Le infrastrutture americane stanno invecchiando, con 1 ponte su 3 che deve essere riparato o sostituito e 7% classificati come strutturalmente carenti. Il Paese si trova ad affrontare un deficit di investimenti di $2,6 trilioni in questo decennio, con il rischio di perdere $10 trilioni di PIL entro il 2039. La sola congestione del traffico è costata all'economia $87 miliardi nel 2018. Nonostante ciò, gli Stati Uniti spendono solo 0,5% del PIL per le infrastrutture di trasporto, molto meno di nazioni come la Cina (4,8%) o il Giappone (1,1%).
Un approccio più intelligente e basato sul rischio agli investimenti infrastrutturali può affrontare queste sfide. Ecco come:
- Centralizzare i dati sulle risorse: Costruire un inventario completo con strumenti come il Inventario nazionale dei ponti (NBI) e raccogliere i dati sulle condizioni.
- Valutare i rischi: Definire le priorità in base alle condizioni strutturali, agli impatti climatici e ai vincoli finanziari.
- Utilizzare la prioritizzazione multi-criteri: Classificare i progetti in base al rischio di fallimento, ai costi del ciclo di vita e all'impatto sulla sicurezza.
- Simulare scenari: Testare le strategie di finanziamento per ottimizzare le riparazioni, le sostituzioni e i costi a lungo termine.
- Allineamento agli standard: Sviluppare piani basati sui dati che soddisfino ISO 55001 e i requisiti federali.
Questo approccio garantisce un'allocazione efficace dei fondi, estendendo la durata di vita degli asset e riducendo i rischi e perseguendo al contempo obiettivi a lungo termine come la riduzione delle emissioni di anidride carbonica. Strumenti come Oxand Simeo™ aiutano le agenzie a prendere decisioni basate sui dati, riducendo i costi di manutenzione fino a 25% e migliorando l'affidabilità delle infrastrutture. Le decisioni prese oggi influenzeranno le strade, i ponti e le gallerie della nazione per i decenni a venire.
Quadro di investimento infrastrutturale in 5 fasi basato sul rischio
Prospettiva basata sul rischio nella gestione degli asset infrastrutturali
Fase 1: Creare un sistema di inventario e valutazione delle risorse
Non si può gestire efficacemente ciò che non si misura. Per prendere decisioni intelligenti su investimenti e rischi, è necessario avere una chiara comprensione dei beni posseduti e delle loro condizioni attuali. Questo inizia con la creazione di un registro centralizzato degli asset e la raccolta di dati affidabili sulle condizioni.
Impostazione di un registro centralizzato dei beni
Un registro centralizzato è la fonte di riferimento per ogni ponte, galleria e segmento stradale della rete. Dovrebbe includere informazioni dettagliate sia a livello di asset che di inventario, e fungere da base per la pianificazione strategica e la spesa.
Per standardizzare la raccolta dei dati, si possono utilizzare framework come il Inventario nazionale dei ponti (NBI) e Inventario nazionale delle gallerie (NTI) sono inestimabili. L'NBI, ad esempio, tiene traccia di circa 143.139 ponti e 125.000 canalizzazioni che si estendono per più di 6 metri. [2][3]. Questi sistemi facilitano il confronto degli asset, l'identificazione di modelli e l'esecuzione di analisi significative.
"La gestione dei ponti è una disciplina fondamentale che si concentra sull'assunzione di decisioni informate ed efficaci in merito al funzionamento, alla manutenzione, alla conservazione, alla sostituzione e al miglioramento dei ponti all'interno di un inventario di ponti". - Amministrazione federale delle autostrade [3]
Utilizzando un database strutturato, come Inventario Oxand Simeo, garantisce registrazioni accurate e aggiornate degli asset. Questi strumenti aiutano a creare una chiara gerarchia degli asset, ad acquisire i dati sulle condizioni a livello di componente e a mantenere tutti sulla stessa pagina. Gli strumenti mobili come Simeo GO consentono anche di effettuare ispezioni guidate offline del sito, sincronizzando i dati quando si torna online.
Questa base consente di valutare strategie alternative, condurre analisi dei costi-benefici e dare priorità ai progetti in base a rischi, sicurezza e ritorno sull'investimento. [3]. Senza di essa, si fanno supposizioni istruttive. Con essa, si pianifica con sicurezza.
Una volta che il registro è pronto, il passo successivo è quello di misurare le condizioni degli asset per guidare investimenti intelligenti e proattivi.
Raccogliere i dati sulle condizioni per prendere decisioni migliori
Mentre i dati dell'inventario indicano quali sono i beni in vostro possesso, i dati sulle condizioni evidenziano quali richiedono un'attenzione immediata. Valutazioni accurate delle condizioni sono fondamentali per indirizzare i fondi dove sono più necessari.
Per le strade, è possibile valutare la qualità della guida usando il parametro Indice di rugosità internazionale (IRI), insieme a problemi fisici come fessurazioni, scanalature e faglie. [4]. Per i ponti, concentrarsi sia sulle valutazioni a livello di componenti (impalcato, sovrastruttura, sottostruttura e culverts) sia sui dati a livello di elementi, come indicato nel documento "Il ponte". Manuale AASHTO per l'ispezione degli elementi dei ponti [2][4].
