Ospedali prefabbricati in pochi giorni? Un lavoro da eroi
COSTRUZIONI - 1 SET. 2020 - 12 MIN. TEMPO DI LETTURA
Gli esperti dell’architettura, dell’ingegneria e delle costruzioni (AEC) hanno trasformato il loro approccio al lavoro. Fin dall’inizio, sono stati di supporto per chi era in prima linea nella risposta a questa emergenza sanitaria senza precedenti. Hanno costruito ospedali modulari e personalizzati alla velocità della luce: aiutando comunità intere in circostanze eccezionali.
Il settore delle costruzioni potrà trarre beneficio dalle esperienze accumulate nella costruzione di queste nuove strutture ospedaliere, anche per affrontare le crisi del futuro. In questo articolo, i progetti realizzati in tre paesi – Cina, Messico e Inghilterra – illustrano quali sono state le richieste di questa situazione straordinaria e come hanno reagito gli specialisti AEC.
Gli ospedali Huoshenshan e Leishenshan (Cina)
Il 23 gennaio, due giorni prima dell’inizio del nuovo anno lunare, le autorità di Wuhan hanno annunciato la chiusura dell’intera città. Erano comparsi i primi focolai mondiali del virus, con una crescita rapida di persone contagiate.
Una vista del progetto per l’ospedale Huoshenshan a Wuhan, in Cina. Per gentile concessione di CITIC ADI.
Nel pomeriggio, stava già squillando il telefono del General Institute of Architectural Design and Research del CITIC (CITIC ADI) e del China State Construction 3rd Bureau Engineering (CSCEC-3). Questi istituti hanno dovuto mettere insieme una squadra di progettisti e costruttori per un’impresa titanica. Dovevano costruire l’ospedale Huoshenshan: un edificio modulare temporaneo da 1.000 posti letto, in soli 10 giorni.
“Con la supervisione delle sedi centrali, in circa un’ora è stato riunito un gruppo di lavoro composto da più di 60 persone per il progetto dell’ospedale Huoshenshan”, dice Jiqiang Hu, direttore del Centro di ricerca per la progettazione digitale di CITIC ADI. “In mezz’ora i nostri progettisti erano già in viaggio verso il sito per una ricognizione sul campo. Eravamo tutti impazienti di poter contribuire a combattere l’epidemia”.
In genere, un edificio di queste dimensioni avrebbe richiesto sei mesi per essere progettato e anche più di tre anni per essere costruito. “È stata una corsa contro il tempo per cercare di salvare delle vite umane”, prosegue Hu. CITIC ADI ha elaborato uno schema per il livellamento del terreno in cinque ore, completato la planimetria di progetto in 24 ore e consegnato i disegni esecutivi in 60 ore.
CITIC ADI attribuisce il merito della propria velocità principalmente ai metodi di lavoro utilizzati. Uno era l’approccio progettuale “a staffetta”, con il personale impegnato su due turni in modo da avere uno sviluppo continuo del progetto. La costruzione invece è stata eseguita per fasi sovrapposte anziché consecutive. “Abbiamo compresso i tempi delle varie fasi eseguendole in parallelo od anche in ordine inverso”, prosegue Hu. “In pratica, ci siamo dedicati contemporaneamente a progettazione, costruzione, modifiche dello schema e suo adattamento”.
Anche la tecnologia è stata cruciale: il coordinatore di progetto ha usato una soluzione chat per ricevere assistenza online da tutta l’azienda. Inoltre, l’uso del BIM (Building Information Modeling) – inclusi i software Autodesk Revit e Navisworks per la modellazione digitale, Enscape per il rendering dei modelli e Civil 3D per il livellamento del terreno e la redazione delle planimetrie del sito – ha permesso ai gruppi di lavoro di visualizzare i progetti, integrare le specializzazioni e condividere i dati in tempo reale, accelerando così il lavoro.
“Immediatamente dopo il livellamento del terreno, devono iniziare le operazioni di realizzazione della platea e di trasporto dei moduli prefabbricati”, aggiunge Yewen Wu, ingegnere per il BIM di CSCEC-3. “Se queste operazioni sono fatte troppo presto provocheranno intasamenti, se troppo tardi causeranno ritardi nel cronoprogramma. Ogni fase deve essere pianificata con precisione per quanto riguarda lavoro, attrezzatura, trasporto e materiali”.
Il laboratorio Fire Eye è stato costruito in soli sei giorni, usando la tecnologia BIM per la progettazione e la costruzione virtuali. Per gentile concessione di CCCC.
