Cantieri di Opere Civili - Modulo comune SIC&CAN + sommario

Cantieri di opere civili (modulo comune)

Indice

• Modelli di organizzazione di un cantiere: PERT – Gantt (Prof. Chiappinelli)
  • Tecniche reticolari (P.E.R.T.)
  • Analisi di pianificazione
  • Analisi di programmazione
• Macchine da cantiere – apparecchi di sollevamento (Prof. Lauria)
  • Classificazione
  • Misure di sicurezza durante il montaggio, in servizio e fuori servizio
• Cantieri in sotterraneo (Prof.sa Clerico)
  • Sotterraneo non in galleria
  • Sotterraneo in galleria
    • Conventional tunnelling
    • Scavi in galleria con TBM
  • Identificazione dei pericoli nei cantieri in galleria
  • Valutazione dei rischi nei cantieri in galleria
  • Problema amianto
  • Rischio incendio in gallerie in costruzione
    • Misure di prevenzione
• Rischio di caduta dall’alto (Prof. Lauria)
  • Accedere in copertura
  • Dispositivi di protezione
    • Collettivi (DPC): Parapetti, Andatoie e passerelle
    • Individuali (DPI): sistemi anticaduta
  • Minima distanza libera di caduta – effetto pendolo
• Quadro normativo in materia di lavori pubblici e appalti (Prof. Chiappinelli)
  • Contratti pubblici – Codice dei Contratti (Legge quadro D.lgs. 50/2016) e documenti connessi, ANAC
  • Principi generali
  • Codice dei contratti – committenza pubblica
  • Ciclo di vita dell’opera pubblica
    • Pianificazione – programmazione dei lavori pubblici
    • Progettazione
    • Procedura di affidamento e aggiudicazione: tipologie di contratto tra stazione appaltante e impresa
    • Esecuzione, gestione e manutenzione
  • Appalto di lavori pubblici
    • Affidamento, procedure di scelta del contraente: aperta, ristretta, con negoziazione, negoziata senza bando
    • Soglia di rilevanza comunitaria, bandi, commissioni di aggiudicazione
• Aspetti di sicurezza connessi al cantiere lineare (Prof. Chiappinelli)
  • Elementi di rischio specifici del cantiere stradale
    • Corretto impiego dei mezzi d’opera
    • Norme comportamentali degli addetti
    • Allestimento e organizzazione del cantiere
    • Adeguata protezione delle aree di scavo
    • Adeguato segnalamento temporaneo

Modelli di organizzazione di un cantiere (Prof. Chiappinelli)

PERT – Gantt

La programmazione dei lavori è necessaria alla gestione di un progetto di qualsiasi tipo in ogni settore. Nel caso specifico delle costruzioni, il progetto si compone in una successione di lavorazioni concatenate tra loro in modo inequivocabile, tra le quali sono chiare le reciproche interdipendenze. La programmazione non si limita al solo cronoprogramma, ma ha la finalità di costruzione di uno strumento organizzativo, da concretizzarsi in un modello reticolare, per gestire il cantiere (anche in corso d’opera) ed effettuare previsioni, in coerenza con gli obiettivi finali del progetto variazione dei diversi attributi e previsione della soluzione ottimale.

La legge richiede l’obbligatorietà della programmazione ma solo sotto forma di cronoprogramma in ogni fase progettuale, per definire l’entità del cantiere in termini uomini/giorno. La precisione dipende dalla fase progettuale:

• Fattibilità: documento descrittivo.
• Progetto esecutivo: documento dettagliato di previsione “ottimale”. Siamo ancora in fase pre-affidamento, lontani dalla realizzazione effettiva del cantiere e, quindi, da una programmazione realistica.

In fase di gara, ogni impresa partecipante potrà presentarsi con un proprio cronoprogramma allegato all’offerta di gara. Una volta effettuato l’affidamento, verrà redatto un ulteriore cronoprogramma esecutivo che deve essere aggiornato dall’impresa durante il cantiere. Il risultato è la presenza di diversi documenti di cronoprogramma.