Ecco come funzionano queste classificazioni: Le pavimentazioni con un IRI inferiore a 95 pollici per miglio sono considerate buone, mentre quelle superiori a 170 sono scarse. Per i ponti, una valutazione del componente pari o superiore a 7 (su una scala da 0 a 9) è buona, mentre 4 o inferiore è scadente. [4]. Nel 2015, solo 47,3% di ponti statunitensi erano classificati come buoni, mentre 8,3% erano classificati come cattivi. Nel sistema autostradale nazionale, in particolare, 3,7% di ponti erano in cattive condizioni. [4].
Questi dati confluiscono in modelli predittivi che aiutano a pianificare il futuro. Utilizzando strumenti come Processi decisionali Markov e le probabilità di transizione, questi modelli tengono conto di fattori come il clima, i volumi di traffico e i cicli di gelo e disgelo. [2]. Grazie a queste informazioni, è possibile prevedere quando è necessario sostituire l'impalcato di un ponte o quando un segmento di strada potrebbe passare da condizioni "discrete" a "cattive". In questo modo, è possibile pianificare in modo più efficace il budget e la manutenzione.
"Il processo decisionale per la gestione dei ponti dipende in larga misura da dati pertinenti e di qualità e da metodologie e strumenti per l'analisi di tali dati su un inventario di ponti". - Amministrazione federale delle autostrade [3]
Sistemi come il Sistema di monitoraggio delle prestazioni autostradali (HPMS) per i dati sulla pavimentazione e il Sistema nazionale di analisi degli investimenti in ponti (NBIAS) per i ponti può centralizzare i record delle vostre condizioni [2][4]. Quando i dati dell'ispezione sono incompleti, l'NBIAS usa Modelli di sintesi, quantità e condizione (SQC) per prevedere le condizioni sulla base dei dati NBI esistenti [2]. In questo modo si garantisce che la pianificazione rimanga in linea, anche in presenza di lacune nei dati.
Per sfruttare al meglio le valutazioni delle condizioni, standardizzate le ispezioni e valutate metriche come i chilometri di corsia o l'area del ponte per riflettere l'impatto effettivo. Inoltre, organizzate l'inventario in base a fattori ambientali per capire meglio come variano le condizioni. [2][4]. Questo approccio trasforma i dati grezzi in informazioni utili, aprendo la strada a decisioni di spesa più intelligenti.
Fase 2: identificare e valutare i rischi principali
Una volta tracciato l'inventario delle risorse, il passo successivo consiste nell'individuare e valutare i rischi che potrebbero minacciare la strategia di investimento. Questi rischi possono includere cambiamenti politici, limitazioni di budget o eventi meteorologici estremi. Identificarli per tempo vi permette di elaborare strategie in grado di resistere alle sfide e di sostenere le vostre richieste di finanziamento con dati solidi. Questo processo pone le basi per una pianificazione degli investimenti resiliente e mirata.
Le valutazioni del rischio si concentrano generalmente su tre aree principali: cambiamenti politici e normativi che potrebbero alterare i requisiti di conformità, vincoli finanziari che potrebbero limitare la vostra capacità di spesa e fattori ambientali o operativi che accelerano l'usura degli asset.
Rischi politici e normativi
I cambiamenti nelle politiche e nei regolamenti possono avere un forte impatto sulla pianificazione delle infrastrutture. Ad esempio, il passaggio dagli elementi comunemente riconosciuti AASHTO a SNBIBE ha richiesto un adeguamento delle priorità di investimento. I nuovi mandati federali richiedono ora dati sugli elementi strutturali per tutti i ponti del sistema autostradale nazionale, aggiungendo un ulteriore livello di complessità. L'incertezza legislativa e la necessità di coordinare le agenzie statali, federali e tribali complicano ulteriormente la pianificazione a lungo termine.
Per affrontare queste sfide, gli strumenti di supporto alle decisioni possono aiutare a modellare i compromessi tra finanziamenti e prestazioni. La Federal Highway Administration evidenzia questo approccio:
"Il National Bridge Investment Analysis System (NBIAS) è stato sviluppato per valutare le esigenze di investimento nei ponti a livello nazionale e il compromesso tra finanziamenti e prestazioni". - Amministrazione federale delle autostrade [2]
Rischi finanziari e di finanziamento
I limiti di budget sono spesso l'ostacolo più immediato per i progetti infrastrutturali. Strumenti come l'NBIAS possono quantificare la relazione tra i livelli di finanziamento e le prestazioni della rete. Ad esempio, nel 2015, solo il 43,0% della superficie dei ponti del sistema autostradale nazionale è stato classificato in buone condizioni, mentre il 5,5% è rientrato nella categoria scarsa - un chiaro segno di sottofinanziamento cronico. [4].
Le eccedenze di costo possono far deragliare anche i piani meglio congegnati, per cui è essenziale adeguare i costi unitari all'inflazione e applicare fattori di costo specifici per lo Stato. Molti pianificatori stanno adottando strategie di "State of Good Repair", che danno priorità agli investimenti tempestivi per mantenere le condizioni sostenibili degli asset e ridurre le spese di manutenzione a lungo termine. La simulazione di scenari di bilancio può aiutare a determinare quando la sostituzione di un bene è più conveniente della sua continua conservazione. Vale la pena notare che la manutenzione preventiva è molto meno costosa di una riabilitazione importante. [4].