Questa pianificazione ha permesso a CSCEC-3 di erigere velocemente anche un secondo ospedale temporaneo da 1.600 posti letto a Wuhan, l’ospedale Leishenshan, usando lo stesso approccio basato sulla prefabbricazione.
La progettazzione di Leishenshan è stata invece affidata al Central-South Architectural Design Institute (CSADI), che ha riunito più di 80 progettisti, di cui 40 radunati proprio il giorno del Capodanno lunare, capaci di realizzare i disegni esecutivi in tre giorni.
L’ospedale Leishenshan da 1600 posti letto è stato realizzato usando un processo progettuale dinamico e costruito in 13 giorni. Per gentile concessione della terza divisione di CSCEC-3.
“Il progetto è un edificio singolo, costruito velocemente mediante container e assemblaggio di telai in acciaio”, dice Songmin Zhang, vice architetto capo di CSADI e direttore del progetto dell’ospedale Leishenshan. “La sfida era di adattare i disegni esecutivi in tempo reale e in modo coordinato. Occorreva prendere sempre in considerazione l’impiego di personale, materiali e macchine. La maggior parte dei disegni sono stati completati da CSADI entro il termine prefissato di tre giorni, ma i progettisti avevano ancora la necessità di monitorare lo sviluppo del cantiere.
Dovevano rivedere i disegni sul posto”.
Inoltre agli ospedali Huoshenshan e Leishenshan, il BIM ha anche reso più semplice costruire rapidamente un laboratorio analisi per supportare la diagnosi a Wuhan e nei suoi dintorni. Il 29 gennaio, la CCCC Second Harbour Engineering Company è stata incaricata di costruire il laboratorio Fire Eye in soli sei giorni. La struttura gonfiabile di oltre 550 metri quadrati, una delle otto gestite dal Beijing Genomics Institute (BGI), ha richiesto complessi sistemi per il controllo della pressione dell’aria e lo scarico delle sostanze inquinanti: una vera sfida dal punto di vista costruttivo.
“Il gruppo di progettisti ha deciso di usare la tecnologia BIM per completare la progettazione e costruzione virtualmente”, dice Fuqiang Chen, vicedirettore generale di CCCC Wuhan Zhixing International Engineering Consulting. “Grazie all’aiuto del modello BIM, l’intenzione progettuale del nuovo laboratorio ha trovato pieno compimento, permettendo un’integrazione del sistema elettromeccanico ancora più completa. Il modello ha assistito il personale tecnico presente in cantiere nella comunicazione con progettisti e proprietario, risparmiando il più possibile tempo nella costruzione”.
Gli ospedali CEMEX (Messico)
A metà marzo, CEMEX, un produttore e distributore di materiali per l’edilizia messicano, ha capito che anche in Messico sarebbero occorsi più posti letto. Ma CEMEX non era coinvolta direttamente nell’edilizia ospedaliera.
“Contavamo davvero di poter fare la nostra parte”, dice Enrique Rodríguez, direttore dei progetti governativi di ingegneria e infrastrutture di CEMEX. “Tuttavia, i progetti che ci vedevano coinvolti quotidianamente (strade, dighe o impianti eolici) non erano volti direttamente a combattere la pandemia. Abbiamo sviluppato un progetto interno di moduli abitativi prefabbricati sovvenzionati, destinati ai lavoratori impiegati in luoghi remoti. Questo avrebbe potuto evolvere in un concept per ospedali prefabbricati. Visti i bisogni, quest’idea si è dimostrata veramente utile per la popolazione.”
CEMEX ha usato le tecniche di progettazione di moduli abitativi prefabbricati per sviluppare modelli di ospedali mobili. Per gentile concessione di CEMEX.
CEMEX ha eseguito un rilievo laser dei propri moduli abitativi sovvenzionati e ne ha ricreato il progetto in Revit, indirizzando l’unità operativa tecnologica interna, chiamata Construhub. Questo è diventato il punto di partenza per creare un modello di ospedale mobile, poi sviluppato in collaborazione con aziende messicane per dare maggior valore al progetto. I gruppi di lavoro hanno collaborato al progetto per ridurre al minimo le variazioni dell’ultimo minuto, fornendo anche alle istituzioni sanitarie la possibilità di camminare virtualmente all’interno del sito prima dell’avvio della costruzione.
In meno di tre settimane è stato perfezionato il modello BIM. Poi è stato possibile iniziare i lavori. I guadagni ottenuti dall’efficienza BIM hanno aiutato a velocizzare la realizzazione di sei ospedali temporanei, costruiti usando calcestruzzo antibatterico per la prefabbricazione ed installati in 15 giorni.
