 metri con tre campate collegate strutturalmente al ponte. Varie importanti caratteristiche tecnologiche verranno incorporate in tutta la struttura, incluso ad esempio un impianto di generazione solare, per migliorare l’estetica del ponte, garantire la sicurezza del traffico stradale, migliorare l’efficienza energetica e garantire la durabilità.
“La metodologia BIM utilizzata in questo progetto segue l’approccio del gemello digitale.” – afferma Daniela Aprea, Responsabile BIM, Italferr S.p.A. – “La visibilità e l’intuizione che ci ha consentito ci hanno permesso di cambiare in modo significativo il modo in cui ci occupiamo della progettazione e della gestione delle infrastrutture.”

Ottimizzazione dei processi e digital twin
Per garantire l’accuratezza del progetto rispettando i tempi previsti, Italferr ha utilizzato la metodologia BIM di Bentley Systems e ha creato un gemello digitale del viadotto per semplificare i flussi di lavoro durante la fase di progettazione. “Mentre stavamo completando il nostro progetto, il team di costruzione ha iniziato a demolire e costruire pile e fondamenta”, ha dichiarato Stefano Casula, ingegnere strutturale ed esperto BIM di Italferr. “Abbiamo dovuto rilevare eventuali errori e interferenze il più presto possibile.”
Per raggiungere il suo obiettivo, Italferr ha incorporato nel modello informazioni dettagliate per la costruzione e il funzionamento, poiché dopo la fase di progettazione c’era poco tempo per modificare in modo significativo il modello. L’organizzazione ha inoltre creato un ambiente di dati aperto e connesso basato sula piattaforma ProjectWise per promuovere la collaborazione tra il team di progetto multidisciplinare e garantire un’unica fonte dei dati.
Utilizzando i software Bentley MicroStation, OpenRoads e OpenBuildings Designer, il team Italferr ha progettato l’intera infrastruttura con il modello digitale 3D e importato rilievi LiDAR del terreno con Descartes, raggiungendo un design di qualità superiore rispetto a quello che sarebbe stato prodotto con mappe 2D.
Le applicazioni Bentley hanno anche aiutato Italferr a definire standard, modelli e criteri di base per creare un “gemello digitale” (digital twin) e un modello informativo 3D unificato, che ha costituito la base per la progettazione, la costruzione e la messa in esercizio. Il processo evita di dover modificare il modello per adattarsi ad ogni fase di sviluppo, risparmiando tempo e costi.
Per visualizzare il terreno, l’acciaio e le strutture in cemento, oltre ai sistemi meccanici ed elettrici, Italferr ha creato un modello 3D che può essere costantemente aggiornato. Il team di progetto ha utilizzato la modellazione parametrica dei singoli componenti per produrre un modello informativo che consentirebbe l’assemblaggio dei componenti con estrema precisione e accuratezza.

Risparmio di tempo grazie all’automazione
Utilizzando il software SYNCHRO, il team Italferr ha creato script 4D per ottimizzare e automatizzare i processi, precedentemente di tipo manuale. Il modello informativo automatizzato ha inoltre consentito a Italferr di effettuare controlli dimensionali e geometrici, garantendo il corretto posizionamento dei componenti e apportando valore aggiunto alla “clash detection”, abbreviando i tempi di progettazione.
OpenBuildings Designer ha aiutato i progettisti a determinare come compensare i cambiamenti di altezza durante la progettazione dei diaframmi sul ponte metallico. Queste variazioni di altezza sono il risultato della rotazione trasversale della piattaforma. Italferr ha creato uno script in grado di leggere dinamicamente la carreggiata, confrontarla con il database delle informazioni e posizionare automaticamente i diaframmi nella posizione e nella configurazione corrette.
Descrivendo in dettaglio tutte le strutture metalliche con OpenBuildings Designer, OpenRoads e MicroStation e creando script in grado di posizionare automaticamente i  vari elementi, Italferr potrà gestire numerose configurazioni in tempi molto più brevi.

Collaborare senza conflitti
La complessità del progetto ha richiesto il contributo di tutto il team multidisciplinare, sforzo collettivo che ha portato alla progettazione di 34 modelli separati. Di fronte a una tempistica molto stretta, Italferr ha dovuto riconciliare rapidamente eventuali conflitti nei modelli, utilizzando Navigator per il rilevamento e la risoluzione delle interferenze durante il processo. Questa pratica ha permesso ai progettisti dirilevare i problemi prima della fase di costruzione, risparmiando tempo e costi.
Per accelerare ulteriormente la fase di costruzione, Italferr ha utilizzato LumenRT per visualizzare il processo e determinare i volumi e le quantità esatte dei materiali di costruzione necessari, consentendo al team di prevedere i costi di costruzione in modo più accurato. Allo stesso modo, simulazioni di costruzione nel tempo simulate usando SYNCHRO Pro hanno aiutato il team a visualizzare, analizzare, modificare e tracciare fino alla costruzione. Inoltre, la visualizzazione del progetto mediante le applicazioni Bentley ha consentito al team di progetto di comunicare facilmente il progetto ai singoli produttori, alle parti interessate del progetto e alla committenza, semplificando il processo decisionale e l’approvazione del progetto.

Tutti i vantaggi del BIM
Sfruttando il BIM e creando un flusso di lavoro digitale con le applicazioni Bentley, Italferr ha potuto visualizzare il progetto con un livello di qualità e velocità molto più elevato rispetto ai tradizionali progetti 2D.
L’utilizzo delle soluzioni BIM di Bentley basate su OpenBuildings Designer, OpenRoads e ProjectWise ha ridotto i costi di progettazione, ha migliorato il processo decisionale, la precisione e la comunicazione multidisciplinare. Di conseguenza, l’organizzazione ha ridotto il numero di interferenze e incorporato nuovi standard di sicurezza, rimanendo in linea con la tempistica del progetto.
Grazie al lavoro di Italferr con la visualizzazione 4D, il ponte completato aumenterà il flusso di merci e servizi in entrata e in uscita da Genova rispetto al progetto precedente.

 

 

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Lavoro nel settore della comunicazione b2b da alcuni anni sia per testate giornalistiche che agenzie di comunicazione. Focus della mia attività è il confronto quotidiano con le nuove modalità di gestione ed elaborazione delle informazioni, le nuove tecnologie digitali, le trasformazioni in corso nelle professioni e nell’industria.