Rischi climatici e operativi
I fattori ambientali svolgono un ruolo significativo nel deterioramento degli asset. I metodi moderni incorporano ora i dati climatici regionali per prevedere con maggiore precisione l'usura e il deterioramento. [2].
David Y. Yang da Università statale di Portland sottolinea l'importanza di questo approccio:
"L'obiettivo primario della ricerca è quello di ottenere una gestione degli asset di trasporto basata sul rischio, che si basi su (a) una valutazione oggettiva e coerente del rischio e (b) un'efficace prioritizzazione e ottimizzazione delle strategie di intervento". - David Y. Yang, Università statale di Portland [1]
I problemi operativi, come l'insufficiente spazio verticale o l'inadeguata capacità di carico, richiedono soluzioni proprie. Per risolvere questi problemi è necessario soppesare il costo dei miglioramenti necessari rispetto ai potenziali costi di deviazione del traffico. I miglioramenti funzionali spesso si concentrano su fattori come la larghezza delle corsie e delle spalle, i coefficienti di carico e le distanze di sicurezza. L'inventario nazionale dei ponti, ad esempio, comprende circa 125.000 canalizzazioni, che necessitano di un'analisi specifica a causa della loro struttura particolare. L'utilizzo di tassi di deterioramento specifici per il clima e la considerazione della crescita del traffico, sia essa costante o esponenziale, aiutano a evitare di sottostimare le future esigenze di manutenzione. Queste conoscenze sono fondamentali per passare alla definizione delle priorità di investimento basate sul rischio nelle prossime fasi di pianificazione.
Fase 3: Definire le priorità degli investimenti utilizzando quadri di riferimento multi-criterio
Dopo aver valutato i rischi, il passo successivo consiste nel perfezionare le decisioni di investimento utilizzando un quadro multicriteriale. Una volta quantificati i rischi, è possibile classificare i progetti infrastrutturali valutando le varie priorità, come la sicurezza, i costi, la durata a lungo termine e i livelli di servizio. Questo approccio strutturato assicura che i compromessi siano chiari e che le decisioni siano ben supportate.
L'obiettivo è quello di allontanarsi da scelte soggettive e creare un sistema di priorità che bilanci probabilità di fallimento, conseguenza del fallimento, e costi del ciclo di vita allineandosi agli obiettivi più ampi dell'organizzazione. Concentratevi innanzitutto sulle attività ad alto rischio e ad alto impatto, considerando anche la conformità normativa e la sostenibilità finanziaria a lungo termine.
Bilanciare il rischio, i costi del ciclo di vita e i livelli di servizio
Partendo dall'analisi del rischio precedente, è possibile assegnare un punteggio alla vulnerabilità di ogni asset utilizzando un quadro coerente adattato alla prioritizzazione multi-criteri. Molte agenzie utilizzano una scala da 1 a 5 per classificare sia la vulnerabilità che la vulnerabilità. probabilità di fallimento (in base a fattori quali le condizioni strutturali, l'età e la storia della manutenzione) e la conseguenza del fallimento (come i costi di riparazione, le interruzioni del servizio e i danni ambientali) [6]. Moltiplicando questi punteggi si ottiene una valutazione del rischio per identificare gli asset che rappresentano la minaccia maggiore per le prestazioni del sistema.
I costi del ciclo di vita aggiungono un altro livello critico a questa analisi. Questi costi valutano se nel lungo periodo sia più conveniente la manutenzione continua o la sostituzione completa. Ad esempio, strumenti come NBIAS utilizzano modelli di ottimizzazione per confrontare i livelli di finanziamento con oltre 200 misure di performance. [2]. Questo aiuta a determinare quando la sostituzione di un ponte invecchiato è più conveniente rispetto al proseguimento delle riparazioni. Anche l'ubicazione gioca un ruolo importante: i beni in prossimità di attraversamenti critici come corsi d'acqua, ferrovie o aree urbane densamente popolate hanno spesso la precedenza, data la loro importanza per la connettività della rete e la sicurezza pubblica.
Un esempio recente di questo approccio è dato dalla collaborazione tra la Portland State University e l'Università di Portland. Dipartimento dei Trasporti dell'Oregon (ODOT) e la Federal Highway Administration (FHWA). Nel luglio 2024, hanno completato un progetto volto a creare un quadro per la gestione basata sul rischio di ponti e gallerie. Guidato da David Y. Yang e Arash Khosravifar, lo studio ha sviluppato metodi per valutare i rischi sia a livello di agenzia che di rete, aiutando a stabilire le priorità degli interventi per le infrastrutture in deterioramento. [1].
