Gli obiettivi strategici per il sistema Edilizia e Costruzioni

Di seguito la sintesi degli obiettivi strategici così emersi dal Forum Edilizia e Costruzioni, e che rappresentano l’evoluzione delle traiettorie tecnologiche individuate nella S3. Essi sono elencati con riferimento a ciascuna della Value Chain nelle quali si articola il Clust-ER Edilizia e Costruzioni. La descrizione completa degli obiettivi strategici è riportata all’Allegato 1.

Value Chain Innova - CHM - Conservazione e valorizzazione del patrimonio costruito, storico ed artistico

1 - Migliorare le prestazioni del patrimonio costruito attraverso l’utilizzo di materiali smart ecosostenibili (o di nuova generazione)

L’efficacia degli interventi di recupero e rifunzionalizzazione del patrimonio costruito storico ed esistente fino al 900 è strettamente legata all’uso di materiali “funzionalizzati”, che incorporano un sistema di sensoristica in grado di fare autodiagnosi e di allertare/segnalare ai sistemi di monitoraggio la necessità di intervento. Si tratta di sviluppare dei materiali compatibili con l’esistente, ecosostenibili e di facile applicazione, e di ridefinire prodotti esistenti nell’edilizia e nel restauro per renderli adatti all’integrazione con la sensoristica. Lo scopo è di condurre le piccole e medie imprese della filiera edilizia e ceramica verso una produzione ecosostenibile e integrabile con sensoristica, che, oltre ad essere autodiagnostica e predittiva dovrà comprendere soluzioni IoT ed essere incorporabile nei materiali da costruzione. Ciò comporterà necessariamente una stretta collaborazione tra imprese appartenenti a settori diversi, una sorta di filiera “dalla cava all’immobile”.

2 - Manutenzione predittiva, preventiva e programmata per la conservazione, il recupero e il restauro

La manutenzione intelligente del singolo edificio e dell’aggregato urbano consente di valutare l’entità e l’economicità di un intervento di recupero/restauro/conservazione. La possibilità di realizzare un programma di manutenzione così concepito necessita lo sviluppo di strumenti di diagnostica e monitoraggio che permettano un controllo da remoto e in situ. Mediante lo sviluppo e/o l’ottimizzazione di strumentazioni esistenti, come quelle già in uso in altri settori del mondo manifatturiero dell’industria 4.0, si arriverà alla definizione di nuovi strumenti in grado di minimizzazione l’invasività di prelievo, associando tecnologie IoT ad una tipologia innovativa di analisi diagnostica.

Lo sviluppo di questo approccio innovativo alla manutenzione del patrimonio costruito e la ridefinizione della filiera smart home favoriranno le collaborazioni tra industria e laboratori di diagnostica con aumento della competitività del settore della diagnostica “edilizia” che meno ha risentito dell’innovazione tecnologica applicata.

3 - Building Information Modeling (BIM): digitalizzazione del processo edilizio applicata al patrimonio costruito L’utilizzo della metodologia BIM, applicata all’esistente, è finalizzata alla progettazione e gestione di edifici e complessi e consente di avere una migliore leggibilità del quadro degli interventi rigenerativi del patrimonio costruito regionale. La creazione di archivi informatizzati e strutturati ad hoc, fruibili a tutti gli attori che compongono la filiera, permette sia lo sviluppo di prodotti e servizi esistenti sia la definizione di nuove soluzioni tecnologiche integrate. Le aziende della progettazione digitale, della filiera edile del sistema industriale regionale e gli studi di progettazione tradizionali renderanno riproducibile sul piano reale quanto definito a livello di modellizzazione. Lo sviluppo di queste nuove tecnologie di progettazione porterà contestualmente alla definizione di protocolli di intervento, di strumentazioni per diagnostica e monitoraggio oltre che di materiali smart.

È prevedibile una ricaduta sulla formazione con nuove figure professionali competenti nel campo dei materiali, del processo edilizio e della realtà virtuale.