Anche in fase di progettazione della sicurezza è necessario un cronoprogramma lavori, per definire le interferenze (e quindi i rischi ad esse correlati) delle attività.

Tecniche reticolari: P.E.R.T. (Project Evaluation and Review Technique)

Consentono di simulare l’evolversi del progetto nel tempo, modellando le possibili soluzioni anche in fase esecutiva (è l’approccio utilizzato da tutti i software di programmazione). La metodologia applicativa del PERT-TIME si divide in 2 fasi:

Analisi di pianificazione

• Analisi qualitativa. Permette di realizzare il reticolo: fasi del progetto tra loro connesse; scheletro di sviluppo temporale del progetto.
• Analisi del progetto: analisi esecutiva; si spezza in fasi di competenza specifica di diverse specializzazioni. È la parte più complessa (no software). Il progetto viene splittato in parti più piccole:
  • Progetto (P)
  • Sotto progetti (SP), es: suddivisione in lotti
  • Pacchetti di lavoro (WP)
  • Attività (A) – assegnazione dei codici
• Studio dei vincoli: legami tra le attività. I vincoli sono tecnici, amministrativi, burocratici, disgiuntivi (lavorazioni di officina, necessarie al proseguo delle attività di cantiere). Tutti i vincoli si traducono nelle cosiddette immediate precedenze/sequenze.
• Rappresentazione grafica del reticolo: rappresentazione primaria o secondaria (flow-chart).
• Un grafo deve possedere le seguenti proprietà:
  • Numero finito di nodi
  • Deve esistere un solo nodo (alfa) non terminale di più archi
  • Deve esistere un solo nodo (omega) non iniziale di più archi
  • Ogni altro nodo deve essere iniziale/terminale di più archi
  • Privo di circuiti chiusi (loops = “if”)
  • Privo di nodi adiacenti
  • Deve essere connesso. Ogni attività è concatenata.
  • Deve esistere almeno un itinerario di lunghezza finita, con origine in alfa e termine in omega. È possibile, se necessario, inserire l’attività fittizia x, rappresentata tratteggiata vincolo di tempo (dummy), in modo da non avere attività con precedenze diverse che si svolgano parallele, ossia mantenere la logica del reticolo e rispettare le immediate precedenze.

Esempi: NB: c’è sempre un alfa (nodo iniziale) e un omega (nodo finale). NB-2: nella figura a destra, l’attività fittizia x serve a mantenere graficamente l’immediata precedenza delle attività A e B su D ed E.

L’individuazione delle immediate precedenze e sequenze avviene tramite i codici delle attività prima della rappresentazione PERT:

1. Si parte da una qualsiasi attività, cercandone il codice nelle immediate precedenze e si determinano le immediate sequenze. Si ripete questo passaggio per tutte le attività.
2. Si determina il rango diretto (numero di attività sulla catena più lunga, dall’origine all’attività in oggetto, quest’ultima compresa) e il rango inverso (numero di attività sulla catena più lunga, dall’attività in oggetto all’ultima attività compresa). Per il conteggio: si parte crocettando le attività per le quali abbiamo individuato il rango 1 (attività start indicate con “/”). Cancello queste attività anche nelle immediate precedenze e assegno il rango 1. Poi, assegno il rango 2 alle attività che hanno tutto sbarrato sulle immediate precedenze e così via. Per il conteggio del rango inverso, il rango 1 è assegnato alle attività finali e l’eliminazione progressiva è fatta sulle immediate sequenze. NB-3: rango diretto e rango inverso non sono complementari. È possibile, invece, che per progetti piccoli si abbia il massimo di rango diretto uguale al massimo di rango inverso.

È sempre opportuno, all’inserimento di ciascuna attività, inserire già il pallino finale. Conviene inoltre segnare sulla tabella le attività già inserite nel reticolo. Vado poi per immediate sequenze di ciascuna attività, fino alla chiusura di ognuna e, alla fine, della tabella. Si verifica la riuscita dell’operazione attraverso i ranghi (diretto per l’attività start alfa A e inverso per l’attività omega L) almeno 2-3 ranghi. [Esercizio per esame – PERT-GANTT parte 1. Lez. 08/03/21]

La rappresentazione secondaria (flow-chart) è più semplice. La rappresentazione primaria (archi e nodi) è generalmente quella usata dai software PERT.