I livelli di servizio affinano ulteriormente la definizione delle priorità. Gli standard per i miglioramenti funzionali - come la larghezza della corsia, la larghezza della spalla, i coefficienti di carico e le distanze verticali - dovrebbero guidare le decisioni. Ad esempio, il quadro NBIAS dell'Amministrazione Federale delle Autostrade calcola i "costi di utilizzo", come l'impatto economico della deviazione degli autocarri a causa delle limitazioni di peso. Queste metriche evidenziano gli effetti tangibili della manutenzione differita, aiutando a giustificare i finanziamenti mostrando come gli investimenti riducano sia le spese dell'agenzia che i disagi del pubblico. [2].
| Categoria di criteri | Fattori chiave da valutare |
|---|---|
| Probabilità di fallimento | Stato della struttura, età, storia della manutenzione, tipo di materiale, capacità idraulica |
| Conseguenza del fallimento | Costi di riparazione, impatto sugli utenti critici (ospedali/scuole), effetti sull'ambiente, costi legali |
| Criticità operativa | Dimensioni dell'area di servizio, vicinanza a incroci chiave (ferrovie, vie d'acqua) |
Incorporare gli obiettivi di carbonio e sostenibilità
Le considerazioni ambientali sono sempre più importanti nella definizione delle priorità degli investimenti. Il Legge bipartisan sulle infrastrutture (BIL), in vigore dal 1° ottobre 2021, richiede che i dipartimenti statali dei trasporti tengano conto delle condizioni meteorologiche estreme e della resilienza quando conducono analisi dei costi e dei rischi del ciclo di vita. [5]. L'integrazione dei rischi climatici e degli obiettivi di riduzione delle emissioni di anidride carbonica nel vostro quadro di riferimento integra le strategie di prioritizzazione dei rischi descritte in precedenza.
"I DOT statali sono tenuti a considerare le condizioni meteorologiche estreme e la resilienza come parte delle analisi dei costi del ciclo di vita e della gestione del rischio all'interno di un TAMP statale". - Amministrazione federale delle autostrade [5]
Oltre alle metriche di sicurezza e affidabilità, stabilite obiettivi ambientali, come la riduzione delle emissioni di carbonio dalle attività di manutenzione o l'estensione della durata di vita degli asset per ridurre l'impronta di carbonio complessiva delle sostituzioni e delle nuove costruzioni. [7]. Gli strumenti di modellazione di scenari possono aiutare a visualizzare l'impatto di diversi livelli di finanziamento sulle prestazioni della rete e sui risultati ambientali, rendendo più facile bilanciare i vincoli di bilancio immediati con gli obiettivi a lungo termine.
I regolamenti federali (23 CFR part 667) impongono ora valutazioni periodiche delle strutture che hanno affrontato ripetute riparazioni o ricostruzioni a causa di emergenze. [5]. La struttura deve tenere conto di proiezioni climatiche - tra cui gli sbalzi di temperatura, le variazioni delle precipitazioni e i modelli meteorologici estremi, per garantire che le risorse rimangano funzionali in condizioni in continua evoluzione. Dando priorità ai progetti in base al loro impatto ambientale e alla loro resilienza ai futuri rischi climatici, potete allineare la vostra strategia di investimento sia ai requisiti normativi che agli obiettivi di sostenibilità.
Fase 4: Esecuzione di simulazioni e ottimizzazioni dello scenario
Dopo aver completato le valutazioni del rischio multi-criterio, il passo successivo è quello di perfezionare la strategia di allocazione del budget attraverso simulazioni di scenari. Dopo aver valutato e classificato i vostri asset utilizzando questi quadri di riferimento, è il momento di valutare come i diversi livelli di finanziamento e le diverse strategie si comporteranno nel tempo. La modellazione di scenari vi aiuta ad analizzare gli effetti a lungo termine di varie allocazioni di budget sulle prestazioni della rete, sull'esposizione ai rischi e sulle emissioni di carbonio. Confrontando gli scenari uno accanto all'altro, è possibile individuare la strategia più in linea con i propri obiettivi e vincoli.
Ox e Simeo impiega modelli probabilistici e algoritmi di ottimizzazione per simulare l'invecchiamento degli asset in base a diverse strategie di manutenzione. Ad esempio, è possibile testare approcci come "Minimizzare i costi di MR&R", che si concentra sull'evitare guasti catastrofici ma può portare a un graduale declino delle prestazioni della rete, o "Stato di buona riparazione", che dà priorità a significativi investimenti iniziali per portare gli asset in buone condizioni e poi li mantiene con spese minori e continue. Queste simulazioni forniscono una solida base per valutare le filosofie di manutenzione e le strategie di finanziamento.
Ottimizzazione di CAPEX e OPEX attraverso gli scenari
Una domanda chiave da affrontare è: È opportuno continuare a riparare un bene o è più conveniente sostituirlo completamente? Utilizzate strumenti di simulazione per valutare i costi di manutenzione continua (OPEX) rispetto ai costi di sostituzione completa (CAPEX) per determinare il miglior approccio a lungo termine. Questo metodo consente di evitare di investire eccessivamente in beni obsoleti o di sostituirli prematuramente.
Anche i vincoli di bilancio possono essere modellati in vari modi, come la fissazione di budget annuali fissi, la definizione di tassi di crescita del budget o la richiesta di un rapporto minimo benefici-costi (BCR) per raggiungere gli obiettivi di performance. Ad esempio, lo scenario ’Improve Conditions and Performance" della Federal Highway Administration (FHWA) dimostra che un aumento degli investimenti annuali può ridurre significativamente il numero di asset in cattive condizioni. [2].