Value Chain Green2Build - Efficienza energetica e sostenibilità in edilizia

4 - Nuovi materiali e componenti edilizi a basso impatto per edifici sostenibili

I materiali e i componenti impiegati per la realizzazione o la riqualificazione di un edificio, particolarmente le soluzioni di involucro, connotano fortemente il prodotto finale conferendogli prestazioni di efficienza energetica, comfort, salubrità e sostenibilità. Strategico in questo contesto è lo sviluppo di prodotti rispondenti ai requisiti dell’economia circolare, realizzati mediante processi produttivi e impiegati nell’ambito di processi costruttivi a ridotto impatto ambientale.

In particolare, soluzioni bio-based o con valorizzazione degli scarti; soluzioni costruttive tradizionali funzionalizzate o con sensoristica integrata; soluzioni che mitighino il potenziale impatto dell’edificio sul microclima e sul ciclo dell’acqua; soluzioni implementabili anche nell’esistente con cantieristica a basso impatto, in una logica di prefabbricazione e di costruzione a secco, nonché soluzioni idonee ad una progettazione edilizia integrata in ambiente BIM (fino alle dimensioni 6D e 7D).

5 - Edifici decarbonizzati e reti efficienti

Gli obiettivi indicati dalle politiche pubbliche, tese a limitare l’impiego dei combustibili fossili e a conseguire bilanci energetici attivi in edifici e distretti urbani o comunità energetiche, possono essere conseguiti attraverso un’intelligente integrazione delle FER nel costruito e l’impiego combinato di soluzioni di impianto a basso impatto. L’ottimizzazione dell’uso delle FER, la cui disponibilità è discontinua e non prevedibile, richiede l’adozione di un sistema di monitoraggio, regolazione e controllo, basato sulle tecnologie IT, che connetta tutti i componenti dell’impianto, inclusi l’eventuale generatore ausiliario, i sistemi di emissione e di accumulo di energia termica, anche a servizio di sistemi a pompa di calore, e di energia elettrica, anche a servizio della mobilità mediante stazioni di ricarica. L’elaborazione dei dati di monitoraggio abiliterà nuovi servizi, fino a evidenziare in tempo reale la prestazione energetica del sistema edificio-impianto.

6 - Incremento della resilienza degli edifici e rigenerazione urbana

Il territorio urbanizzato e il patrimonio edilizio esistente possiedono caratteristiche inadeguate a rispondere con resilienza ai cambiamenti climatici e spesso anche a garantire le prestazioni “standard” richieste in ambito energetico, sismico e ambientale nonché a soddisfare le esigenze di un’utenza che cambia. Si rende quindi necessaria, in coerenza con la NLU, una rigenerazione e gestione multi-obiettivo del costruito e degli spazi urbani pubblici e privati.

Risulta a tale scopo necessaria la disponibilità di soluzioni tecnologiche efficaci da impiegare alle diverse scale di intervento - dall’efficientamento energetico e messa in sicurezza degli edifici, all’ottimizzazione del ciclo dell’acqua e al miglioramento del comfort degli spazi esterni/semi-esterni -, di soluzioni per un facility management urbano in grado di migliorare la vivibilità urbana e anche di soluzioni per far crescere la domanda di rigenerazione basata sulla conoscenza e una nuova modalità di creazione del valore.

Value Chain SICUCI - Sicurezza delle costruzioni e delle infrastrutture civili

7 - Miglioramento della sicurezza del patrimonio esistente

Il miglioramento del livello di sicurezza delle costruzioni coinvolge tutto il patrimonio costruito e costituisce, assieme all’efficientamento energetico, il più significativo motore di sviluppo del settore e di riattivazione del mercato della ristrutturazione. Le principali tecnologie da sviluppare riguardano il monitoraggio e la diagnostica avanzata per la valutazione speditiva della sicurezza delle costruzioni, i sistemi e protocolli di intervento sulle tecnologie costruttive più consolidate per limitare l‘impatto, l’invasività e il tempo di intervento, i processi per la realizzazione di componenti ad hoc, le soluzioni per migliorare il livello di sicurezza nel rispetto dei caratteri morfologico-funzionali originali del fabbricato, i sistemi integrati multifunzione per fornire prestazioni avanzate per la sicurezza e il contenimento dei consumi energetici, nonché il monitoraggio, per ottimizzare la sostenibilità de

gli interventi.

