TITLE OF THE MASTER THESIS: Linea tranviaria SIR2 di Padova – Gestione di tempi, costi e varianti
TITLE OF THE MASTER: Project Management in Construction Works with BIM
AUTHOR: Ing. Anastasija Gosevska TUTOR: ing. Giovanni Franchi
Il panorama contemporaneo delle grandi opere infrastrutturali è intrinsecamente connotato da un elevato grado di complessità, che si manifesta in sfide significative inerenti alla gestione e al rispetto rigoroso di tempi e costi di progetto. Iniziative volte allo sviluppo della mobilità urbana, come la realizzazione di nuove linee tranviarie, sono di cruciale importanza per il progresso sostenibile, eppure si confrontano con un’ampia gamma di variabili imprevedibili. Queste possono includere condizioni geologiche inattese, interferenze con infrastrutture esistenti, l’emergere di nuove normative o la necessità di adattamenti progettuali in corso d’opera. In un simile conteso dinamico, l’adozione di metodologie di Project Management avanzate e supportate da tecnologie innovative diviene non solo opportuna, ma essenziale per assicurare l’efficienza, la trasparenza e il successo complessivo delle iniziative.
La presente tesi si inserisce precisamente in questo scenario, focalizzando la sua analisi sull’applicazione del Building Information Modeling (BIM) ai processi del Project Management relativi al progetto della linea tranviaria SIR2 di Padova. Ques’opera, di rilevanza strategica per il miglioramento della mobilità e la qualità della vita urbana, ha beneficiato di finanziamenti significativi nell’ambito del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) e dei fondi europei Next Generation EU. Tale contesto sottolinea non solo il valore infrastrutturale del progetto, ma anche il suo ruolo come catalizzatore per la ripresa economica e l’accelerazione della transizione digitale nel settore delle costruzioni. Con l’affermazione del BIM quale requisito obbligatorio per gli appalti pubblici di determinata entità, la comprensione delle sue applicazioni pratiche e dei benefici concreti che può apportare diventa una priorità assoluta per l’intero comparto.
L’obiettivo primario di questo studio è esplorare e dimostrare in modo critico l’efficacia dell’applicazione degli strumenti e delle metodologie BIM nell’ambito del Project Maagement per opere infrastrutturali complesse come la linea SIR2. Si intende evidenziare come l’integrazione del BIM possa configurarsi come un approccio predittivo e di controllo robusto, capace di ottimizzare la gestione integrata di tempi e costi, superando le criticità e le limitazioni tipiche degli approcci tradizionali. Un ulteriore, ma non meno importante, obiettivo è illustrare il potenziale trasformativo del modello BIM nel migliorare significativamente i processi di analisi e valutazione delle varianti in corso d’opera. Attraverso la capacità di condurre simulazioni in tempo reale, si vuole dimostrare come il BIM possa supportare un processo decisionale più rapido, informato e basato su dati oggettivi, quantificando con precisione gli impatti delle modifiche su cronoprogramma e budget. L’analisi condotta si è concentrata specificatamente sul Lotto Ovest del progetto SIR2, adottando una prospettiva pragmatica e dettagliata, tipica dell’impresa esecutrice.
La metodologia di ricerca adottata si è imperniata sull’utilizzo del software Synchro 4d Pro, una piattaforma avanzata che consente l’aggregazione, l’elaborazione e l’analisi integrata di dati temporali e economici in congiunzione con il modello BIM. Le fasi procedurali chiave hanno incluso: il caricamento rigoroso dei dati relativi al cronoprogramma di progetto e al computo metrico estimativo all’interno del software; l’instaurazione di un collegamento biunivoco tra questi dati e il modello BIM, associando in modo preciso le attività pianificate agli elementi
costruttivi, creando così un modello 4D (tempo) e 5D (costo) dinamico; e l’esecuzione di controlli sistematici e simulazioni avanzate per valutare l’andamento dei tempi, affinare le previsioni di costo e analizzare in profondità l’impatto delle varianti, consentendo una visualizzazione dinamica e predittiva dell’evoluzione del progetto. A integrazione di questa analisi, è stata applicata e approfondita l’Earned Value Analysis (EVA). Questa metodologia consolidata ha permesso di monitorare le prestazioni del progetto e di misurare gli scostamenti tra il valore pianificato, il valore realizzato e i costi effettivi, fornendo indicatori chiave quali il Cost Variance (CV), lo Schedule Variance (SV), il Cost Performance Index (CPI) e lo Schedule Performance Index (SPI), tutti essenziali per un monitoraggio continuo e per un approccio decisionale pro attivo.