Quando si eseguono queste simulazioni, bisogna considerare fattori specifici del clima, come i tassi di deterioramento. Strumenti come l'NBIAS tengono conto delle diverse probabilità di deterioramento in nove zone climatiche distinte, riconoscendo che gli asset in ambienti più rigidi, come le zone costiere o di gelo-disgelo, si degradano più rapidamente di quelli in climi più miti. [2]. Questi input garantiscono che gli scenari siano basati su condizioni reali e non su ipotesi generiche.
Confrontare i rischi e gli impatti delle emissioni di carbonio tra i vari scenari
Il costo è solo un pezzo del puzzle. È altrettanto importante valutare come ogni scenario influisca sui profili di rischio e sulle emissioni di carbonio. Per esempio, confrontare i compromessi tra i costi dell'agenzia, come le spese di riparazione e sostituzione, e i costi degli utenti, come quelli sostenuti quando i veicoli commerciali sono costretti a deviare intorno a ponti con limitazioni di peso o quando i conducenti devono affrontare il deterioramento della pavimentazione. [2]. In alcuni casi, la manutenzione differita può portare a rischi maggiori e ad un aumento delle emissioni di anidride carbonica a causa di distanze di viaggio più lunghe e di un maggiore consumo di carburante. Come osserva l'FHWA, la necessità di innalzare un ponte può diventare evidente se "il flusso di costi scontati in eccesso per deviare i veicoli commerciali intorno al ponte supera il costo del miglioramento del ponte"." [2].
"La strategia dello Stato di Buona Riparazione, sebbene sia la più aggressiva, genera risultati più coerenti con le pratiche dell'agenzia e con le recenti tendenze delle condizioni dei ponti rispetto alle altre tre strategie valutate". - Amministrazione federale delle strade [2]
Le simulazioni consentono anche di esplorare l'impatto delle diverse strategie di manutenzione sugli obiettivi di sostenibilità. Ad esempio, l'approccio "State of Good Repair" richiede un CAPEX iniziale più elevato, ma si traduce in migliori condizioni a lungo termine, costi di agenzia ridotti e una minore impronta di carbonio, riducendo al minimo le riparazioni di emergenza e le sostituzioni premature. [2]. Analizzando gli scenari in termini di riduzione del rischio, costi del ciclo di vita e risparmio di carbonio, è possibile identificare un percorso di investimento che trovi il giusto equilibrio tra limiti finanziari, resilienza a lungo termine e responsabilità ambientale.
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Fase 5: Sviluppo ISO 55001-Piani di investimento allineati
Una volta completate le simulazioni, è il momento di formalizzare i risultati in un piano di investimento conforme agli standard ISO 55001. Negli Stati Uniti, Piani di gestione delle risorse di trasporto (TAMP) forniscono il quadro fondamentale per questo tipo di documentazione. Questi piani richiedono ai Dipartimenti dei Trasporti (DOT) di includere analisi dei costi del ciclo di vita e dei rischi. Dal 1° ottobre 2021, i requisiti federali previsti dalla legge bipartisan sulle infrastrutture (BIL § 11105) richiedono che i TAMP affrontino esplicitamente le condizioni meteorologiche estreme e la resilienza. [5].
Il vostro piano d'investimento deve collegare le decisioni a valutazioni oggettive del rischio, a obiettivi di performance e a obiettivi a lungo termine. Ciò significa che non solo cosa che si intende investire, ma anche perché tali decisioni sono state prese, come sono in linea con gli obiettivi strategici e cosa sono stati presi in considerazione i compromessi. In sostanza, questa fase trasforma i risultati delle simulazioni e delle valutazioni dei rischi in strategie attuabili.
Generare documentazione pronta per le verifiche
Iniziate assicurandovi che la raccolta e il reporting dei dati siano conformi a metodi standardizzati. Ad esempio, la transizione al sistema Manuale AASHTO per l'ispezione degli elementi dei ponti garantisce che i dati sulle condizioni seguano specifiche uniformi, il che è fondamentale per la trasparenza tra le agenzie e la conformità agli standard federali [2]. Strumenti come NBIAS abbinato a Modelli SQC può quindi collegare i dati delle ispezioni direttamente alle esigenze di investimento [2].
La vostra documentazione deve includere output visivi che mostrino chiaramente come il finanziamento influisca sui risultati delle prestazioni. Ad esempio, NBIAS può valutare come i diversi livelli di finanziamento influiscano su oltre 200 misure di performance. [2]. Queste visualizzazioni sono particolarmente utili per creare fiducia negli stakeholder. Possono dimostrare, ad esempio, come uno specifico scenario di bilancio influisca sulla percentuale di superfici dei ponti classificate come buone o cattive, sul numero di ponti strutturalmente carenti e sull'esposizione complessiva al rischio della rete.
Inoltre, includere giustificazioni dettagliate per i miglioramenti funzionali. Se si sta valutando l'opportunità di innalzare un ponte per migliorare il passaggio verticale, documentare i costi in eccesso associati alla deviazione dei veicoli intorno al ponte per supportare la decisione di investimento. [2]. Questo livello di trasparenza assicura che i revisori, i legislatori e il pubblico possano comprendere le motivazioni economiche e di sicurezza alla base di ogni progetto.
Acquisendo queste informazioni in modo approfondito, la documentazione si allineerà naturalmente agli obiettivi strategici più ampi dell'organizzazione.
