Blockchain e filiera delle costruzioni

Dal BIM all’applicazione della Blockchain in filiera

Il Building Information Modeling (BIM), come già detto da altri autori in questo blog, ha cambiato in modo radicale il workflow della filiera delle costruzioni.
I professionisti coinvolti nella progettazione, realizzazione e gestione dell’opera collaborano in modo più efficiente e rapido, potendo aggiornare la committenza in tempo reale sullo stato di avanzamento dei lavori.
Questa filiera appare ora più solida e controllata, potendo evitare, grazie a tutta una serie di verifiche e controlli, errori che nel precedente metodo tradizionale portavano inevitabilmente a sforare budget e tempi di consegna previsti. 

È un cambiamento che porterà secondo un recente report del McKinsey Global Institute ¹ a investire a livello mondiale 57 trilioni di dollari in infrastrutture entro il 2030 per stare al passo con la crescita del PIL globale. Questo è un enorme incentivo per gli attori del settore delle costruzioni a identificare soluzioni per trasformare la produttività e la consegna dei progetti attraverso nuove tecnologie e pratiche migliorate.

In questo rapporto vengono considerate differenti tecnologie in cui il settore può trasformarsi nei prossimi anni. Si prevede che la blockchain genererà 3,1 trilioni di dollari di nuovo valore aziendale in tutto il mondo entro il 2030, la metà entro il 2025 con applicazioni progettate per il miglioramento operativo, secondo Gartner.

Prima della pandemia, il settore delle costruzioni risulta debolmente digitalizzato in tutte le aree:

• Risorse
  
• Utilizzo
  
• Lavoro
  

Possibili fattori in grado di cambiare la rotta:

• Aumento degli investimenti nella tecnologia per le costruzioni.
  
• Calo del costo delle tecnologie.
  
• Formazione di un ecosistema tecnologico per le costruzioni.
  

Quanto affermato non impedisce di trovare spazi per l’introduzione della Blockchain nella filiera, come abbiamo avuto modo di dimostrare in questi anni con le attività di InnovationChain ², startup nata proprio con l’obiettivo di inserire la Blockchain nel workflow BIM.

Conferma a quanto detto la possiamo individuare nel rapporto ARUP ³ che vede l’introduzione della Blockchain nel BIM con una tempistica media, e con una serie di passaggi di implementazione.

Settori afferenti al BIM, Smart Cities e IoT, prevedono una introduzione della Blockchain in tempi più rapidi. Fungeranno da “early adopter” e verranno osservati attentamente dai principali attori della filiera delle costruzioni.

A conferma di quanto dice ARUP,  troviamo un altro importante protagonista della filiera, GARTNER che afferma nel suo recente report “The Gartner Blockchain Spectrum” ⁴ come l’approccio Blockchain avrà carattere progressivo e inclusivo.

La panoramica dei principali attori nella realizzazione di opere della filiera costruzioni non può esimersi dal considerare anche SKANSKA ⁵.
In questo caso ci troviamo di fronte ad un approccio più prudente, in un ambito che si sta affermando anche in altri Paesi, ovvero il Real Estate ed in particolare il mercato immobiliare ⁶. L’applicazione è stata resa possibile grazie ad una serie di passaggi legislativi che negli ultimi anni, a partire dal 2019, hanno portato il mercato della compravendita immobiliare verso il digitale.

Come è possibile leggere nei report citati, il mercato globale Blockchain nel 2030 avrà un valore di 1.431,54 miliardi di dollari (Grand View Research ⁷), con una crescita annuale media (CAGR) dell’85,9%. PWC ⁸ invece afferma che il valore della tecnologia sarà ancora maggiore (1,76 trilioni di dollari) e Gartner ⁹ prevede un valore ben più alto (3,1 trilioni di dollari).

Ovviamente bisogna riconsiderare in prospettiva le previsioni se andiamo a considerare il mercato italiano. I dati più recenti ci indicano come stenti a decollare, le imprese italiane investono in modo costante (30mln nel 2019, 23mln nel 2020 e 28mln nel 2021) ¹⁰, gli ambiti più gettonati si confermano essere il “Finance” (51%) seguito dalla PA (15%) e dall’”Agrifood” (11%) e dalle utility (10%).

Dal 2020 è in crescita il numero di startup create al fine di produrre Proof Of Concepts (POC) specifici.