Numerazione del reticolo

• Metodo casuale (sconsigliato; rapido ma di scarsa utilità)
• Metodo sequenziale (regola del Fulkerson); permette anche di evidenziare errori commessi. Si numerano i nodi che hanno tutti gli archi in entrata segnati (non ci sono altre attività in entrata).
• NB: segnare subito le attività in uscita dai nodi numerati per evitare di commettere errori.
• Si individuano gli eventuali loop
• Si corregge la sequenza del loop
• Si rinumera con la regola del Fulkerson sequenza della rete.

Analisi di programmazione

Analisi quantitativa. Si riempie lo scheletro costruito nella fase di pianificazione.

Stima delle quantità

• L’incognita sono le durate delle attività contenute nel PERT, che finora non sono state analizzate perché non utili alla costruzione dello scheletro. In fase di progetto di fattibilità tecnico-economica, ci si rifà a lavori simili già effettuati per stimare le durate delle lavorazioni. In fasi più avanzate si devono individuare le quantità (durate) per le singole attività, in funzione di valutazioni speditive che considerano le proprietà della manodopera o le prestazioni del sistema operativo disponibile rispetto alle singole lavorazioni. L’ipotesi di base considera le risorse illimitate = in questo step non si parla di ottimizzazione. Si valuta solo il binomio manodopera/attività o macchina/attività attraverso il computo metrico estimativo. Usiamo due metodologie:
  • Metodo statistico: si considera un intervallo di incertezza presumibile sulla singola attività (attraverso il sigma quadro, considerando la gaussiana con valore centrato sulla media).
  • Metodo deterministico: passa da documenti preesistenti come il computo metrico. È quello utilizzato dalla gran parte software e, in una prima fase non ottimizzata, prevede:
    • Scelta del sistema operativo
    • Determinazione della quantità da eseguirsi
    • Determinazione della produzione oraria P dalle schede tecniche (Handbook) considerando rendimento 0
    • Calcolo della durata dell’attività: inserisco le durate delle attività nel reticolo PERT
• Calcolo degli eventi: portato avanti dal software; si associa alle attività un tempo minimo di inizio e fine e un tempo massimo di inizio e fine. Lo si fa in accordo a tre regole: passo avanti, passo indietro, nodo finale.
  • Regola del passo avanti: numerare il t (tempo min)
    • Nodo ordinario in entrata: una sola attività in entrata
    • Nodo stellare in entrata: più attività in entrata
  • Regola del passo indietro: numerare il T (tempo max)
    • Nodo ordinario in uscita: una sola attività in uscita
    • Nodo stellare in uscita: più attività in uscita
  • Regola del nodo finale: numerare t e T

Tre possibili casi nelle diverse fasi di progettazione/esecuzione:

• I. t = T in fase di pianificazione/progettazione iniziale
• II. t < T
• III. t > T

I due ultimi casi sono più probabili in fase di affidamento, quando ogni impresa elabora un proprio programma da allegare all’offerta. Prezzo e tempo caratterizzano infatti l’offerta di gara. L’impresa stessa può usare il PERT per presentare un’offerta competitiva, giocando con risorse (costi) e tempi: si usa la dinamicità del reticolo per variare tempi e risorse in funzione delle esigenze. Es: con un Tw piccolo posso allungare un po’ i tempi e abbassare i costi. Viceversa (caso III), se dal PERT risulta un Tw troppo alto è indicazione di non aver messo in campo abbastanza risorse. In base a questi dati, allora, le imprese possono valutare di mettere in gioco più/meno risorse o di riunirsi in Associazioni Temporanee di Impresa (ATI). Il PERT si configura quindi come uno strumento decisionale dinamico dal quale, una volta definita la soluzione risorse-tempi desiderata, estrarre il GANTT (= lancio). La rappresentazione finale si colloca su una linea in base al tempo minimo di inizio degli eventi.