“Il BIM ci ha anche aiutato a non perdere di vista l’essenza del progetto: ospedali prefabbricati, durevoli, intelligenti e convenienti”, dice Rodríguez. “Questo ha rappresentato un grande sforzo per ottenere la migliore proposta progettuale e costruttiva dal gruppo di aziende interdisciplinari partecipanti. Abbiamo sempre mantenuto fluida e trasparente la comunicazione con i nostri clienti, un aspetto fondamentale per ottenere un modello funzionale, in grado di soddisfare i bisogni dello staff medico e relativi alla cura dei pazienti”.
Interno dell’ospedale CEMEX terminato. Per gentile concessione di CEMEX.
L’ospedale Nightingale (Inghilterra)
Con il lockdown, i centri congressi si sono svuotati anche nel Regno Unito. Il governo ha quindi utilizzato questi centri svuotati per supportare il servizio sanitario nazionale (NHS), creando ospedali temporanei in grado di fronteggiare l’ondata di domanda provocata dalla pandemia.
Dedicate a Florence Nightingale, la fondatrice dell’assistenza infermieristica moderna, queste strutture sono state concepite il 24 marzo, quando l’NHS ha annunciato il suo primo ospedale da campo nel centro congressi ExCeL London a Londra Est. Pochi giorni dopo, il 28 marzo, l’NHS ha selezionato Interserve Construction per sviluppare il secondo ospedale da campo Nightingale, al National Exhibition Centre (NEC) di Birmingham.
Interserve è stata una scelta intelligente, perché aveva contribuito alla costruzione del NEC ed i suoi uffici si trovavano lì vicino. “Ci è stato comunicato che l’NHS aveva bisogno di 800 posti di terapia intensiva entro due settimane”, dice Vince Kesterton, direttore del progetto. “È stato alquanto snervante, perché non esistevano progetti di questa scala consegnati in due settimane. Semplicemente non si poteva fare.”
Per riuscire a gestire questa sfida, Kesterton ha stilato una lista di tutto quello che serviva, poi ha lavorato a ritroso per determinare le risorse necessarie. “È subito apparso chiaro che sarebbero stati necessari tre turni lavorativi di otto ore, 24 ore al giorno, sette giorni a settimana. Avremmo avuto bisogno che l’intera nostra filiera lavorasse in modo coordinato”.
Kesterton ha chiesto ai subappaltatori di sospendere tutti gli altri lavori per dedicare la maggior forza possibile all’ospedale di Birmingham. Il gruppo di lavoro risultante, formato da oltre 450 dipendenti e collaboratori esterni di Interserve, più 60 Gurkha dell’esercito britannico, ha lavorato oltre 90.000 ore per costruire un ospedale temporaneo che occupava un’area equivalente a 11 campi da calcio.
Per costruire l’ospedale Nightingale dell’NHS a Birmingham, in Inghilterra, 450 dipendenti e collaboratori esterni di Interserve, oltre a 60 Gurkha dell’Esercito britannico, hanno lavorato 90.000 ore. Per gentile concessione di Interserve.
“Ovviamente, le persone avrebbero voluto adottare un orario lavorativo standard”, dice Kesterton. “Ma abbiamo dovuto essere molto esigenti con i nostri collaboratori per essere sicuri di avere tre turni produttivi lungo tutta la giornata. Ogni persona ha lavorato in media da 10 ad 11 ore al giorno, ma l’obiettivo era consegnare in tempo, visto il tipo di progetto. C’è stata molta buona volontà da parte di tutti”.
Il progetto è stato suddiviso tra cinque sale espositive, con processi ottimizzati grazie a PlanGrid, una soluzione cloud di Autodesk. PlanGrid ha aiutato a documentare l’avanzamento dei lavori e comunicare i problemi mano a mano che sorgevano. Mentre in una sala venivano posati i pavimenti, nella successiva venivano installate le pareti ed in un’altra ancora gli impianti di servizio. Non appena era rilevato un problema che avrebbe potuto influenzare l’avanzamento dei lavori, veniva scattata una fotografia poi condivisa nel cloud per trovare una soluzione.
“È stato un buon modo per velocizzare l’intero processo, anziché usare la carta”, prosegue Kesterton, aggiungendo che lavorando in questo modo è stato possibile un progresso costante senza che gli appaltatori si sovrapponessero in cantiere. Questo era essenziale per rispettare le regole di distanziamento sociale imposte dalle autorità.
