Appunti Ergotecnica

La progettazione e la costruzione in edilizia

Importanza della progettazione

È fondamentale non solo per le scelte di spazi ed esigenze, materiali… ma anche perché deve prefigurarsi ciò che succederà in cantiere. La sicurezza in cantiere, dunque, è già in un certo senso determinata dalle fasi progettuali. Progettazione proiettata verso il cantiere: progettazione della costruibilità.

Ergotecnica edile

Ergotecnica edile: capofila di un raggruppamento scientifico-disciplinare della produzione edilizia. Gestione dei processi: già dalla progettazione (gestione di persone, risorse, banche dati…).

Gestione del processo edilizio

• Bisogna conoscere le fasi del processo edilizio, gli attori e le responsabilità proprie e degli altri.
• In qualsiasi processo bisogna tenere sotto controllo tempi, costi e risultati.

Capitolato speciale di appalto

Capitolato speciale di appalto (Performance Specification Book): quaderno che dice cosa deve fare il costruttore, è un allegato contrattuale fondamentale.

Comprare qualcosa già esistente e qualcosa che non lo è sono due cose completamente diverse: tempi e costi sono abbastanza controllabili, ciò che rimane nell’incertezza sono i risultati. Quando compro qualcosa che c’è io lo vedo e so com’è fatto prima di comprarlo, se invece quello che compro deve ancora essere costruito non so come sarà (così avviene quando finanzio la costruzione di un’opera). Quando compro un esistente si effettua un’effettiva compravendita; nel finanziamento di un’opera da costruire il contratto è di tipo diverso.

Modelli di costruzione

Il contratto che si riferisce a un’opera da costruire deve definire quello che sarà: non sono solo tavole, ma un modello (rappresenta quello che ancora non c’è). La capacità descrittiva e la precisione del modello vanno ad influire sulla qualità della costruzione dell’oggetto edilizio.

Tolleranza e prefabbricazione

Tolleranza: in edilizia non si usa scrivere la tolleranza delle misure segnate nelle quote (in meccanica tutti i disegni hanno segnata la tolleranza con +- dopo le quote): la prefabbricazione è l’unico ambito dell’edilizia in cui la tolleranza è segnata.

Cantiere e processi produttivi

• Processo progettuale: prefigurazione dell’opera (impegno contrattuale che il costruttore si assume)
• Attori: chi sono i soggetti del processo edilizio? Non bisogna tenere conto solo del cantiere, ci sono altre fasi!
• Sistemi di realizzazione: metodi costruttivi, procedimenti (diversi approcci)
• Esecuzione
• Tipi di lavoro: ci concentreremo sulle opere a punto (le opere a rete sono proprie della scala urbanistica)
• Sicurezza: visione che comprende tanti altri approcci
• Materiali
• Processi produttivi
• Progetto operativo: fase ulteriore rispetto alle fasi classiche della progettazione (è una fase successiva al progetto esecutivo)

Fasi classiche del progetto edilizio

Fasi classiche: studio di fattibilità, progetto preliminare, progetto esecutivo. Si è riscontrata la necessità di aggiungere delle fasi di progettazione a valle del progetto esecutivo. Progetto costruttivo: alcuni usano questo termine per parlare di una parte del progetto operativo. Manodopera: le sue competenze sono essenziali per altri elementi che competono il cantiere.

Attrezzature: essenziali all’interno di un cantiere, dalla piccola gru alle attrezzature più sofisticate.

Opere provvisionali e pianificazione

• Opere provvisionali: tutte le attività e opere che sono provvisorie, hanno un fine e ottenuto quel fine vengono tolte (es. ponteggi)
• Pianificazione: modo di vedere e prefigurare il processo edilizio. La pianificazione è lo strumento attraverso cui realizzo il progetto operativo (in questo il BIM è estremamente utile). Il progetto operativo dice chi fa, cosa e quando.

Il BIM è un modello parametrico che permette, cambiando un parametro, di cambiare tutte le cose del progetto che sono agganciate a quel parametro in modo automatico (es. cambiamento della quota di un piano).

Approvvigionamenti

Approvvigionamenti: è un ambito piuttosto complesso. In questo campo l’edilizia ha dato una lezione agli altri tipi di industria: principio del “just in time” (siccome il magazzino costa, la cosa migliore è che i materiali arrivino al momento giusto in cui servono). In cantiere non c’è il magazzino, ma ci sono zone di accatastamento provvisorio: anche gli approvvigionamenti vanno pianificati in modo specifico. La qualità di ciò che arriva in cantiere è premessa necessaria per la qualità del risultato.