Nell’ambito del Project Management, in particolare per opere di vasta scala e complessità intrinseca, il ruolo del Project Manager è cruciale nel bilanciare costantemente e con saggezza i tre vincoli fondamentali: ambito (scope), costo (cost) e tempo (time). Il BIM si inserisce in questo quadro non solo come uno strumento tecnologico, ma come un autentico abilitatore di processi, elevando la qualità del Project Management. Il suo valore trascende la mera modellazione geometrica; il BIM si configura come un ambiente informativo integrato che centralizza tutti i dati cruciali del progetto, migliorando significativamente la collaborazione tra i diversi team e fornendo una visione olistica e coerente dell’intero ciclo di vita dell’opera. Le avanzate capacità di simulazione 4D (temporale) e 5D (economica) offerte dal BIM sono state essenziali per anticipare e valutare gli impatti delle modifiche e delle varianti in corso d’opera. Questo è stato particolarmente evidente nell’analisi di varianti significative affrontate nel caso studio del SIR2, come quelle relative ai pali del Deposito di Rubano, alla Stabilizzazione a calce dei Capolinea e alla bonifica bellica. Nonostante il progetto SIR2 non fosse stato interamente concepito e sviluppato in un ambiente BIM sin dalle sue fasi iniziali, la simulazione basata sulle logiche BIM ha permesso di comprendere a fondo come l’integrazione di nuove lavorazioni e modifiche influenzi il cronoprogramma complessivo e come si possano gestire in modo efficace gli scostamenti economici, fornendo un modello di analisi estremamente valido per progetti simili.
In conclusione, il presente lavoro di tesi rafforza inequivocabilmente l’argomento che l’integrazione del Building Information Modeling nei processi di Project Management è un fattore imprescindibile per il successo e la sostenibilità delle grandi opere infrastrutturali contemporanee. L’approccio BIM, grazie alla sua capacità intriseca di integrare informazioni geometriche, temporali ed economiche in un unico ecosistema digitale, offre un’alternativa decisamente superiore rispetto alle metodologie tradizionali, che spesso si rivelano frammentate, reattive e meno efficienti. I risultati ottenuti dall’analisi del caso studio del progetto SIR2 dimostrano in modo tangibile come l’applicazione delle logiche e degli strumenti BIM, anche in situazioni complesse e con progetti già avviati, consenta una gestione più informata, proattiva e basata su dati oggettivi. La possibilità di visualizzare dinamicamente l’avanzamento dei lavori (BIM 4D) e di integrare i dati economici per un controllo constante e rigoroso del budget (BIM 5D), unita alla potenza analitica dell’Earned Value Analysis, contribuisce in modo determinante a una maggiore prevedibilità e a un controllo più stringente sull’andamento complessivo del progetto, in particolare alla gestione proattiva e strategica dell’impatto delle varianti. In definitiva, il BIM si configura non solo come una tecnologia, ma come un paradigma fondamentale per l’ingegneria e la costruzione del futuro, capace di ottimizzare risorse e processi, di ridurre i rischi operativi e finanziari e di migliorare radicalmente la collaborazione tra tutti gli attori coinvolti.
FOR THE INTERNATIONAL STUDENT
The contemporary landscape of major infrastructure works is intrinsically characterized by a high degree of complexity, which manifests itself in significant challenges inherent to the management and strict adherence to project times and costs. Initiatives to develop urban mobility, such as the construction of new tram lines, are crucial for sustainable progress, yet face a wide range of unpredictable variables. These may include unexpected geological conditions, interference with existing infrastructure, the emergence of new regulations or the need for ongoing design adaptations. In such a dynamic contest, the adoption of advanced Project Management methodologies supported by innovative technologies becomes not only appropriate but essential to ensure the efficiency, transparency and overall success of initiatives.