 In questo contesto nasce anche InnovationChain ¹¹, startup innovativa che ha tra i suoi obiettivi proprio l’integrazione della Blockchain nella filiera BIM.    

Analizziamo ora come poter affrontare e risolvere le principali criticità emerse.             

Criticità attuali all’introduzione della Blockchain nella filiera delle costruzioni

La diffusione della tecnologia Blockchain nella filiera delle costruzioni trova al momento una serie di criticità che richiedono lo sviluppo di soluzioni per poterla introdurre correttamente. Tra le principali problematiche citiamo:

1. Complessità dell’Industria: il settore delle costruzioni è noto per la sua complessità e la sua catena di approvvigionamento intricata. Implementare la Blockchain richiede la cooperazione di molte parti interessate, tra cui progettisti, imprese edili, fornitori di componenti e materiali e, nel caso di lavori pubblici, autorità governative. La coordinazione tra queste parti può essere una sfida indubbiamente impegnativa e complessa.
   
   
2. Resistenza al Cambiamento: l’industria delle costruzioni è notoriamente tradizionalista e resistente al cambiamento. Molte imprese preferiscono continuare a utilizzare processi consolidati e tradizionali, il che può rendere difficile l’adozione di nuove tecnologie come la Blockchain.
   
   
3. Regolamentazione e Normative: le molteplici regolamentazioni e normative locali possono complicare l’adozione della Blockchain a livello globale.
   È necessario affrontare le sfide normative e garantire la conformità con le leggi locali.
   
   
4. Investimenti e risorse: l’implementazione della Blockchain richiede investimenti iniziali, tempo e competenze tecniche. Molte imprese potrebbero essere riluttanti a impegnare tali risorse senza una chiara comprensione dei benefici. Sebbene la Blockchain offra potenzialmente vantaggi in termini di efficienza e trasparenza, può comportare costi iniziali, come lo sviluppo di piattaforme personalizzate o l’integrazione con sistemi esistenti. Questi costi possono scoraggiare alcune imprese.
   
   
5. Novità concettuale e tecnologica: la Blockchain è una tecnologia relativamente nuova, e molte parti interessate dell’industria delle costruzioni potrebbero non avere una comprensione approfondita di come funziona e di come può essere applicata in modo efficace.
   
   

Nonostante le criticità citate, ci sono esempi di progetti pilota e iniziative che stanno introducendo la Blockchain nella filiera delle costruzioni ¹².
Questi progetti stanno esplorando come la Blockchain può migliorare la trasparenza, la tracciabilità dei materiali, la gestione dei documenti e la condivisione delle informazioni all’interno dell’industria. Con il tempo, l’educazione, l’evoluzione delle normative e la dimostrazione dei benefici pratici, sono convinto che potremmo vedere una maggiore adozione della Blockchain nell’industria delle costruzioni.

Motivi legali e di sicurezza

Come evidenziato, nel flusso BIM possono esistere delle “zone d’ombra” che portano a contenziosi. Negli ultimi anni si sono sviluppate delle specializzazioni in ambito legale dedicate proprio al BIM ¹³. 

Il flusso BIM definito dalle principali norme internazionali, come abbiamo detto, è un ottimo approccio ad una progettazione, realizzazione e gestione dell’opera, ma può avere dei momenti nei quali una maggior definizione di univocità dei dati, così come di rapida attivazione di procedure possono aiutare a migliorarlo.
Se osserviamo l’utilizzo dell’ Ambiente di Condivisione Dati (ACDat), possiamo applicare vantaggiosamente la Blockchain nei momenti più significativi.
A quali passaggi facciamo riferimento? Per esempio, nel momento in cui cambia lo status di un modello BIM pubblicato (da “condiviso” a “pubblicato), potendo notarizzare il dato e rendendolo quindi “unico”.
Allo stesso modo può risultare importante notarizzare verifiche importanti multidisciplinarie sui modelli, momenti nei quali il BIM Coordinator del progetto verifica i modelli BIM secondo diversi criteri (geometrici, normativi, classificativi, …). 