Qualità, sicurezza e prefabbricazione

• Qualità (termine tecnico per riunire in un’unica parola tempi, costi e risultati, è quello che il cliente percepisce). Bisogna tenere conto di queste due tematiche sia nelle fasi “a monte” (progettazione) sia in quelle “a valle” (quello che succede all’opera una volta consegnata).
• Generalmente la prefabbricazione conviene perché posso lavorare anche quando piove, hanno delle tolleranze migliori… però devo anche verificare a quanti km di distanza è l’impresa che produce il prefabbricato e che convenga e in caso pensare a come trasportare tali elementi al cantiere. Attenzione alle tolleranze: la prefabbricazione ha tolleranze molto minori rispetto a quelle delle opere costruite; mettere insieme elementi con tolleranze molto diverse è un problema (problema della regolazione delle tolleranze).

Gru e tecnologie nel cantiere

Gru: Anni ’70: primo salto di miglioramento nelle performance delle gru (un braccio di 45-50 metri in grado di portare tra i 1500 e i 2000 kg in punta era ritenuto estremamente performante). Oggi ci sono gru di buone performance che arrivano a un braccio di 1400 metri. Oggi un braccio di 45-50 metri viene raggiunto anche con automontanti. Il mezzo principe in cantiere è la gru e detta i tempi del cantiere, anche se questi, con il tempo, sono stati abbreviati perché oggi con le pompe riesco a portare il calcestruzzo dove una volta le gru lo portavano con il secchione (la gru oggi deve fare meno cose).

Montaggio delle gru

• Due metodi possibili per montare una gru a torre:
• Se la torre è ad altezza fissa e limitata, i blocchi della torre vengono montati con l’autogru (quindi l’altezza limite è dettata dall’altezza, considerata l’inclinazione, dell’autogru). Dopo aver montato i conci si monta il controbraccio e viene vincolato e poi viene fatto lo stesso con il braccio.
• Se la gru è oltre il limite (e in ogni caso può essere fatto): crescita per conci dal basso.

Tipi di gru

• A torre “tradizionale”: basamento + zavorra (per equilibrare il ribaltamento del carico sul braccio) + braccio (su cui scorre il carrello) + controbraccio (che porta un’altra zavorra per bilanciare) + cuspide (a cui sono ancorati dei tiranti).
• Gru a torre “flat top”: rispetto alla gru a torre tradizionale manca la cuspide, il braccio può ridursi di sezione (minore momento). Portata massima: 15 ton. Sbraccio massimo: 100-120 m.

Tutte le gru a torre “tradizionali” e “flat top” hanno, in cima alla torre, una cabina di comando e controllo (dall’alto si ha una visione maggiore del cantiere), anche se molte operazioni sono comandate dal basso o con il radio comando.

Ormai tutte le gru hanno un motore a passo continuo (molto preciso): la precisione della gru è data dal braccio (oscillazioni). Tutto il cantiere deve essere coperto dal sollevamento delle gru. Ci sono diverse possibilità per coprire tutta l’area: usare una sola gru con un grande braccio oppure usare più gru con un braccio minore. Se ho più di una gru ho il vantaggio di poter sollevare più cose contemporaneamente ma lo svantaggio di rischiare che si scontrino. Questo viene risolto con il disassamento in altezza dei bracci (normativa: disassamento di almeno 2 metri). La norma è stata fatta secondo una determinata tecnologia, ma questa si è poi evoluta (i 2 metri ormai non valgono più per mezzi particolari). Più il braccio è lungo più si abbassa per flessione e manovre brusche aumentano questo abbassamento. Quindi devo tenere conto del massimo abbassamento di quella più alta e del massimo innalzamento di quella più bassa (oscillazioni). I fornitori ci danno questi dati.