The present thesis is inserted precisely in this scenario, focusing its analysis on the application of Building Information Modeling (BIM) to the processes of the Project Management related to the project of the tramway line SIR2 of Padua. This work, of strategic importance for the improvement of mobility and quality of urban life, has benefited from significant funding under the Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) and the European funds Next Generation EU. This context underlines not only the infrastructure value of the project, but also its role as a catalyst for economic recovery and acceleration of the digital transition in the construction sector. With the establishment of BIM as a mandatory requirement for large public contracts, understanding its practical applications and the concrete benefits it can bring becomes an absolute priority for the whole sector.
The primary objective of this study is to critically explore and demonstrate the effectiveness of the application of BIM tools and methodologies within the framework of Project Maagement for complex infrastructure works such as the SIR2 line. It is intended to highlight how the integration of BIM can be configured as a robust predictive and control approach, able to optimize the integrated management of time and costs, overcoming the criticalities and limitations typical of traditional approaches. Another, but not less important, objective is to illustrate the transformational potential of the BIM model in significantly improving the processes of analysis and evaluation of ongoing variants. Through the ability to conduct real-time simulations, you want to demonstrate how BIM can support a faster, informed and objective data-based decision-making process by accurately quantifying the impacts of changes on timing and budget. The analysis carried out focused specifically on the West Lot of the SIR2 project, adopting a pragmatic and detailed perspective typical of the executing construction company.
The research methodology adopted focused on the use of the software Synchro 4D Pro, an advanced platform that allows the aggregation, processing and integrated analysis of time and economic data in conjunction with the BIM model. The key procedural steps included: the rigorous loading of the project timeline data and the estimated metric count into the software; establishing a two-way link between these data and the BIM model; precisely associating planned tasks with constructive elements, thus creating a dynamic 4D (time) and 5D (cost) model; and performing systematic checks and advanced simulations to assess the trend of times, Fine-tune the cost forecasts and analyse in depth the impact of the variants, allowing a dynamic and predictive view of the evolution of the project. To complement this analysis, the Earned Value Analysis (EVA) was applied and deepened. This well-established methodology has made it possible to monitor project performance and measure deviations between planned value, realised value and actual costs by providing key indicators such as Cost Variance (CV),
Schedule Variance (SV), Cost Performance Index (CPI) and the Schedule Performance Index (SPI), all essential for continuous monitoring and proactive decision-making.
In the context of Project Management, especially for works of large scale and intrinsic complexity, the role of the Project Manager is crucial to balance constantly and wisely the three fundamental constraints: scope, cost and time. BIM fits into this framework not only as a technological tool, but as an authentic enabler of processes, elevating the quality of Project Management. Its value transcends mere geometric modelling; BIM is configured as an integrated information environment that centralizes all the crucial data of the project, significantly improving collaboration between the teams and providing a holistic and coherent view of the entire life cycle of the work. The advanced 4D (time) and 5D (economic) simulation capabilities offered by BIM have been essential to anticipate and assess the impacts of changes and variations in progress. This was particularly evident in the analysis of significant variants addressed in the SIR2 case study, such as those related to the poles of the Rubano Deposit, the lime stabilization of the Terminus and the war reclamation. Although the SIR2 project was not fully conceived and developed in a BIM environment from its initial stages, the simulation based on BIM logic has made it possible to understand in depth how the integration of new processes and changes affects the overall time schedule and how economic deviations can be effectively managed, providing a highly valid model of analysis for similar projects.
In conclusion, this thesis unequivocally reinforces the argument that the integration of Building Information Modeling into Project Management processes is an essential factor for the success and sustainability of large contemporary infrastructure works. The BIM approach, thanks to its intrepid ability to integrate geometric, temporal and economic information into a single digital ecosystem, offers an alternative that is far superior to traditional methodologies, which are often fragmented, reactive and less efficient. The results obtained from the case study analysis of the SIR2 project demonstrate tangibly how the application of BIM logic and tools, even in complex situations and with projects already underway, allows a more informed, proactive management based on objective data. The ability to dynamically display the progress of works (BIM 4D) and integrate economic data for a constant and rigorous budget control (BIM 5D), combined with the analytical power of Earned Value Analysis, contributes decisively to greater predictability and tighter control over the overall progress of the project, in particular to the proactive and strategic management of the impact of variants. Ultimately, BIM is configured not only as a technology, but as a fundamental paradigm for the engineering and construction of the future, capable of optimizing resources and processes, to reduce operational and financial risks and radically improve collaboration between all the actors involved.