“Il distanziamento sociale è stato difficile da mantenere perché spesso avevamo 400 o 500 lavoratori in cantiere contemporaneamente”, dice Kesterton, che ha nominato un responsabile della sicurezza e della salute a capo di un gruppo di “controllori”, il cui compito era rafforzare il distanziamento sociale. “Siamo stati davvero molto fortunati: nessuno di noi è risultato positivo al test del coronavirus”.
Le attività all’interno del cantiere di realizzazione dell’ospedale Nightingale sono state coordinate tra cinque sale espositive e tre turni lavorativi lungo l’intera giornata. Per gentile concessione di Interserve.
Il 16 aprile, appena due settimane dopo l’inizio dei lavori, Interserve ha consegnato 800 posti letto all’NHS, che nel frattempo aveva già commissionato una fase 2 con altri 400 posti letto, consegnati dopo due altre settimane. Fortunatamente, prosegue Kesterton, nessuno dei posti letto è mai stato usato. “È strano”, riflette, “abbiamo lavorato tutti sodo su questo progetto, ma nessuno voleva veramente che venisse usato. E, fortunatamente, è andata così”.
Lezioni da circostanze straordinarie
La pandemia è una circostanza straordinaria che ha richiesto una risposta altrettanto straordinaria. Quando il polverone si sarà finalmente abbassato, progettisti e costruttori che hanno fronteggiato l’emergenza avranno imparato molte lezioni. In risposta alle sfide future, siano esse causate da ordinarie congiunture sfavorevoli o da emergenze internazionali, si prevedono azioni più veloci ed efficienti.
Una lezione da non scordare è che la semplicità alimenta l’efficienza, prosegue Hu di CITIC ADI, che pone l’accento sull’importanza del BIM all’interno del processo. “L’uso del BIM per creare una piattaforma di condivisione delle informazioni per proprietari, aziende per la gestione, appaltatori, gruppi di costruttori e altre unità, ha reso la comunicazione più conveniente, la collaborazione più stretta e la gestione più efficace”, prosegue.
“La tecnologia ha fatto la parte della regina”, aggiunge Wu di CSCEC-3. Per CSADI, invece, la progettazione dell’ospedale Leishenshan ha evidenziato il valore del lavoro nel cloud. “Attualmente, la collaborazione da remoto è ancora poco diffuso in Cina”, spiega Zhang. “Quando sopraggiunge un’emergenza, non esiste un meccanismo di coordinamento efficiente. Questo progetto ha contribuito a rendere gradualmente più popolare il concetto di cloud, dagli uffici in remoto alle videoconferenze. Grazie a questa opportunità, CSADI si sta preparando ad allestire un meccanismo di collaborazione delle imprese private nel cloud.”
In Messico, anche CEMEX ha imparato il valore della collaborazione attraverso la tecnologia. “Il fatto che il cliente possa camminare virtualmente all’interno di un progetto per fare emergere le proprie osservazioni è semplicemente magnifico”, dice Eileen Hernández, direttore dello sviluppo di segmento e dei nuovi clienti di CEMEX. “Il cliente può essere coinvolto nel progetto fin dall’inizio, esplorando una soluzione molto vicina a quella che gli verrà effettivamente consegnata”.
Ma la tecnologia da sola non può aumentare la collaborazione: secondo Kesterton, sono anche di importanza cruciale le reti di relazioni. Kesterton attribuisce buona parte del successo dell’ospedale Nightingale dell’NHS al forte rapporto intessuto con dipendenti, collaboratori esterni e cliente. “Occorre conoscere i vari attori a livello personale”, dice. “Poi, quando arriva il momento in cui le cose si fanno difficili, queste persone risulteranno più flessibili nell’aiutarti a superare i problemi”.
Il che porta alla lezione forse più importante di tutte: quando il gruppo di lavoro agisce come una squadra, tutto diventa possibile. “L’insegnamento più grande, secondo me, è quanto si può ottenere quando si è obbligati a farlo”, prosegue Kesterton.
“Se qualcuno, pochi mesi fa, mi avesse detto che avremmo dovuto installare 1.200 posti letto di terapia intensiva in un periodo di tre o quattro settimane e con una spesa di 30 milioni di sterline, gli avrei risposto che era una cosa impossibile. Ma quando raggiungi effettivamente quel livello di rendimento e produzione, ti rendi conto dei risultati che si possono ottenere quando tutti remano insieme e verso lo stesso obiettivo”.