Tipi di gru specifici

• Gru a volata variabile: cambia l’inclinazione del braccio, è sempre una gru a torre.
• Tutte le gru viste finora ruotano intorno a un ingranaggio: la torre resta ferma, la sovrastruttura ruota in orizzontale attorno a un asse verticale.
• Altezza libera: altezza in cui la gru può operare in sicurezza senza essere vincolate (per raggiungere altezze più elevate basta vincolarla ogni tot metri).
• GMA (Gru a Montaggio Automatico) a rotazione in alto: si monta da sola (entra in cantiere sotto forma di carrello, di dimensioni contenute). I pezzi di torre scorrono uno dentro l’altro, è telescopico anche il braccio. È possibile usarla anche come argano interno (dentro gli edifici). Massimo sbraccio: 10 metri. Massima portata: 1000 kg. Ha portata limitata ma è molto flessibile.
• GMA a rotazione in basso: anche questa arriva sul luogo dell’utilizzo come carrello a rimorchio. È utilizzabile anche in ambienti urbani con spazi ristretti.
• GMR (Gru a Montaggio Rapido), torre a elementi: non abbiamo bisogno dell’autogru per montare la zavorra.
• Il montaggio rapido e quello automatico possono coesistere nella stessa gru.
• GMR/A torre su cingolato: fondazione imbullonata, se il vincolo è affidabile può non servire la zavorra alla base. Il cingolato richiede un terreno sufficientemente resistente (non posso far muovere un cingolato su un terreno che rischia di cedere).
• Basi per le gru: possono essere a basamento fisso (possono anche prevedere soluzioni abbastanza complesse, con pali se il terreno non resiste molto) oppure su basamento mobile (es. cingolato, che permette di muoversi anche su terreni accidentati).
• GMR/A carrata: basamento su gomma. Per un’autogru il punto di tiro dipende dall’inclinazione del braccio (mentre con il carrello il punto di tiro cambia molto velocemente). Per operazioni particolari, come il montaggio di un’altra gru, un’autogru ha senso. Questo tipo di gru è poco utilizzata in Italia.
• Derrick: poco usato in Italia e in Europa. Di origine industriale, usato tradizionalmente per esempio nelle miniere. Portate molto elevate, bracci relativamente ridotti.

Noleggio e acquisto dei mezzi

Una volta l’impresa di costruzione comprava i mezzi utili in cantiere, oggi è molto più usato il noleggio (anche se si usa ancora comprare). È quindi molto più intuitiva l’analisi costi – benefici da questo punto di vista (il noleggio costa tot ogni tot tempo). Se si compra non ha senso fare un’analisi costi – benefici solo per quel cantiere (si suppone di poter usare i mezzi anche per altri cantieri), quindi si parla di ammortamento. Con il noleggio tendenzialmente spendo di più, ma ho costi certi. Con l’ammortamento non ho la certezza di spendere quanto ho previsto (con il noleggio questa responsabilità se la assume l’impresa che fa il noleggio).

Ponteggi

Ponteggi di lavoro attaccati alla cassaforma: possono aiutare a razionalizzare il cantiere e ad aumentarne la sicurezza. Pensare alla sicurezza significa anche guadagnare in efficienza (va di pari passo con il guadagno di tempo). Fino alla fine dell’Ottocento – inizio del Novecento la qualità tecnologica del costruito era legata alla capacità artigianale degli operai. Di recente questa capacità ha perso notevolmente di qualità (per molti motivi) e per questo si sono sviluppati mezzi per sostituire queste capacità perdute. La differenza, nella qualità tecnologica del costruito, oggi è fatta dai mezzi che scegliamo di utilizzare in cantiere.

Processo edilizio e documentazione

Il processo edilizio può essere visto come una serie di fasi di trasferimenti d’informazioni. Uno dei problemi che affliggono il processo edilizio riguarda informazioni che si trovano in più documenti (l’informazione cambia nel corso del tempo e deve essere aggiornata, se è contenuta in più documenti devo aggiornarli tutti, quindi è meglio averla in un solo documento).

Capitolato e computo metrico

• Capitolato: dice che lavori devono essere fatti e le prestazioni.
• Computo metrico: documento in cui sono scritti i costi di ogni materiale usato nell’opera edilizia e quanto viene usato di ogni materiale.
• A volte nel capitolato sono segnati materiali e lavorazioni in modo diverso dal computo metrico e le ambiguità in fase di progetto si traducono in contenziosi tra impresa e clienti. Quindi nel capitolato non dovrebbe esserci il computo metrico, semmai il riassunto delle voci di costo (dovrebbe contenere solo la descrizione e le specifiche delle lavorazioni). Il capitolato non deve neppure essere troppo rigido: deve tenere aperte più possibilità per le varie lavorazioni, ma deve essere chiarito con il computo metrico (in cui la voce di costo, cioè la voce preventiva, deve fare riferimento a una lavorazione in modo univoco).
• Il capitolato dice la qualità, il computo metrico la quantità.

Oggi abbiamo strumenti che ci permettono di evitare queste ambiguità (es. BIM) per gestire le varie documentazioni necessarie nel progetto esecutivo.

Capitolato della Certosa di Pavia

Capitolato della Certosa di Pavia: primo capitolato noto a livello storico, nei contenuti e nella forma è molto simile a quelli di oggi. Era un documento che stabiliva, da parte dei monasteri, gli obblighi dei costruttori. Il cantiere non può essere diretto a distanza nemmeno oggi, in epoca telematica.