8 - Tecnologie innovative per un’edilizia industrializzata L’obiettivo strategico intende individuare soluzioni tecnologiche innovative volte a favorire lo sviluppo di un’edilizia industrializzata in grado di garantire una gestione efficiente del cantiere e di realizzare costruzioni sicure, sostenibili e intelligenti, facendo uso di soluzioni integrate tra struttura, involucro e impianti, usando materiali sostenibili e a basso impatto di processo e con elevate prestazioni energetiche e funzionali, ed anche edifici a ridotta manutenzione e facilmente gestibili a fine vita secondo i criteri dell’economia circolare. Tra le molteplici esigenze da soddisfare, prioritaria è la sicurezza strutturale.

Le aree alle quali si fa riferimento comprendono:

prefabbricazione intelligente per cantieri sicuri e automatizzati, costruzioni sismo-resistenti a basso danneggiamento, sistemi di monitoraggio innovativi per controllare il comportamento delle costruzioni in esercizio e durante il verificarsi di azioni eccezionali.

9 - Sicurezza, resilienza e gestione intelligente delle reti infrastrutturali

Le reti infrastrutturali interessano il tessuto urbano e l’intero territorio di una regione e ne influenzano il comportamento sia in condizioni di esercizio sia in condizioni estreme; incidono

sull’efficienza dei collegamenti e dei trasporti, sulle condizioni di salute e sicurezza idraulica e sulla difesa del territorio nei confronti di frane e dissesti idrogeologici. Si ritengono di particolare rilevanza i seguenti aspetti: ottimizzare le strategie di esercizio, gestione e manutenzione delle infrastrutture viarie per ottenere sistemi ad alta resilienza anche nel caso di eventi eccezionali; sviluppare sistemi di monitoraggio, progetto e gestione di infrastrutture idriche con utilizzo intelligente, tramite ICT, dei dati acquisiti; sviluppare strategie per il monitoraggio del territorio e delle opere geotecniche da usare per la prevenzione e nel caso di eventi eccezionali;

sviluppare nuovi strumenti per migliorare lo stato di sicurezza delle opere indagate.

2.2.4 Raccordo tra obiettivi strategici e traiettorie tecnologiche S3

Gli attuali obiettivi strategici si sono sviluppati partendo dall’analisi delle traiettorie tecnologiche elaborate nel corso della stesura della Smart Specialisation strategy della Regione Emilia-Romagna (2012-13). Si può notare che vengono conservati e dunque confermati la struttura di base e l’impostazione, delineando invece il focus su alcuni ambiti specifici, considerati di maggior interesse per la filiera laboratorio – impresa e, soprattutto, per far fronte alle criticità del sistema edilizio, evidenziate anche negli ultimi anni.

Nell’ambito del restauro e del cultural heritage, l’attenzione principale è posta sull’uso di tecnologie innovative che supportino la manutenzione del patrimonio costruito, senza perdere di vista l’innovazione dei materiali, le prestazioni energetiche e la messa in sicurezza, che sono i temi essenziali del processo di innovazione del settore. Si evidenzia in questo caso che l’ottica di riferimento prioritaria viene spostata dal bene storico vincolato a tutto il patrimonio del 900 che rappresenta in effetti un asset importante per la regione, in quanto rappresenta il bacino prevalente di attività su cui è importante intervenire nei prossimi anni, per rendere la maggioranza del patrimonio edilizio rispondente agli obiettivi di riduzione delle emissioni in atmosfera e di consumo di energia e di utilizzo delle FER.

Emerge sempre più importante il tema della digitalizzazione associato al settore delle costruzioni come una urgenza tecnologica che, come si sta osservando, viene introdotto grazie all’utilizzo di sensoristica e alla diffusione del BIM strumentale, soprattutto nella gestione dell’appalto, del progetto e del processo.

