Il BIM nella Progettazione degli Impianti di Depurazione

L’adozione del BIM nella progettazione di impianti di depurazione offre vantaggi concreti in termini di efficienza progettuale e riduzione degli errori, elementi particolarmente rilevanti per progetti di infrastrutture complesse come gli impianti di depurazione.

Tuttavia, le sfide tecniche specifiche di questo ambito richiedono approcci specializzati che vanno ben oltre le pratiche BIM convenzionali degli edifici.

Sfide Tecniche nella Modellazione BIM di Impianti di Depurazione

Gli impianti di depurazione presentano sfide di modellazione uniche che li differenziano dai progetti edilizi convenzionali. A differenza dei sistemi MEP edilizi standard, le tubazioni per acque reflue operano in condizioni di alimentazione gravitazionale dove sezioni sottodimensionate creano problemi di drenaggio mentre sezioni sovradimensionate favoriscono la formazione di sedimenti e l’intasamento progressivo.

Revit nativamente offre funzionalità MEP standard, ma per applicazioni complesse come gli impianti di depurazione è fondamentale avere strumenti che ottimizzino la modellazione delle reti impiantistiche e facilitino il coordinamento tra le diverse discipline.

Una Soluzione Integrata per la Progettazione Sostenibile

MagiCAD facilita la riqualifica sostenibile degli impianti di trattamento delle acque integrandosi profondamente con i processi BIM, consentendo progettazione, calcolo e ottimizzazione precisi dei sistemi impiantistici che contribuiscono direttamente a obiettivi ambientali come il riutilizzo dell’acqua e il controllo delle emissioni.

Il processo di riqualifica inizia con attività preliminari e rilievi approfonditi, che includono rilievi topografici aerofotogrammetrici georeferenziati con droni e rilievi laser scanner con strumentazione portatile. Questi rilievi generano una nuvola di punti, fondamentale per creare un modello architettonico Scan-to-BIM dello stato di fatto dell’impianto.

Successivamente, viene generato un modello federato di progetto che include tutti i nuovi interventi previsti, con le linee dello stato di fatto visivamente distinte dalle nuove linee di progetto per una chiara rappresentazione.

MagiCAD opera come software completamente integrato all’interno di Revit, garantendo il 100% di compatibilità e un flusso di progettazione BIM continuo ed efficiente, permettendo agli utenti di rimanere nello stesso ambiente di lavoro per tutte le fasi del progetto.

Caso Studio: Riqualifica di un Impianto di Depurazione a Ginosa (Puglia) – Astra Engineering

Il caso studio presentato nel webinar (registrazione disponibile), sviluppato da Astra Engineering S.r.l., riguarda il potenziamento e l’ammodernamento di un impianto di depurazione per acque reflue civili nel comune di Ginosa (Puglia). L’intervento di ammodernamento è stato progettato a livello di fattibilità tecnico-economica per gara integrata e risponde a molteplici esigenze:

• Incremento della potenzialità impiantistica: Incremento da circa 22.206 a 25.900 abitanti equivalenti (AE)
• Adeguamento normativo: Conformità al Regolamento Regionale n. 13/2017 della Regione Puglia per le sezioni primarie (pretrattamenti ed equalizzazione)
• Sostenibilità ambientale: Implementazione del riutilizzo in agricoltura delle acque effluenti trattate secondo il DM 185/2003
• Contenimento e controllo delle emissioni: Captazione e trattamento delle emissioni odorigene mediante biotrickling
• Adeguamento della rete acque meteoriche: Potenziamento della rete di raccolta e drenaggio con inserimento di pozzetti, tubazioni e caditoie
• Sicurezza del personale: Monitoraggio dell’esposizione ad agenti chimici degli operatori in locali confinati

Sfide Progettuali e Vincoli Territoriali

L’impianto ha presentato diverse criticità specifiche che hanno richiesto un approccio integrato:

1. Vincoli paesaggistici: Il comune di Ginosa presenta vincoli di interesse paesaggistico per la prossimità a una gravina
2. Vincoli idrogeologici: Localizzazione in area fluviale/collinare che richiede autorizzazione degli enti di bacino
3. Valutazione ambientale: Necessaria verifica di assoggettabilità a VIA per impianti di depurazione con potenzialità superiore a 10.000 AE
4. Integrazione con l’esistente: Espansione nell’area est attualmente dismessa, soggetta ad ammodernamento

Soluzione Implementata

L’approccio BIM integrato ha permesso di affrontare sistematicamente tutte le fasi del revamping. In particolare, MagiCAD è stato utilizzato specificamente per la modellazione delle linee impiantistiche in pressione ed a gravità, nonché per il dimensionamento delle linee di aspirazione per il trattamento delle emissioni odorigene, dimostrando l’efficacia del software nel gestire reti impiantistiche complesse all’interno del flusso di lavoro BIM complessivo.