Gestione della sicurezza e degli impatti ambientali

• Soprattutto nei grandi cantieri, tra le baracche ci sono anche uffici direzionali (anche in baracche multipiano) in cui si trasferiscono a lavorare i maggiori responsabili del progetto a controllo del cantiere.
• Gustave Eiffel: Non solo progettista, ma anche imprenditore. La torre Eiffel doveva essere un’opera provvisoria (1887).
• Sfide dell’edificazione: tempi (il procedimento di produzione e montaggio è durato meno di un anno) ed è il primo esempio di prefabbricazione.
• Eiffel ha inaugurato le fondazioni a pozzo: l’opera è molto pesante e scarica sui quattro punti di appoggio, oltre ad essere vicina alla Senna (terreno poco resistente).

I pezzi da produrre seguivano tempi molto precisi (“just in time”). Costruita quasi senza ponteggi (usati solo per la parte più bassa) e senza morti o incidenti rilevanti (il sistema costruttivo era stato pensato perché fosse semplice). I lavori andavano a rilento man mano che ci si alzava nel costruire perché, anche se i pezzi pesavano meno, c’era più spazio da percorrere. Eiffel ebbe l’idea di usare le sedi degli ascensori per mettere delle piattaforme da usare per spostarsi dal basso in alto e viceversa durante la costruzione. Non è stata abbattuta perché, mentre se ne discuteva, è scoppiata la prima guerra mondiale ed è diventata fondamentale nelle comunicazioni. In cima alla torre, Eiffel mise il proprio studio.

Luigi Pagliani e la salute dei lavoratori

Luigi Pagliani: medico, professore universitario e ricercatore, fu uno dei primi a dare importanza alla lettura statistica della realtà. C’era una mortalità altissima tra gli operai che lavoravano allo scavo di un tunnel, non conseguenti a incidenti (morivano di anemia). Pagliani scoprì che nello scavo di gallerie c’è un bacillo che opera a livello gastrico e provoca anemia estremamente violenta.

Questa scoperta ha inaugurato un nuovo modo la sicurezza sul luogo di lavoro: da quel momento non fu più vista solo come sicurezza nei confronti degli incidenti, ma anche come salute dei lavoratori. Questo ha fatto sviluppare un tema fondamentale: quello dei ricambi d’aria e non solo sulle caratteristiche dell’aria. Ci sono casi in cui anche piccole immissioni di sostanze nocive, accumulandosi, generano effetti dannosi per la salute. Gli effetti di questi fenomeni sono visibili nel tempo.

Viabilità e impatti ambientali dei cantieri

Tutti i cantieri hanno ripercussioni sulla viabilità: quando organizziamo un cantiere dobbiamo pensare non solo alla recinzione, ma anche a quello che succede intorno. Es:

• Adottare un lavaruote in cui pulire i mezzi che escono dal cantiere per non sporcare la strada (il materiale depositato in strada potrebbe causare incidenti).
• Le gru passano sopra edifici esterni al cantiere a volte: se succede quando lo fa non deve avere carichi.
• Attenzione a cavi elettrici nelle vicinanze: non devono entrare in interferenza con le gru.

Selezione dei progettisti

Negli ultimi anni è cambiato in modo radicale il modo di scegliere i progettisti: fino a un certo punto la scelta era discrezionale anche per l’ente pubblico (ha funzionato finché non c’è stata la pressione del progettista odierna e finché non ci sono state situazioni collusive). Su spinta anche europea si è arrivati alla scelta per selezione. È facile che nei piccoli cantieri ci sia più probabilità di incidenti rispetto a quelli grandi perché la grande impresa normalmente ha mezzi più efficaci nei confronti della sicurezza.

Check list e sicurezza

In situazioni diversificate e complesse (con molte variabili) è importante utilizzare le check list. OMS (Organizzazione Mondiale della Sanità): ha fatto uscire l’ultima importante check list.

Post-precompressione

Post-precompressione: quando si tensiona la struttura quando il calcestruzzo è già maturato. Uno degli aspetti limitanti dei setti e solette pieni è la luce delle campate: per aumentare la luce si usa la tecnica della post-precompressione, che permette di arrivare a luci di 7-8 metri. Questa tecnica non è molto praticata.

Facciate continue

Facciate continue: famiglia di prodotti che utilizza metalli (leghe leggere) e vetro. Quando mescoliamo prodotti di origine tecnologica diversa dobbiamo porre molta attenzione alla questione delle tolleranze.

Cassero rampante

Cassero rampante (o automontante): utilizzato soprattutto nella costruzione di torri. Questo tipo di cassaforma cerca di ottenere un risultato simile a quello che si cerca di ottenere con l’utilizzo della pompa: libera ulteriormente il lavoro.