Gestione digitale del progetto

Così come si può capire dalla lettura delle principali norme di riferimento sull’argomento (UNI EN ISO 19650 ¹⁴, UNI EN 11337 ¹⁵ e UNI EN 17412 ¹⁶), le fasi di progettazione permettono un continuo controllo dei contenuti e della corretta interoperabilità delle informazioni grafiche e non grafiche presenti nei modelli e l’utilizzo di ACDat permette questa gestione in maniera efficiente.
La presenza di strumenti di verifica e controllo, ovvero i cosiddetti software di model & code checking (tra questi possiamo citare per esempio Solibri ¹⁷), può aiutare i BIM Coordinator ad accedere alle informazioni condivise e pubblicate nel cloud, permettendo loro di inviare segnalazioni relative ad eventuali errori o incongruenze geometriche o normative ai responsabili, per poter avviare una correzione degli stessi.
Da quanto abbiamo avuto modo di vedere, ambiti privilegiati per l’applicazione della Blockchain nel flusso BIM posso essere:

1. Gestione dei dati e delle modifiche: seguendo le indicazioni delle principali norme internazionali dedicate al BIM, la Blockchain può essere utilizzata per registrare tutte le principali modifiche al modello in modo sicuro e immutabile, consentendo a tutte le parti autorizzate di vedere la cronologia delle modifiche e garantendo la coerenza dei dati.
   
   
2. Condivisione e accesso alle informazioni: la Blockchain può creare un registro condiviso e sicuro delle informazioni, consentendo a tutte le parti (architetti, ingegneri, appaltatori e proprietari) di accedere alle informazioni necessarie in modo efficiente e trasparente.
   
   
3. Fiducia nei dati: la Blockchain offre una prova crittografica delle informazioni immutabili e può garantire l’integrità dei dati BIM. Ciò è particolarmente importante quando si tratta di questioni legali o di responsabilità, poiché le informazioni immutabili possono servire come prova affidabile.
   
   
4. Pagamenti e contratti: la Blockchain grazie agli Smart Contracts ¹⁸ può garantire che i pagamenti vengano effettuati solo quando determinate condizioni vengono soddisfatte.
   
   
   
5. Protezione dei dati sensibili: si può utilizzare la Blockchain per proteggere i dati sensibili nell’ambito del BIM, soprattutto quando si tratta di soluzioni ibride o private, consentendo alle parti di condividere solo le informazioni pertinenti con chi ne ha bisogno.
   
   
6. Archiviazione e condivisione di documenti: la Blockchain può essere utilizzata per archiviare in modo sicuro e condividere i documenti importanti, come contratti, certificati e permessi.
   
   

In sintesi, l’uso della Blockchain nel contesto del BIM può contribuire a risolvere alcune delle sfide chiave, migliorando la gestione dei dati, la trasparenza, la sicurezza e la collaborazione nel settore delle costruzioni. Tuttavia, è importante notare che la Blockchain non è una soluzione universale e richiede una pianificazione e un’implementazione oculata per massimizzare i benefici.

Cantiere e fase esecutiva dell’opera

La fase esecutiva dell’opera (quella definita comunemente di cantiere) può ricevere non pochi benefici da un corretto uso e applicazione della Blockchain, migliorando l’efficienza, la trasparenza e la sicurezza dei processi costruttivi. Ecco alcuni dei principali vantaggi dell’implementazione della Blockchain in un cantiere edile:

1. Tracciabilità dei materiali: per garantire standard relativi alla sostenibilità della costruzione, la Blockchain può essere utilizzata per registrare l’origine e il percorso dei materiali da costruzione utilizzati nel cantiere. Ciò consente di verificare la provenienza dei materiali, garantendo la loro qualità e conformità alle normative.
   
   
2. Utilizzo delle risorse: La Blockchain può aiutare a tracciare l’uso delle risorse durante la costruzione e contribuire a ridurre gli sprechi e ottimizzare la gestione delle risorse in ambito di cantiere. I sensori IoT possono monitorare i livelli di inventario in tempo reale e, quando i materiali raggiungono determinati livelli minimi, possono generare automaticamente ordini di riapprovvigionamento.
   
   
3. Documentazione e condivisione delle informazioni: come già detto per la parte progettuale, anche nella fase esecutiva dell’opera è fondamentale poter notarizzare documenti importanti come permessi, disegni, certificati di conformità e contratti. Tutte le parti coinvolte nel progetto possono accedere alle informazioni pertinenti in modo sicuro e trasparente.
   