Nell’ambito dell’efficienza energetica e della sostenibilità in edilizia, ci si focalizza sull’utilizzo di materiali a basso impatto e su una idea di de-carbonizzazione degli edifici ad ampio spettro, mantenendo l’attenzione su messa in sicurezza e resilienza. Queste si confermano obiettivi fondamentali su cui sviluppare nuove tecnologie ed innovazioni che coinvolgono materiali, componenti e sistemi per l’edilizia, come nuove soluzioni impiantistiche e di integrazione edificio impianto.

Queste tecnologie vengono finalizzate al raggiungimento di processi di rigenerazione urbana, con una forte attenzione al tema del Circular Building, che favorisca il riuso dei materiali, in un’ottica di economia circolare, scostandosi dalla visione di Urban Mining proposta nelle traiettorie tecnologiche.

Nell’ambito della sicurezza, i focus principali sono relativi al patrimonio esistente, da adeguare sismicamente, ponendo forte attenzione alla prevenzione e al monitoraggio continuo.

Viene altresì mantenuta l’attenzione su quanto concerne le infrastrutture e su come favorirne l’efficienza.

Una riflessione particolare merita l’obiettivo strategico dedicato

alle tecnologie innovative per un’edilizia industrializzata in quanto interseca fortemente la traiettoria tecnologica per lo sviluppo e la gestione del progetto e delle strutture, focalizzandosi su un obiettivo molto significativo e rilevante per l’intero comparto delle costruzioni. Per industrializzazione del processo edilizio si intende un sistema progettuale e costruttivo innovativo che adotti tecniche e tecnologie avanzate per massimizzare la produzione, incidendo positivamente sugli aspetti economici del cantiere e riducendo i rischi di infortunio.

In effetti, la realizzazione in stabilimento di elementi edilizi permette l’efficientamento dei tempi, dei costi e della sicurezza del cantiere, che diventa luogo di assemblaggio, le tendenze delle metodologie di costruzione vanno in questa direzione e permettono di efficientare notevolmente i costi di realizzazione degli interventi, sia che vengano realizzati in nuove opere sia che riguardino gli interventi di riqualificazione del patrimonio esistente. Inoltre, questo obiettivo si completa al meglio con una possibile intersezione di competenze con il Clust-ER Meccatronica e Motoristica, che potrebbe fornire un valido supporto alla realizzazione dei processi di industrializzazione più innovativi; rispetto a questa attività, è già stata avviata una fase esplorativa tra i referenti di entrambi i Clust-ER e che potrebbe concretizzarsi in una attività intra-cluster specifica.

Infine, si nota come le due traiettorie tecnologiche di accessibilità, comfort e smart automation degli ambienti abitativi pubblici e processo edilizio trasparente non vengono più coperte dagli obiettivi strategici, in quanto considerate meno prioritarie per il sistema di sviluppo strategico a breve termine.

La tabella che segue mette in relazione gli orientamenti tematici e le traiettorie tecnologiche individuate nel 2014 al momento della approvazione della S3, con i nuovi obiettivi strategici per Value Chain emersi dal Forum Edilizia e Costruzioni.

Per ogni incrocio viene indicata l’intensità della correlazione:

vuoto nessuna correlazione, massima correlazione.

Orientamento Tematico S3

Edifici sostenibili

Sicurezza delle costruzioni

Restauro recupero e rigenerazione

Edifici e città

intelligenti Processo e LCA

Traiettorie Tecnologiche

Regionali

Tecnologie e sistemi per la riqualificazione e lo sviluppo sostenibile Materiali sostenibili ed ecocompatibili e nuove funzionalizzazioni Metodi e tecnologie per la valutazione vulnerabilità e riduzione del rischio sismico Sicurezza e gestione delle infrastrutture Tecnologie innovative per il restauro architettonico e il recupero edilizio Urban mining Accessibilità, comfort e smart automation degli ambienti abitativi pubblici Rigenerare le città, edifici efficienti ed energia pulita Tecnologie per lo sviluppo e la gestione del progetto e delle strutture Processo edilizio trasparente

Value Chain innova-CHM Innovation in Construction and Cultural Heritage Management

OS.1 Migliorare le prestazioni del patrimonio costruito

OS.2

Manutenzione per conservazione, recupero,

OS.3

Building Information Modeling (BIM)

