Il BIM nella Progettazione degli Impianti Industriali

Il BIM, acronimo di Building Information Modeling è un modello nato per soddisfare tutte le esigenze di progettazione e costruzione tipiche del settore edile, che presto si è diffuso anche in altri settori, come quello della progettazione degli impianti industriali.

Utilizzando questa metodologia di lavoro è infatti possibile realizzare una rappresentazione digitale di un impianto industriale, con tutte le informazioni necessarie per gestire il suo intero ciclo di vita: dalla fase iniziale di progettazione, fino allo smaltimento delle componenti utilizzate. 

Tuttavia, durante la commessa di un impianto industriale, emergono differenze sostanziali rispetto alla progettazione architettonica: sono un esempio gli schemi 2D di processo, che nella progettazione impiantistica vengono già disegnati prima di iniziare a modellare. Utilizzando uno dei software per la progettazione degli impianti industriali, come il 3D Piping software di ESAin. Il risultato finale di questo processo è la generazione di un file in formato .IFC in cui gli oggetti impiantistici dovranno essere categorizzati utilizzando classi BIM specifiche.

Le modalità con cui si decide di avviare un nuovo progetto determinano un diverso livello di maturità dello stesso: ogni step viene infatti inizialmente contrattualizzato all’interno del ciclo della commessa e coordinato da un BIM Manager.

Scopriamo insieme i principali livelli di maturità di un progetto BIM, con cui è possibile valutare anche lo stato di avanzamento della costruzione di un impianto industriale.

LOD: i livelli di definizione di un progetto BIM

Sia in ambito architettonico che in quello ingegneristico si fa riferimento a dei livelli di dettaglio, soprannominati LOD, acronimo di Level Of Design, con cui si definisce con precisione il livello di completezza di un progetto BIM: un indice numerico che riassume lo stato di completezza e accuratezza delle informazioni disponibili in una fase della commessa.

Cosa si intende per LOD

Per poter calcolare il livello di LOD di un progetto BIM di un impianto industriale si prendono in considerazione alcuni fattori, che danno vita ad una formula:

LOD: LOD+LOI+LOA+LOC

La complessità di questo parametro è una diretta conseguenza della multidisciplinarietà insita in un progetto BIM di un impianto e ogni singolo elemento incluso nella formula influisce quindi sul punteggio finale, in particolare:

1. LOD, Level of Detail, si intende il livello di dettaglio grafico degli oggetti 3D presenti: in altri termini valuta quanto un oggetto 3D è simile alla realtà.
2. LOI, Level of Information: la quantità di dati BIM per ogni oggetto incluso nel progetto.
3. LOA, Level of Accurancy: indica se le informazioni inserite su un componente siano già definitive e confermate. Un elemento che introduce una delle sostanziali differenze tra la progettazione architettonica e quella impiantistica: a differenza infatti di un architetto, i progettisti industriali sono già in possesso delle specifiche di ogni singolo componente di cui hanno bisogno.
4. LOC, Level of Coordination: utilizzato per verificare il grado di interazione tra tutte le discipline incluse nel progetto.

Il significato delle categorie LOD

Analizzando la formula, emerge chiaramente come un progetto possa essere visivamente dettagliato (LOD alto), senza però contenere le specifiche confermate in via definitiva (LOI Basso). Analizzando la quantità di dati a disposizione, gli oggetti confermati in via definitiva e quanto siano state verificate le interazioni con le altre discipline, possiamo avere diversi livelli di LOD:

• LOD 100, una rappresentazione ancora generica, simbolica e approssimativa: un progetto concettuale di tipo volumetrico in cui mancano le misure definitive.
• LOD 200, si inizia ad andare più nel dettaglio, con un progetto geometrico misurabile e parzialmente quantificabile, anche se ancora approssimativo.
• LOD 300-350-400. Si entra nell’ambito della vera progettazione di dettaglio, in cui la forma, la quantità, la dimensione e l’orientamento di ogni elemento si può desumere interrogando il modello, senza dover consultare ulteriori materiali accessori esterni. Si prosegue in seguito con un progetto esecutivo sempre più accurato, in cui aumenta il numero delle informazioni disponibili: in questa fase vengono modellati, ad esempio, anche i supporti e i connettori. Si arriva infine ad un modello realizzato utilizzando un software per il BIM, con un livello di dettaglio che ne permette la costruzione.
• LOD 500, è il modello finale, che si ottiene al termine della costruzione (as-built), in cui tutte le informazioni sono ormai precise e non più modificabili.
• LOD 600, utilizzato per il facility management, contiene le informazioni necessarie alla manutenzione e al corretto funzionamento dell’impianto.
• LOD 700, il livello finale che contiene i dati aggiuntivi indispensabili per la dismissione dell’impianto, come le informazioni sullo smaltimento dei materiali o su un loro eventuale riciclo.

Differenze tra LOD e progettazione impiantistica

Partendo dai livelli di LOD precedentemente analizzati è possibile fare un confronto tra la progettazione architettonica e quella impiantistica: nella progettazione degli impianti industriali si è in realtà sempre lavorato utilizzando un metodo conforme all’approccio BIM.

Infatti, durante la progettazione di un impianto viene seguito un percorso che, dall’idea iniziale richiesta dal committente, conduce alla realizzazione di un P&ID, il documento principale contenente lo schema di processo, fino allo studio del percorso dei tubi. Il risultato finale è un layout fisico tridimensionale da cui è inoltre possibile generare modelli in 3D con le viste ortografiche.

Per fare un parallelismo tra le categorie di BIM e la progettazione industriale, possiamo affermare in via esemplificativa che il livello LOD 100, la progettazione concettuale, è paragonabile al PFD (Process Flow Diagram), il LOD 200 al P&ID dell’impiantistica industriale, mentre il LOD 300 corrisponde all’aggiunta dei data sheet. Da qui si inizia a ingegnerizzare il modello (LOD 350) con il Piping (General Arrangement e modellazione), a fornire gli sketch isometrici in 2D necessari all’officina (LOD 400), ad aggiornare i modelli as-built, fino a fornire tutto il book di documentazione che include le schede tecniche (LOD 600: P&ID, Piping e Datasheet).