   
4. Pagamenti e contratti intelligenti: i pagamenti tra le diverse parti coinvolte nel cantiere edile possono essere automatizzati e garantiti attraverso un uso adeguato degli Smart Contract,  riducendo il rischio di controversie e ritardi nei pagamenti.
   
   
5. Sicurezza e controllo degli accessi: la Blockchain può essere utilizzata per garantire un accesso controllato alle risorse nel cantiere. Solo le parti autorizzate in possesso di assicurazioni e permessi validi possono accedere a determinati documenti o attrezzature, migliorando la sicurezza.
   
   
6. Sostenibilità ambientale: la Blockchain può essere utilizzata per tenere traccia dell’impatto ambientale del cantiere edile, inclusi i dati relativi al consumo energetico e alle emissioni di carbonio. Il monitoraggio tramite IoT permette di verificare periodicamente il comportamento energetico del cantiere e di poter intervenire tempestivamente per ridurre l’impatto ambientale complessivo.
   

Conclusioni

Da quanto analizzato in questo nostro primo appuntamento, abbiamo visto come nella gestione digitale del progetto esistano momenti nei quali la possibilità di inserire notarizzazioni e/o Smart Contract, permetta di aggiungere sicurezza e velocità altrimenti non ottenibili in maniera tradizionale o attraverso le procedure presenti nella progettazione BIM.

Si possono così colmare quelle “zone d’ombra” che lasciano spazio a controversie tra i progettisti ed i costruttori anche in tempi recenti. È innegabile che la Blockchain sia una tecnologia in grado di offrire l’univocità dei dati notarizzati attraverso il suo sistema di registrazione distribuita e immutabile.

In generale, la Blockchain offre un sistema altamente affidabile e univoco per la notarizzazione dei dati, garantendo che questi dati siano intatti, autentici e rintracciabili nel tempo. Queste caratteristiche rendono la tecnologia Blockchain molto attraente per una varietà di ambiti in cui la registrazione e la verifica dei dati sono essenziali. Dopo la fase della gestione digitale del progetto e dell’esecuzione dell’opera nella filiera delle costruzioni, affronteremo prossimamente le fasi dedicate alla gestione dell’asset nelle sue varie accezioni.

1 https://www.mckinsey.com/capabilities/operations/our-insights/imagining-constructions-digital-future#/

2 https://www.innovationchain.it/ Il progetto di impresa di InnovationChain prevede di realizzare delle piattaforme digitali BIM-Blockchain, integrate con “Common Data Environment” o “ACDat” (pubblici e di mercato) per supportare l’evoluzione dei processi di filiera “Build & Construction” verso modelli ad elevato grado di automazione e “notarizzazione” dei workflow, allo scopo di aumentarne la produttività e garantirne l’integrità.

3 https://www.arup.com/perspectives/publications/research/section/blockchain-technology

4 https://www.gartner.com/en/information-technology/insights/blockchain

5 https://group.skanska.com/

6 https://group.skanska.com/media/articles/new-listing-digital-home-buying-powered-by-blockchain/

7 https://www.grandviewresearch.com/

8 https://www.pwc.com/gx/en.html

9 https://www.gartner.com/en

10 Fonte “Osservatorio Blockchain e Distributed Ledger della School of Management del Politecnico di Milano”

11 https://www.innovationchain.it/

12 Con la startup InnovationChain abbiamo sviluppato una POC a livello TRL4 di sviluppo, incntrata proprio sull’introduzione della Blockchain nella fase di gestione digitale del progetto. Per maggiori dettagli si veda il paper accademico al seguente link https://www.innovationchain.it/2022/03/making-through-bim-blockchain-based-applications/ 

13 www.innovationchain.it/2022/11/la-blockchain-e-il-legal-bim-intervista-agli-avv-ti-andrea-versolato-e-cristian-barutta/

14 https://store.uni.com/uni-en-iso-19650-1-2019

15 https://store.uni.com/uni-11337-1-2017

16 https://store.uni.com/uni-en-17412-1-2021

17 https://www.harpaceas.it/solibri

18 “Gli Smart Contract sono programmi per elaboratori che operano su tecnologie basate su registri distribuiti e la cui esecuzione vincola automaticamente due o più parti sulla base di effetti predefiniti dalle stesse”. Questa è la definizione giuridica data dall’articolo 8-Ter della Legge n. 12 – 11 febbraio 2019 (Tecnologie basate su registri distribuiti e Smart Contract)