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Progetto del nuovo ponte Sotra in Norvegia (Foto: Norconsult)

Negli ultimi anni, l'Europa è diventata un hub per progetti di ponti, spinti dalla domanda di infrastrutture avanzate per migliorare la connettività e la crescita economica in tutto il continente. Questi progetti spesso comportano imprese ingegneristiche complesse, budget su larga scala e tecnologie all'avanguardia.

Un esempio di innovazione di spicco è il progetto del New Sotra Bridge in Norvegia, che si dice sia il più grande progetto di progettazione di ponti completamente digitale al mondo. Come parte della National Road 555 Sotrasambandet, il ponte fa parte di una strada nazionale di 9,4 chilometri che collega l'isola di Sotra con Bergen, la seconda città più grande della Norvegia. Il ponte migliorerà la capacità di trasporto, supporterà il traffico pedonale e ciclabile e faciliterà l'esportazione di pesce, petrolio e gas.

Requisiti elevati

Il progetto, valutato 19,8 miliardi di NOK (1,74 miliardi di �), è uno dei più grandi contratti infrastrutturali in Europa e viene eseguito come partenariato pubblico-privato (PPP). A settembre 2021, Sotra Link (un consorzio composto dall'appaltatore italiano Webuild, dalla spagnola FCC Construcción e dalla società coreana SK E&C) si è aggiudicato il contratto e Norconsult ha avviato la progettazione dettagliata per l'area 08 New Sotra Bridge, una delle 11 sottoaree del progetto. Il ponte è progettato come una struttura sospesa a quattro corsie con una passerella pedonale integrata ed è progettato e costruito utilizzando processi digitali.

Norconsult ha sviluppato nuovi metodi digitali e selezionato strumenti per garantire un'efficiente progettazione e costruzione di questo complesso progetto, che coinvolge circa un milione di oggetti e 60 milioni di punti dati solo per il nuovo ponte Sotra.

Si prevede che il progetto del nuovo ponte di Sotra costituirà un precedente per i progetti infrastrutturali digitali, utilizzando strumenti digitali avanzati e soluzioni sostenibili per semplificare la progettazione e la costruzione di infrastrutture su larga scala in Europa.

Thomas Østgulen, responsabile BIM e sviluppatore di ponti presso Norconsult (Foto: Norconsult)

Thomas Østgulen, BIM manager e sviluppatore per i ponti presso Norconsult, sottolinea l'importanza di una rigorosa gestione delle informazioni nel progetto del New Sotra Bridge. "Questo è un progetto BIM Level 3", spiega, "e abbiamo requisiti molto elevati per i modelli e le informazioni".

Considerati i dati estesi coinvolti, la standardizzazione tra proprietà e punti dati è essenziale per prevenire confusione e mantenere l'accuratezza durante tutto il progetto. Østgulen nota che è stato svolto un lavoro significativo nella definizione dei set di proprietà. Avere dati strutturati per ogni elemento semplifica la visualizzazione e l'identificazione di varie parti del ponte.

Norconsult ha sviluppato un proprio sistema di convalida automatizzato per garantire che ogni aggiornamento del modello sia conforme alle proprietà richieste, alla formattazione corretta e ai valori consentiti.

Grazie al suo approccio innovativo, il progetto del ponte di Norconsult ha vinto la categoria "Uso più innovativo dei servizi della piattaforma Autodesk" agli Autodesk Design & Make Awards tenutisi a San Diego, negli Stati Uniti, nell'ottobre dello stesso anno.

Østgulen sottolinea le sfide linguistiche e culturali del lavorare a un progetto in cui il requisito contrattuale è di fornire tutta la documentazione ufficiale in norvegese. Poiché la maggior parte dei membri del team di Sotra Link proviene da fuori dalla Norvegia, Norconsult ha incorporato il supporto bilingue, sia norvegese che inglese, nel modello di progetto.

Questo approccio riduce le barriere linguistiche e culturali e garantisce che sia i team locali che quelli internazionali possano collaborare in modo più efficace. Østgulen nota: "Il modello ci consente di abbattere le barriere linguistiche includendo sia il norvegese che l'inglese nel modello e le barriere culturali poiché i modelli seguono gli standard ISO e non le linee guida nazionali", il che aiuta anche la comunicazione con i subappaltatori dell'area locale che potrebbero non avere esperienza con progetti digitali su larga scala.

Utilizzando il BIM, il progetto ha affrontato la maggior parte dei problemi prima che raggiungessero il cantiere, risparmiando tempo e limitando il potenziale di errori di costruzione. I problemi che in precedenza potevano causare costosi ritardi sono stati identificati in anticipo e migliorati per un processo di costruzione più efficiente e di qualità superiore.

Eirik Wie Furunes, leader dell'ingegneria dei ponti presso Norconsult (Foto: Norconsult)

Eirik Wie Furunes, responsabile dell'ingegneria dei ponti presso Norconsult, sottolinea l'importanza di avere il supporto del governo e del cliente per realizzare un progetto a un livello così elevato di sofisticatezza digitale. Riflettendo sul progetto del New Sotra Bridge, afferma: "Probabilmente non avrebbe la stessa scala digitale di sempre senza il governo e il cliente che richiedevano effettivamente questo livello".

Furunes sottolinea il valore dei clienti che “credono nel sistema� e comprendono che questo investimento nei processi digitali fornisce un valore aggiunto nel lungo periodo.

Furunes ha osservato che l'approccio della Norvegia alla digitalizzazione nell'edilizia è unico. Racconta un'esperienza di una conferenza negli Stati Uniti, dove le aziende di progettazione americane gli hanno chiesto perché non riuscissero a convincere i loro clienti a supportare lo stesso livello di avanzamento digitale visto in Norvegia. Furunes ha attribuito questo alla strategia di digitalizzazione della Norvegia, imposta dalle autorità tramite contratti vincolanti.