Value Chain Green2Build

OS.4

Nuovi materiali e componenti a basso impatto

OS.5 Edifici

decarbonizzati e reti efficienti

OS.6 Resilienza degli edifici e rigenerazione urbana

Value Chain SICUCI Sicurezza delle costruzioni e delle infrastrutture

OS.7 Sicurezza del

patrimonio esistente

OS.8 Tecnologie innovative per edilizia industrializzata OS.9

Sicurezza, resilienza delle reti infrastrutturali

2.2.5 Fabbisogni formativi e competenze A livello di scuola secondaria superiore l’indirizzo primario di formazione tecnica in campo edile è rappresentato dall’indirizzo CAT (Costruzioni Ambiente Territorio), che ha sostituito il diploma di geometra. Se ne segnala una costante crisi di iscrizioni a tale indirizzo collegata in parte alla crisi che il settore edile sta attraversando, ma anche da una non chiara percezione, da parte delle famiglie, dell’identità di tale indirizzo, che è andato a sostituire il precedente diploma di geometra.

A livello di formazione post-diploma non universitaria sono presenti diversi percorsi afferenti alla Rete politecnica della Regione e facenti riferimento a standard nazionali (ITS e IFTS) e a standard regionali (Sistema regionale delle qualifiche).

Per quanto riguarda gli ITS, ad oggi le figure nazionali riconducibili al settore edilizia e costruzioni sono 3, afferenti 3 diverse aree tecnologiche:

Area 1 - Efficienza Energetica - Ambito “Processi e impianti ad elevata efficienza e risparmio energetico” - Figura nazionale

“Tecnico superiore per il risparmio energetico nell’edilizia sostenibile”

Area 4 - Made in Italy - Ambito 4.2 “Sistema Casa” - Figura nazionale “Tecnico per l’innovazione la qualità delle abitazioni”

Area 5 - Tecnologie innovative per i beni e le attività culturali - Ambito 5.2 “Beni culturali ed artistici” - Figura nazionale 5.2.1 “Tecnico superiore per la conduzione del cantiere di restauro architettonico”

Per quanto riguarda i percorsi IFTS gli standard nazionali, realizzati in Emilia-Romagna dalle scuole edili, sono i seguenti:

• Tecniche di organizzazione e gestione del cantiere edile

• Tecniche innovative per l’edilizia

• Connessioni possono poi esserci con la figura” Tecniche di monitoraggio e gestione del territorio e dell’ambiente”.

Per quanto riguarda il repertorio regionale delle qualifiche rientrante nella Rete politecnica (Formazione superiore) le qualifiche esistenti sono:

• Disegnatore edile (EQF 5)

• Tecnico della rilevazione topografica e territoriale (EQF 5)

• Tecnico di cantiere edile (EQF 5)

• Tecnico esperto nella progettazione e gestione di interventi strutturali (EQF 7)

Sul fronte della formazione universitaria il sistema Italiano per le professioni tecniche (architettura ed ingegneria) è articolato in tre cicli distinti:

• primo ciclo: corso di Laurea (triennale);

• secondo ciclo: corso di Laurea Magistrale (biennio specialistico) ed il corso di Laurea Magistrale a ciclo unico (quinquennale);

• terzo ciclo: Dottorato di Ricerca e Corso di Specializzazione Ai cambiamenti attesi dallo sviluppo degli obiettivi strategici deve necessariamente corrispondere anche un adeguamento della formazione per sviluppare nuove competenze e nuove figure professionali in grado di integrare negli edifici le soluzioni che incorporano intelligenza, proprie dell’edilizia 4.0.