Processo Operativo per la Riqualificazione Sostenibile

1. Attività Preliminari e Acquisizione Dati (Stato di Fatto)

Il processo è iniziato con un’accurata acquisizione dei dati esistenti attraverso multiple attività integrate:

• Analisi del contesto: Verifica della zonizzazione urbanistica e dei vincoli paesaggistici regionali
• Verifica di assoggettabilità VIA: Richiesta per impianti di depurazione con potenzialità superiore a 10.000 AE
• Acquisizione documentazione tecnica disponibile dalla stazione appaltante
• Rilievo topografico aerofotogrammetrico georeferenziato tramite droni (DJI Mavic)
• Rilievo laser scanner con strumentazione portatile (Leica BLK2GO) per mappatura precisa
• Mappatura consistenza impianto e rilevamento dei dati di targa delle apparecchiature esistenti
• Rilievi ambientali (rumori, emissioni, paesaggio) e caratterizzazione geotecnica
• Caratterizzazione strutturale delle vasche esistenti e indagine olfattometrica per caratterizzare le sorgenti di emissione odorigena

Grazie all’interpolazione dei rilievi topografici e laser scanner è stato possibile generare una nuvola di punti, fondamentale per creare un modello architettonico Scan-to-BIM dello stato di fatto dell’impianto.

2. Scan to BIM e Creazione del Modello Iniziale

Dopo la definizione del Piano di Gestione Informativa (PGI) e del livello di dettaglio (LoD) secondo la UNI 11337-4, la nuvola di punti generata dai rilievi è stata utilizzata per creare un modello architettonico completo tramite Scan to BIM. Basandosi su questo modello, si è passati alla realizzazione del modello strutturale e del modello MEP dell’impianto in configurazione stato di fatto.

Grazie all’utilizzo di MagiCAD, sono stati ricostruiti all’interno del modello BIM tutti i percorsi impiantistici esistenti, categorizzati per destinazione d’uso:

• Linea acque (processo di depurazione)
• Linee di bypass per scarico
• Linea fanghi
• Linee drenaggi
• Linea aria compressa
• Linea acque meteoriche

3. Generazione del Modello di Progetto Federato

Le tre discipline (architettonico, strutturale e MEP), combinate con i modelli locali delle differenti stazioni di trattamento, hanno consentito la creazione di un modello federato di progetto, all’interno del quale sono stati implementati tutti i nuovi interventi previsti per l’adeguamento e il potenziamento dell’impianto. Le nuove linee di progetto sono state distinte visivamente dalle linee esistenti in planimetria e nel modello tridimensionale. Questa metodologia BIM ha consentito un coordinamento efficace tra tutte le discipline coinvolte nel progetto.

4. Progettazione Specifica con MagiCAD: Focus sulle Emissioni Odorigene

Il contributo di MagiCAD nel progetto si è articolato in due fasi principali:

• Ricostruzione dei percorsi impiantistici esistenti all’interno del modello BIM
• Modellazione delle nuove linee impiantistiche e dimensionamento delle linee di aspirazione per il trattamento delle emissioni odorigene

Per quest’ultimo aspetto, che rappresenta il focus principale della riqualifica, il processo ha seguito le seguenti fasi operative:

Fase 1: Preparazione del Progetto e del Dataset

• Configurazione dei metodi di calcolo e criteri (dimensionamento con velocità standard o crescente)
• Definizione dei parametri di progetto per il dimensionamento automatico delle reti
• Importazione metodi nel progetto corrente tramite tabella dati di progettazione

Fase 2: Definizione dei Componenti e delle Serie

• Creazione serie di condotti e tubazioni (acciaio inox per fuori terra, PE100 per interrati)
• Definizione diametri e raccordi associati per inserimento automatico
• Selezione dispositivi dalla libreria MEP di MagiCAD (la più completa esistente in Europa, con oggetti MEP verificati dai produttori stessi)

Fase 3: Creazione e Configurazione dei Sistemi

• Assegnazione identità formale alle reti da progettare
• Creazione sistemi impiantistici (aria di mandata, aspirazione, acque reflue)
• Assegnazione proprietà cruciali: nome, materiale, tipo di calcolo, colore distintivo

Fase 4: Modellazione della Rete

• Modellazione operativa tramite strumenti integrati di MagiCAD per garantire coerenza del progetto
• Installazione componenti terminali (dispositivi di aspirazione) connessi alle estremità dei condotti con assegnazione delle rispettive portate di progetto
• Modellazione reti di ventilazione e reti idrauliche distinte per tipologia, colore e stato

Fase 5: Calcolo, Bilanciamento e Analisi

• Utilizzo motori di calcolo MagiCAD per dimensionamento rete e verifica funzionamento, con criterio di velocità costante (valore utilizzato nel progetto pari a 7 m/s)
• Identificazione tratti sfavoriti (ad esempio tra due punti di aspirazione) per modifiche mirate del diametro mantenendo velocità costante
• Analisi risultati in formato tabellare con dimensioni finali, portate, velocità del fluido, perdite di carico e impostazioni regolazione serrande per ogni elemento
• Verifica e ottimizzazione controllando warning, identificando circuiti sfavoriti e apportando modifiche necessarie
  