"Bisogna essere innovativi", afferma, sottolineando che i contratti recenti hanno richiesto soluzioni innovative che spesso non sono disponibili in commercio. Norconsult si è adattata sviluppando soluzioni personalizzate, lavorando con software commerciali che offrono nuovi strumenti flessibili. "Le aziende di software hanno reso più possibile che mai realizzare questo tipo di connessioni tra una vasta sfera di programmi", aggiunge, notando che anche i sistemi interni di Norconsult supportano queste innovazioni.

Trasporto di ponti

Nel Regno Unito, il progetto ferroviario HS2 (High Speed 2), in fase di stallo, sta riprendendo slancio, ma il vasto programma di trasporti si baserà in gran parte sui collegamenti tramite ponti lungo i 225 km di ampliamento.

A causa delle esigenze di trasporto pubblico, non tutti i ponti possono essere costruiti in loco: è il caso di un attraversamento lungo 84 metri a Birmingham, in Inghilterra, chiamato ponte Aston Church Road.

Ponte di Aston Church Road (Foto: HS2)

Invece, una joint venture tra la ditta britannica Balfour Beatty e la francese Vinci, ha chiesto l'aiuto dello specialista di sollevamento e trasporto pesante Mammoet. L'appaltatore olandese ha utilizzato due trasportatori modulari semoventi a 128 ruote per trasferire il ponte in acciaio e cemento da 1.600 tonnellate nella sua posizione permanente.

Dan Binns, project manager di Balfour Beatty Vinci, ha affermato che il metodo è stato utilizzato per ridurre l'impatto sui viaggi ferroviari in corso. "Abbiamo scelto di proposito di spostare il ponte su ruote, in modo che potesse essere costruito prima offline, quindi spostato in sole cinque ore, riducendo notevolmente l'impatto sui passeggeri del treno", afferma.

Nel sito di installazione, le squadre hanno costruito una piattaforma di 9.000 m2 e 62 pali per sostenere le strutture in cemento. Ci sono volute circa cinque ore di lavoro notturno per spostare e riparare il ponte sulla linea esistente Birmingham-Derby, che farà parte della futura HS2.

Binns aggiunge: "Si è trattato di un'operazione complessa, resa ancora più impegnativa dal fatto che il ponte doveva essere costruito sopra quattro linee ferroviarie esistenti della Network Rail, il che ha richiesto anni di pianificazione e preparazione precise".

Circa 4.000 m3 di cemento e 490 tonnellate di acciaio rinforzato sono stati utilizzati nell'operazione, afferma Balfour Beatty. Nel corso del prossimo anno, le squadre smantelleranno l'ex Aston Church Road per creare più spazio per i futuri treni HS2.

Costruzione di ponti sostenibili

Sebbene l'innovazione sia un fattore chiave nella costruzione di ponti moderni, anche la sostenibilità nella costruzione dei ponti è fondamentale per migliorare la longevità strutturale dei grandi ponti europei e ridurre al minimo l'impatto ambientale.

Cameron Archer-Jones, associato e responsabile del carbonio del gruppo di consulenza ingegneristica COWI (a destra) (Foto: COWI)

Integrando pratiche sostenibili, gli ingegneri garantiscono che i ponti siano costruiti per durare, riducendo la necessità di frequenti riparazioni o sostituzioni che consumano risorse aggiuntive e generano rifiuti.

Materiali sostenibili e metodi di costruzione a basso impatto possono ridurre significativamente l'impatto ambientale dei nuovi progetti infrastrutturali, dalla riduzione delle emissioni di carbonio durante la costruzione alla salvaguardia degli ecosistemi e dei corsi d'acqua locali.

Cameron Archer-Jones, associato e responsabile del carbonio del gruppo di consulenza ingegneristica COWI, spiega l'approccio della sua azienda all'integrazione di pratiche sostenibili nell'ingegneria dei ponti, mantenendo tali pratiche guidate dagli ingegneri.

Descrive come il loro processo di gestione del carbonio sia una componente fondamentale di ogni progetto, piuttosto che un componente aggiuntivo esterno. "Il nostro punto", dice Archer-Jones, "è che deve essere fatto dalla persona giusta nel team.

"Presso COWI, gli ingegneri stessi conducono le valutazioni del carbonio, identificando direttamente le opportunità per ridurre l'impronta di carbonio del progetto. Questo ciclo di feedback immediato consente agli ingegneri di individuare potenziali risparmi di carbonio all'inizio del processo di progettazione, portando a riduzioni tangibili che influenzano la sostenibilità complessiva del progetto".

Archer-Jones spiega ulteriormente il sistema di classificazione del carbonio strutturale di COWI, sviluppato con l'Institution of Structural Engineers (IStructE). Con un database di quasi 150 ponti, il sistema consente loro di confrontare ogni progetto, tracciare i miglioramenti e stabilire standard più elevati per ogni nuovo progetto.

L'approccio alla classificazione di COWI ha introdotto la valutazione del carbonio nella pratica quotidiana degli ingegneri, rendendoli più sicuri e capaci di identificare e implementare in modo indipendente strategie di risparmio di carbonio.

David MacKenzie, presidente di COWIfonden, aggiunge che per raggiungere soluzioni sostenibili è necessaria una stretta collaborazione con i clienti, poiché molti di loro sono desiderosi di supportare pratiche ecosostenibili ma non sanno da dove cominciare.

Lavorando con i clienti per condividere la conoscenza del settore e le best practice, COWI aiuta a colmare questa lacuna. "Se lo facciamo tutti, allora c'è un vantaggio", afferma MacKenzie.