Calcolo delle attività (lancio): tempo relativo alle attività compresa tra due nodi.

• T.D. = tempo disponibile dell’attività compresa tra due nodi, dal minimo in cui può iniziare al massimo in cui può finire
• T.m.I. = tempo minimo di inizio dell’attività. Il tempo minimo di inizio è sempre uguale a t del nodo origine dell’attività
• T.M.I. = tempo massimo di inizio dell’attività. Si distingue tra nodi ordinari e stellari tra cui è compresa l’attività.
• T.m.F. = tempo minimo di fine dell’attività. Può o meno corrispondere al t del nodo di inizio per quella attività.
• T.M.F. = tempo massimo di fine dell’attività. È sempre uguale al T del nodo di fine per quella attività.

Individuazione attività critiche, percorsi critici e subcritici

L’attività si definisce “critica” quando il tempo disponibile è uguale alla durata. Ossia l’attività usa l’intero intervallo temporale disponibile tra t e T. Allora, un ritardo su un’attività critica comporta un ritardo rispetto al T, ossia uno sforamento dei tempi. In caso concatenazioni di tali attività critiche, si avrà uno sforamento nel T, ossia nel tempo di completamento del progetto. Posso però evitare di ricercare la criticità per ogni singola attività, in quanto la condizione di criticità di un’attività è legata alla criticità dei nodi stessi: condizione necessaria (ma non sufficiente) perché un’attività sia critica è che sia compresa tra due nodi critici. Solo su tali attività potenzialmente critiche bisognerà verificare la condizione di sufficienza (ossia tempo disponibile = durata). Per valutare la criticità dei nodi, si calcola lo scorrimento al nodo (differenza tra i due valori interni al nodo stesso).

Un nodo è critico quando lo scorrimento al nodo è nullo. Allora:

• Condizione necessaria
• Condizione sufficiente

Pertanto:

• Individuazione del percorso critico
  1. Definizione dei nodi critici.
  2. Definizione della condizione di sufficienza della criticità delle attività potenzialmente critiche, perché comprese tra due nodi critici concatenazione di tali attività.

Lo scorrimento delle attività determina l’individuazione dei percorsi sub-critici (concatenazioni di attività sub-critiche), per i quali si avranno degli slittamenti temporali = scorrimenti:

• Uno scorrimento totale S.T., che occupa l’intero tempo disponibile. Se:
  • ST > 0 attività subcritica
  • ST = 0 attività critica.
  • ST < 0 attività ipercritica: un PERT deve essere privo di ipercriticità
• Uno scorrimento indipendente S.I., che ci permette di capire se l’attività è gestibile nella parte interna dei nodi (se S.I. > 0), lasciando liberi i margini temporali ai lati. Un lancio al più tardi dell’attività precedente o un lancio al più presto dell’attività seguente non danno alcun problema nessun irrigidimento del percorso = attività cuscinetto.
• Uno scorrimento libero S.L., in corrispondenza del lancio al più tardi. Se non esiste (S.L. = 0), l’istogramma andrà oltre t, causando irrigidimento della catena a valle, perché non posso lanciare al più presto l’attività che segue.
• Uno scorrimento libero primo S.L.’, in corrispondenza del lancio al più presto. Se non esiste (S.L. = 0), l’istogramma andrà prima di t, causando irrigidimento della catena a monte (non posso lanciare al più tardi l’attività precedente).

Determinazione delle risorse necessarie

Ottimizzazione delle risorse, che non sono più “illimitate”. Il PERT-time viene trasposto nel PERT-carichi. Avviene tramite:

• Trasposizione del PERT in diagramma Gantt e inserimento degli scorrimenti e delle attività critiche nel Gantt (diagramma tempo – attività). Si inseriscono a grafico prima le attività critiche, che non hanno alcun scorrimento. Poi, si inseriscono le sub-critiche, tratteggiando l’eventuale scorrimento.
• Calcolo delle risorse (carichi) necessarie e disponibili e individuazione delle anomalie (risorse necessarie > risorse disponibili).