Allineare i piani agli obiettivi a lungo termine
Per mantenere un approccio basato sul rischio, collegare le decisioni di investimento attuali agli obiettivi a lungo termine dell'organizzazione. Un piano di investimenti ISO 55001 dovrebbe integrare priorità più ampie come la sostenibilità, la conformità e l'ottimizzazione del ciclo di vita. Per esempio, nel luglio 2024, il Dipartimento dei Trasporti dell'Oregon, in collaborazione con l'Università Statale di Portland, ha stabilito un quadro di riferimento per la gestione degli asset di ponti e gallerie che enfatizza le valutazioni oggettive dei rischi e le valutazioni a livello di rete. [1]. In questo modo si garantisce che le priorità di investimento rispondano sia alle esigenze immediate che alla resilienza a lungo termine.
Al momento di finalizzare il piano, confrontate le varie strategie di investimento per evidenziarne l'impatto a lungo termine. L'approccio "State of Good Repair", ad esempio, comporta costi iniziali più elevati, ma garantisce una migliore salute degli asset a lungo termine e si allinea più efficacemente agli obiettivi di sostenibilità. [2]. Come spiega la Federal Highway Administration:
"La strategia dello Stato di Buona Riparazione, sebbene sia la più aggressiva, genera risultati più coerenti con le pratiche dell'agenzia e con le recenti tendenze delle condizioni dei ponti"." [2].
Non dimenticate di incorporare la modellazione adattata al clima nel vostro piano. Specificate i tassi di deterioramento per ogni elemento del ponte, adattandoli alle zone climatiche. Ad esempio, l'NBIAS utilizza una modellazione probabilistica in nove zone climatiche per tenere conto dei fattori ambientali che influenzano la longevità degli asset. [2]. Questo livello di dettaglio assicura che il vostro piano sia fondato su intuizioni pratiche e basate sui dati e che sia in grado di resistere all'esame di revisori, autorità di regolamentazione e stakeholder che si aspettano decisioni ben supportate.
Esempi di casi: Privilegiare gli investimenti in ponti, gallerie e strade
Esempi provenienti da tutti gli Stati Uniti evidenziano come le strategie di investimento basate sul rischio possano trasformare la gestione delle infrastrutture.
Il modello di sostituzione della Carolina del Nord basato sui dati mostra un approccio trasparente alla definizione delle priorità delle infrastrutture. Il Dipartimento dei Trasporti della Carolina del Nord (NCDOT) ha collaborato con i ricercatori Matthew J. Whelan e Tara L. Cavalline dell'Istituto di ricerca per l'ambiente (NCDOT). Università della Carolina del Nord a Charlotte per migliorare il suo Indice di priorità di sostituzione (PRI). Utilizzando la regressione logistica binaria, hanno sviluppato un modello per prevedere quali ponti avevano maggiori probabilità di essere sostituiti. Questo metodo non solo ha garantito un'equilibrata definizione delle priorità, ma ha anche ridotto significativamente il numero di ponti erroneamente segnalati per la sostituzione. [8]. Il risultato? Un sistema che ha reso le decisioni di investimento più difendibili e allineate alle esigenze reali.
Anche altri Stati hanno adottato schemi innovativi per la definizione delle priorità. Il quadro di rischio a livello di rete dell'Oregon è un ottimo esempio di ottimizzazione dell'allocazione delle risorse in presenza di budget limitati. Nel luglio 2024, l'Oregon Department of Transportation (ODOT) ha collaborato con i ricercatori della Portland State University David Y. Yang e Arash Khosravifar per creare un quadro di gestione basato sul rischio per ponti e gallerie. Questo quadro ha introdotto un modo oggettivo di valutare i rischi per il deterioramento degli asset, valutando al contempo i rischi per gli utenti in tutta la rete. Applicando questa metodologia, l'ODOT ha potuto valutare in modo coerente i rischi in tutto il suo inventario e concentrarsi sugli interventi che hanno garantito la massima riduzione del rischio a fronte del denaro speso. [1].
A livello federale, modellazione dei miglioramenti funzionali evidenzia come l'analisi dei costi-benefici supporti decisioni complesse. L'Amministrazione Federale delle Autostrade (FHWA) ha incorporato un modello di miglioramento dei ponti dal Dipartimento dei Trasporti della Florida nel National Bridge Investment Analysis System (NBIAS). Ciò ha permesso al NBIAS di perfezionare l'analisi degli aggiornamenti funzionali, come l'aumento della luce verticale di un ponte. Il modello ha valutato i costi di costruzione rispetto all'impatto economico del dirottamento dei veicoli commerciali a causa delle strutture a bassa luce. Confrontando questi fattori, il sistema ha fornito una giustificazione chiara e basata sui dati per i miglioramenti funzionali. [2].
Da questi esempi emerge un tema comune: il processo decisionale soggettivo lascia il posto a processi trasparenti e basati sui dati. Queste strategie collegano le valutazioni delle condizioni, le valutazioni dei rischi e le considerazioni economiche, assicurando che gli investimenti rispondano alle esigenze più urgenti. Che si tratti della gestione di inventari di ponti a livello statale o di reti di gallerie regionali, questi approcci dimostrano come l'utilizzo di prove oggettive possa migliorare l'affidabilità, ridurre i rischi e sfruttare al meglio le risorse limitate. Ogni dollaro speso viene calcolato attentamente per massimizzare l'impatto, garantendo infrastrutture più sicure ed efficienti.