Capacità Avanzate di Progettazione e Ottimizzazione

Calcoli Idraulici Integrati per Reti MEP

A differenza del solo Revit, MagiCAD incorpora le curve di funzionamento dei dispositivi nei suoi calcoli, consentendo un dimensionamento e bilanciamento completo delle reti impiantistiche. Nel caso specifico del progetto di Ginosa, questo ha permesso di identificare le “vie sfavorite” all’interno delle reti di aspirazione e di intervenire con modifiche mirate “ad hoc” per ottimizzare le prestazioni del sistema di trattamento emissioni.

Trattamento Emissioni Odorigene: Focus Applicativo

Uno degli aspetti più significativi del progetto è stato l’utilizzo di MagiCAD per la modellazione e il dimensionamento delle linee di aspirazione per il trattamento delle emissioni odorigene. Questo processo ha comportato:

Calcolo delle Portate d’Aria da Trattare

MagiCAD ha calcolato le portate d’aria da trattare sulla scorta dei seguenti input di base:

• Strutture/edifici ispezionabili: n°5 ricambi orari per presenza occasionale operatori, n°8 ricambi orari per presenza continua
• Vasche con coperture a filo: n°2 ricambi orari per spazio libero tra intradosso copertura e superficie liquido < 1m, n°1 ricambio orario per spazio libero > 1m

Predimensionamento Componenti

• Griglie di aspirazione per edifici e serrande di regolazione per aspirazione diretta da vasche
• Griglie per presa aria esterna per ricircolo
• Materiali tubazioni

Dimensionamento Sistema

• N°2 filtri con tecnologia biotrickling: uno da 9.000 m³/h di portata nominale ed uno da 5.000 m³/h
• Buffer per potenziali incrementi di trattamento
• Numero e dimensione griglie per stazione predimensionate in base alla portata d’aria da aspirare

Questo calcolo preciso è cruciale per un trattamento efficace dell’aria e per migliorare le condizioni di lavoro del personale.

Ottimizzazione in Tempo Reale

Il software ha permesso di modificare automaticamente gli elementi del progetto in tempo reale (dimensioni di tubi o canali) in base ai risultati dei calcoli, permettendo simulazioni rapide e un’ottimizzazione iterativa per trovare la soluzione migliore.

Risorse e Supporto Tecnico

Libreria MEP Completa

MagiCAD fornisce accesso alla più grande libreria MEP d’Europa, con oltre un milione di oggetti reali di più di 300 produttori, oltre a oggetti generici modificabili o creabili dall’utente, garantendo un’accurata modellazione con componenti del mondo reale.

Localizzazione e Standard

Il software è localizzato con standard di calcolo italiani e internazionali, rendendolo idoneo per progetti nazionali e internazionali in tutte le fasi, dalla preliminare all’as-built.

Formazione e Assistenza Tecnica

MagiCAD offre un supporto completo per massimizzare l’efficacia del software:

• Formazione specializzata: Corsi in italiano per chi si avvicina per la prima volta al software e corsi di aggiornamento per utenti esperti, progettati per essere operativi ed efficaci fin da subito
• Assistenza tecnica qualificata: Team di supporto tecnico italiano composto da professionisti MEP certificati Autodesk con vasta esperienza nel settore
• Webinar e risorse online: Programma regolare di webinar tecnici e accesso a contenuti di e-learning per approfondimento autonomo
• Template localizzati: Modelli di progetto Revit specifici per il mercato italiano, pronti all’uso per accelerare l’avvio dei progetti

Conclusioni

L’integrazione di MagiCAD nei workflow BIM per l’ammodernamento di impianti di depurazione rappresenta un salto qualitativo significativo nella progettazione di infrastrutture sostenibili. Il caso studio di Ginosa dimostra come l’utilizzo mirato di MagiCAD per la modellazione e il dimensionamento delle reti di aspirazione per il controllo delle emissioni odorigene possa integrarsi efficacemente nei più ampi processi BIM, contribuendo a soluzioni tecnicamente precise ed ambientalmente sostenibili.

La capacità del software di unire modellazione geometrica precisa, calcoli idraulici avanzati e ottimizzazione in tempo reale per le reti MEP supera le limitazioni tradizionali dei flussi di lavoro paralleli. Il contributo specifico di MagiCAD nel dimensionamento delle reti di aspirazione ha garantito alta produttività, precisione e controllo, elementi fondamentali per raggiungere gli obiettivi di sostenibilità ambientale e miglioramento delle condizioni di lavoro.

Questo approccio rappresenta il futuro della progettazione di infrastrutture idriche, dove la precisione nella modellazione delle reti impiantistiche MEP si integra con metodologie BIM avanzate per creare soluzioni tecnicamente eccellenti e ambientalmente responsabili.

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