CARES | CArdboard RElocatable School unit. Digitalizzazione di prodotto-processo BIM-based per la progettazione integrata e la produzione smart di pannelli prefabbricati in cartone per la realizzazione di infrastrutture scolastiche di emergenza.

La ricerca CARES indaga il tema della digitalizzazione di prodotto e di processo nell’ambito della produzione industrializzata di componenti costruttivi prefabbricati in cartone ondulato, inquadrando la proposta nel contesto applicativo della realizzazione di manufatti scolastici temporanei. La ricerca ha sviluppato, in collaborazione con il marchio Archicart® dell’azienda AREA S.r.l. (Catania) che produce la tecnologia PACOTECTM Stre-wall, un percorso di industrializzazione nella produzione dei pannelli prefabbricati, definendo un nuovo modello di processo che fa propri i principi dell’Industria 4.0 per efficientare e razionalizzare il processo edilizio. La proposta è stata sviluppata assumendo come test-bed il contesto della realizzazione di interventi di edilizia scolastica emergenziale, ovvero manufatti temporanei per la gestione di condizioni ad elevata transitorietà come il post-disastro o l’attuale crisi sanitaria. Il modello di processo è stato sviluppato a partire dall’integrazione dei principi della digitalizzazione e automazione nella progettazione e produzione off-site dei pannelli in cartone, adottando un approccio file-to-factory e lean alla gestione del processo edilizio. La fase propositiva ha previsto la digitalizzazione del sistema edilizio (pannelli prefabbricati ed elementi di completamento) attraverso la modellazione parametrica con un software di Building Information Modeling (BIM), estendendo l’applicazione dello strumento dalla sola gestione degli aspetti architettonico-costruttivi a quelli di fabbricazione e gestione della produzione. L’utilizzo degli strumenti proposti è stato testato nella prototipazione digitale dell’unità scolastica CARES, un modello innovativo di infrastruttura per l’educazione reversibile, riciclabile, customizzabile e adattabile al contesto di utilizzo. I risultati ottenuti consentono di osservare una ottimizzazione delle risorse utilizzate per la produzione dei componenti dell’unità scolastica (pannelli prefabbricati in cartone), riducendo il consumo di materiale e la produzione di rifiuti, indirizzando gli obiettivi di transizione ecologica e circolare di cui sono destinatarie le aziende del comparto AEC. CARES research investigates the theme of product and process digitalization within the industrialized production of corrugated cardboard prefabricated building components, focusing the proposal in the applicative context of the realization of temporary school buildings. The research has developed, in collaboration with the Archicart® brand of the company AREA S.r.l. (Catania) that produces the technology PACOTECTM Stre-wall, an industrialization process for the off-site manufacturing of cardboard panels. The output is a new process model that embraces the principles of Industry 4.0 to improve efficiency and rationalize the building process. The proposal has been developed assuming the realization of emergency school buildings as a test-bed, i.e. temporary structures for transitional conditions such as post-disaster or the current sanitary crisis. The process model has been developed starting from the integration of the principles of digitalization and automation in design and off-site production of cardboard panels, adopting a file-to-factory and lean approach to manage the building process. The proposal consistes of the digitization of the building system (prefabricated panels and completion components) through parametric modeling with Building Information Modeling (BIM) software. The application of the BIM tool has been extended from architectural and constructional management to manufacturing operations and organization. The use of the proposed tools has been tested in the digital prototyping of CARES school unit, an innovative model of education infrastructure that is reversible, recyclable, customizable, and adaptable to different contexts. The results show an optimization of the resources used for the production of the components of the school unit (prefabricated cardboard panels), reduced material consumption, and waste production. The research proposal allows addressing the European and national objectives of ecological and circular transition directed to the AEC sector.