Aggiungere sostenibilità e decarbonizzazione agli investimenti infrastrutturali
Incorporare la decarbonizzazione nelle strategie di investimento nelle infrastrutture non è solo una mossa intelligente: è essenziale per garantire che gli asset rimangano efficienti e allineati con gli obiettivi a lungo termine, come le emissioni nette a zero.
Il tempo stringe per i proprietari di infrastrutture. Si consideri che ponti e gallerie, che spesso durano più di 50 anni, probabilmente subiranno un solo ciclo di sostituzione prima del 2050. [9]. Ciò significa che ogni sostituzione deve supportare gli obiettivi di zero netto. In caso contrario, si rischia di creare asset incagliati, ovvero investimenti che potrebbero diventare obsoleti prima della fine del loro ciclo di vita. Allineare questi progetti agli obiettivi di decarbonizzazione salvaguarda sia l'ambiente che il futuro finanziario di questi investimenti.
Il trasporto è uno dei principali responsabili delle emissioni, con un'incidenza pari a 28% delle emissioni dirette di gas serra negli Stati Uniti. [9]. Questo rende le decisioni sulle infrastrutture particolarmente impattanti. Ma ecco la sfida: gli aggiornamenti incrementali che riducono leggermente le emissioni potrebbero in realtà bloccare tecnologie obsolete e a più alte emissioni. Come il Accademie Nazionali di Scienze, Ingegneria e Medicina lo dice:
"Le politiche che producono riduzioni incrementali delle emissioni senza facilitare la trasformazione possono portare a un blocco tecnologico e a vicoli ciechi per le emissioni che rendono irraggiungibile una decarbonizzazione profonda entro la metà del secolo"." [9].
Non si tratta solo di ridurre le emissioni, ma di farlo in modo da trasformare i sistemi. Gli sforzi di mitigazione e adattamento spesso vanno di pari passo. Infatti, oltre la metà dei progetti di adattamento al clima, come l'impermeabilizzazione delle strade o il miglioramento della ventilazione dei tunnel, portano anche a riduzioni a lungo termine dei gas serra. [10]. L'inclusione delle proiezioni di riduzione delle emissioni di CO₂ nelle analisi costi-benefici può rafforzare le ragioni di questi investimenti, rendendo più facile giustificare gli obiettivi incentrati sul clima.
Anche le scelte dei materiali e del design giocano un ruolo fondamentale. Ad esempio, la scelta del legno trattato al posto del cemento tradizionale può ridurre l'impronta di carbonio di un progetto, migliorando al contempo la resistenza alle inondazioni. [10]. Per le strade, che di solito durano 20-40 anni, l'integrazione di caratteristiche come le stazioni di ricarica per i veicoli elettrici e i rivestimenti termoriflettenti non solo favorisce la decarbonizzazione, ma aumenta anche l'efficienza operativa. Come il Istituto Mondiale delle Risorse punti salienti:
"Contabilizzare pienamente i benefici di mitigazione dei progetti di adattamento può aiutare a cristallizzare la loro relazione e a indirizzare i finanziamenti verso progetti che raggiungono entrambi i risultati"." [10].
Queste scelte non solo riducono le emissioni, ma rendono gli investimenti più resilienti e a prova di futuro.
Agire subito è fondamentale, soprattutto quando si tratta di infrastrutture abilitanti. Ad esempio, la costruzione di linee di trasmissione ad alta tensione per collegare le fonti di energia rinnovabile alle reti di trasporto può richiedere 8-10 anni solo per le autorizzazioni. [9]. I ritardi in questi progetti potrebbero costringere a ricorrere a soluzioni provvisorie a più alto contenuto di carbonio. Allineando le sostituzioni più importanti agli obiettivi di zero emissioni al 2050, i proprietari delle infrastrutture possono evitare di incagliare gli asset e garantire una gestione strategica del rischio.
Conclusione: La vostra tabella di marcia basata sul rischio per gli investimenti infrastrutturali
La gestione di infrastrutture come ponti, gallerie e strade non deve essere un'impresa ardua. Con un piano strutturato, è possibile assumere il controllo e prendere decisioni più intelligenti e a lungo termine. Il quadro di riferimento di questa guida, articolato in cinque fasi, prevede un approccio pratico: creazione di un inventario centralizzato degli asset, valutazione dei rischi principali, definizione delle priorità degli investimenti con metodi multicriteriali, simulazioni di scenari e allineamento dei piani agli standard ISO 55001.
I vantaggi di questo approccio di pianificazione proattivo e basato sul rischio sono innegabili. Passare da una manutenzione reattiva a una strategia incentrata sui rischi e sulle esigenze a lungo termine può ridurre significativamente i costi e prevenire il costante declino causato dalle soluzioni a breve termine.