In generale, i bisogni espressi riguardano una serie di specifiche che interessano tutto il mondo dell’edilizia e delle figure attualmente coinvolte, quali:

• maggiore capacità di dialogo delle figure tecniche con il sistema economico finanziario, per facilitare l’individuazione di soluzioni per acquisire fonti di finanziamento e per la gestione sostenibile dei processi;

• formazione delle Pubbliche Amministrazioni specie nel settore tecnico, per implementare le competenze necessarie per la scelta delle soluzioni più sostenibili;

sarà sempre più frequente l’esternalizzazione dei servizi tecnici; i funzionari dovranno sempre più avere la capacità di valutare le proprie esigenze e le offerte tecniche e tecnologiche proposte dal mercato;

• la digitalizzazione dei processi, trasversale ai settori indagati (dal recupero alla nuova costruzione di edifici, infrastrutture e città) spinge sull’acquisizione di competenze specifiche;

• gli istituti tecnici e di istruzione terziaria non universitaria devono aprirsi alla ricerca integrandola con la docenza, per comprenderne linguaggio e facilitare i percorsi dell’innovazione;

• l’integrazione dei saperi diventa il fulcro del processo di cambiamento, in quanto è la base per il lavoro in rete, che rappresenta la forma a cui si ispira il processo dell’innovazione avviato in regione;

• sviluppare le capacità di fare rete, anche attraverso innovazioni organizzative come il cluster;

• facilitare il rapporto tra l’utente finale e alcune figure professionali della filiera, dai progettisti ai gestori di patrimoni immobiliari, ad esempio. Queste figure di facilitatori dovrebbero supportare gli utenti finali (destinatari degli interventi, ovvero abitanti di un quartiere, condomini di un condominio, proprietari di alloggi privati, proprietari e gestori di immobili sottoposti a tutela, ecc.) nel rapporto con i vari professionisti che operano nel processo, dal progettista all’impresa, al tecnico che interviene per eseguire analisi diagnostiche, ecc. Infatti, spesso gli utenti finali vengono lasciati soli nelle scelte di natura tecnica o affiancati da figure sempre correlate all’amministratore di condominio, senza un vincolo di terziarietà rispetto alle scelte da operare;

• internazionalizzazione, specie di alcune figure: i progettisti, per esempio (architetti, ingegneri, geometri) non possono competere con mercati esteri proprio per la misura minima della loro organizzazione professionale, caratterizzata da micro realtà isolate. Per accedere a mercati esteri è necessaria una strategia di aggregazione che permetta a più professionisti di lavorare insieme. Per queste finalità il futuro sarà delle reti di professionisti e tra professionisti e imprese;

• formazione del committente: manca una cultura che formi il committente (e utente) delle opere di architettura/

ingegneria a valutare tutti gli aspetti che concorrono alla buona realizzazione;

• nuove modalità di formazione, ad esempio studiate per chi ha già un lavoro e vuole qualificarsi attraverso corsi professionalizzanti, ma ad oggi pensati come percorsi con una continuità didattica che chi lavora non può garantire; è necessario elaborare nuovi modelli di corsi che prevedano tempi in linea con la disponibilità di chi è attualmente occupato, con una forte integrazione con attività in campo e pratica.

La proposta del Clust-ER Edilizia e Costruzioni è di orientare l’offerta attualmente presente in regione verso la realizzazione di percorsi formativi strategici, in prospettiva, per tutta la filiera, proponendo nuove figure professionali altamente specializzate ma capaci di saper dialogare con tutti gli attori del sistema, nei seguenti ambiti:

• Istruzione Universitaria (1°, 2° o 3° ciclo)

• Istruzione secondaria di 2° grado

• Istruzione universitaria terziaria non accademica regionale (rete politecnica)

• Alta formazione e ricerca regionale

• Formazione continua sul lavoro (per persone occupate)

• Formazione post-laurea.

Dall’analisi svolta dal Clust-ER Edilizia e Costruzioni risulta che esistono alcuni “vuoti” formativi a cui le scuole finora stanno dando risposta ma in modo non coordinato tra i vari livelli dell’istruzione, legati ad alcune specializzazioni che nei prossimi anni richiederanno personale abilitato e competente.

Il Clust-er potrebbe facilitare gli scambi di informazioni tra imprese-ricerca-formazione per colmare eventuali lacune e avviare le soluzioni rispetto a tali esigenze.

Figure professionali di riferimento

Di seguito si riportano le considerazioni relative all’impatto dei

Di seguito si riportano le considerazioni relative all’impatto dei

Nel documento Anno 50 4 gennaio 2019 N. 4Parte seconda - N. 2 (pagine 26-33)