Grazie agli strumenti basati sui dati, questo cambiamento è più che mai realizzabile. Piattaforme come Oxand Simeo™ trasformano i dati grezzi degli asset in piani di investimento pluriennali e attuabili. Questi strumenti aiutano a decidere in cosa investire, quando farlo e come rispettare il budget, il tutto rispettando gli obiettivi di riduzione del consumo energetico e delle emissioni di carbonio. Grazie a modelli di invecchiamento e protocolli di manutenzione proprietari, queste piattaforme consentono di valutare con precisione i rischi e di stabilire priorità più intelligenti. Spesso le organizzazioni vedono diminuire i costi di manutenzione di 10-25%, prolungando la durata di vita degli asset e raggiungendo gli obiettivi di sostenibilità.
Le decisioni prese oggi condizioneranno le infrastrutture per decenni. Ponti e gallerie possono durare più di 50 anni, mentre le strade devono essere sostituite ogni 20-40 anni. Incorporando gli obiettivi di sostenibilità, utilizzando dati dettagliati sulle condizioni ed esplorando diversi scenari, si possono evitare gli incagli e garantire che gli investimenti superino la prova del tempo.
Il percorso è tracciato e gli strumenti sono pronti. Adottando queste strategie, potrete assicurarvi un'infrastruttura resiliente e sostenibile per il futuro.
Domande frequenti
Come può una strategia di investimento basata sul rischio contribuire a migliorare la gestione di ponti, gallerie e strade?
Una strategia di investimento basata sul rischio consente ai gestori delle infrastrutture di prendere decisioni informate, concentrandosi sulla probabilità di guasto degli asset e sulle loro potenziali conseguenze. Valutando e classificando ponti, gallerie e strade in base a rischi misurabili, i manager possono dare priorità alle riparazioni essenziali e allocare i budget in modo più efficiente. In questo modo si garantisce che gli asset ad alto rischio vengano affrontati per primi, evitando spese inutili su strutture considerate a basso rischio.
Questo metodo non solo migliora la sicurezza e le prestazioni del sistema, ma contribuisce anche a prolungare la durata di vita delle infrastrutture. Ad esempio, adeguare i programmi di ispezione al livello di rischio consente di utilizzare meglio le risorse, riducendo i costi senza compromettere la sicurezza. L'integrazione delle valutazioni del rischio nella pianificazione è inoltre in linea con le linee guida federali e contribuisce alla costruzione di una rete infrastrutturale più resiliente, meglio attrezzata per affrontare sfide come condizioni meteorologiche estreme o l'aumento del traffico.
In che modo i rischi climatici e operativi influenzano la pianificazione degli investimenti infrastrutturali?
I rischi climatici e operativi sono fattori chiave che influenzano le decisioni sugli investimenti infrastrutturali. Rischi climatici - come l'aumento delle temperature, le precipitazioni intense, le inondazioni e la maggiore frequenza di fenomeni meteorologici estremi, possono accelerare l'usura di strutture critiche come ponti, gallerie e strade. Per affrontare questi problemi, i pianificatori valutano il modo in cui questi rischi influenzano le risorse vitali e indirizzano gli investimenti verso progetti che aumentano la durata, migliorano la sicurezza e prolungano la vita delle infrastrutture.
Rischi operativi - come i danni causati dal traffico pesante, i ritardi nella manutenzione, i programmi di ispezione e l'affidabilità dei sistemi di monitoraggio, sono altrettanto cruciali. I programmi di ispezione basati sul rischio aiutano le agenzie ad allocare le risorse in modo più efficace, concentrandosi sulle strutture che presentano i rischi più elevati. Questo approccio garantisce riparazioni tempestive e riduce le possibilità di guasti improvvisi. Combinando i dati sui rischi climatici e operativi, i gestori delle infrastrutture possono prendere decisioni più intelligenti ed efficienti in termini di costi, affrontando i problemi immediati e pianificando il futuro.
Come possono le simulazioni di scenario migliorare le decisioni di investimento per i progetti infrastrutturali?
Le simulazioni di scenario consentono ai gestori di infrastrutture di fare scelte di investimento più intelligenti, esplorando una serie di scenari "what-if" prima di impegnare le risorse. Utilizzando dati come le condizioni degli asset, i tassi di deterioramento e le analisi costi-benefici, questi strumenti generano strategie multiple adatte a diversi budget, piani di manutenzione o aggiornamenti di resilienza. Ciò aiuta i responsabili delle decisioni a soppesare risultati come il miglioramento della sicurezza, la riduzione dei ritardi di viaggio o l'aumento della durata di vita degli asset, consentendo loro di scegliere il percorso più efficace da seguire.
Queste simulazioni tengono conto anche di incertezze come la crescita del traffico, gli effetti del clima o la fluttuazione dei costi di costruzione. In questo modo si garantisce una approccio basato sul rischio per dare priorità a beni cruciali come ponti, gallerie e strade principali. Allo stesso tempo, offrono una chiara comprensione dell'impatto dei limiti di bilancio sui risultati, guidando le agenzie ad allocare i fondi in modo da allinearsi agli obiettivi di performance.
Illustrando le conseguenze a lungo termine di un finanziamento insufficiente rispetto a un investimento strategico, le simulazioni di scenario promuovono la trasparenza con gli stakeholder, rafforzano le proposte di finanziamento e allineano i progetti agli obiettivi di sostenibilità. Aiutano a minimizzare i rischi e a garantire che ogni dollaro speso produca il massimo valore.
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