La blockchain nel settore principale della costruzione

La blockchain e la tecnologia di registro distribuito («Distributed Ledger Technology», DLP) su cui si fonda sono da anni una delle forze principali nel campo della digitalizzazione. Ormai molto più di una semplice parola alla moda, questa tecnologia ha già avuto un impatto significativo su numerose imprese e industrie. Fornendo un’infrastruttura affidabile, la blockchain ha il potenziale per migliorare la trasparenza, la fiducia e la collaborazione nel settore edilizio. Finora la blockchain e le altre DLT non hanno avuto un’applicazione su vasta scala nel settore principale della costruzione, ma il loro potenziale di utilizzo è davvero promettente. La distribuzione perlopiù decentralizzata dei progetti di costruzione crea sfide strutturali che devono essere affrontate. Per riuscire a portare a termine con successo progetti di costruzione complessi è necessaria la fiducia reciproca tra le parti coinvolte.

Base teorica

1. Cosa si intende con il termine «blockchain»?

Una blockchain è un elenco di record di dati interconnessi basati su una tecnologia di registro distribuito che può essere ampliata in modo continuativo. Il collegamento tra i record di dati viene effettuato in modo crittografico, cioè tramite una procedura criptata. I record di dati sono chiamati anche blocchi e contengono, oltre alle marche temporali e ai dati delle transazioni, un hash criptato unico, o «impronta digitale», del blocco precedente. Un blocco si basa quindi sui precedenti e li conferma come corretti. Questo rende impossibile manipolare o cancellare i blocchi precedenti senza distruggere contemporaneamente anche quelli successivi. Un singolo blocco può memorizzare fino a diverse migliaia di transazioni.

La blockchain offre un’infrastruttura virtuale decentralizzata, quasi a prova di contraffazione, trasparente e (idealmente) indipendente da qualsiasi autorità, con numerosi campi di applicazione: dai sistemi alternativi di valuta e di pagamento ai contratti intelligenti, alla contabilità, alla documentazione e alle previsioni, fino al voto elettronico o alla beneficenza.

2. Come funziona la blockchain?

In una blockchain ogni documento viene memorizzato in un blocco insieme alle seguenti informazioni:

• Dati delle transazioni (mittente, destinatario, importo)
• Marca temporale della transazione
• Una firma crittografica unica, denominata «hash», che si riferisce al blocco precedente

In questo modo tutte le transazioni di una blockchain vengono memorizzate in una catena formata da blocchi interconnessi tra loro. Una volta che un blocco viene aggiunto a una blockchain, non può più essere manipolato. Questa inalterabilità delle transazioni storiche rappresenta uno dei grandi vantaggi della blockchain rispetto alla contabilità tradizionale. Se un vecchio record di dati necessita di essere mutato, la modifica viene verificata automaticamente con tutti i libri in rete e convalidata. Se la modifica viene approvata, la blockchain memorizza la nuova transazione e la collega crittograficamente al blocco precedente.

In genere, una transazione all’interno della blockchain si svolge come segue: innanzitutto, viene richiesta una transazione (1). Questo accade, ad esempio, quando si effettua un acquisto online – supponiamo che un impresario edile ordini nuovi indumenti protettivi per i suoi collaboratori. La transazione viene quindi inviata a una rete di nodi («nodes») (2). Utilizzando algoritmi noti, la rete convalida la transazione e la approva (o la rifiuta) (3). Una volta effettuata la verifica, la transazione viene memorizzata in un blocco di dati insieme alle altre transazioni (4). Quando tutte le transazioni presenti in un blocco vengono verificate, il nuovo blocco viene aggiunto alla blockchain esistente (5). Grazie al suo hash unico, il blocco ora non può più essere manipolato. La transazione è conclusa e il pagamento viene effettuato automaticamente (6).

Fonte: Singularity University – The exponential guide to blockchain

3. Campi di applicazione

La blockchain è pubblicamente associata soprattutto a valute crittografiche come Bitcoin ed Ethereum, anche se nel frattempo si sono già diffuse migliaia di valute criptate di questo tipo. Questa tecnologia, però, consente ampie possibilità di applicazione in diversi settori aziendali. Il suo principale fruitore è al momento quello finanziario. Le cosiddette «FinTech» utilizzano la blockchain per offrire processi più veloci ed economici rispetto alle banche tradizionali. L’elevato livello di coerenza e trasparenza dei dati e l’impiego della crittografia consentono, ad esempio, di effettuare ordini di pagamento internazionali senza coinvolgere intermediari, aumentando così la velocità e riducendo il costo di tali ordini. La blockchain viene utilizzata anche per automatizzare le decisioni relative alle richieste di credito, per una concessione del credito più rapida ed economica. Anche il mercato monetario offre alcune possibilità di applicazione: le azioni digitali, le obbligazioni e i fondi di investimento possono essere negoziati più rapidamente e a un prezzo più conveniente senza il coinvolgimento di intermediari.

La tecnologia blockchain è già utilizzata in altri rami. Vi sono alcuni casi di applicazione generici che possono essere utilizzati in diversi settori:

4. Vantaggi e svantaggi della blockchain

Vantaggi

• Integrità dei dati: l’hash della blockchain rende quasi impossibile la manipolazione dei dati. Una volta che i dati sono stati verificati per consenso, non possono più essere cambiati e qualsiasi tentativo di modificarli può essere rintracciato.
• Affidabilità: una blockchain è organizzata in modo decentrato, al fine di escludere quasi completamente il malfunzionamento dell’intera rete. Ogni nodo della rete dispone di tutti i dati, rendendo così il recupero particolarmente facile.
• Velocità e sicurezza: tutti i dati memorizzati in una blockchain vengono immediatamente criptati e distribuiti all’intera rete. Questo approccio permette di distribuire grandi quantità di dati agli utenti in un tempo molto breve. Inoltre, grazie alla distribuzione decentralizzata, i dati memorizzati sono protetti contro le manipolazioni.
• Analisi e trasparenza: ogni transazione della rete blockchain viene memorizzata in uno dei blocchi, in modo che sia sempre possibile analizzarla in un secondo momento. Ciò consente di identificare i partner contrattuali e di riprodurre gli effetti delle transazioni.

Svantaggi

• La tecnologia blockchain non è ancora infinitamente espandibile. Se il numero di transazioni con i Bitcoin fosse pari a quello raggiunto nel circuito Visa, si avrebbero centinaia di terabyte di dati.
• L’integrazione della blockchain nel panorama informatico aziendale esistente rappresenta ancora una vera e propria sfida. La manutenzione richiede anche molta potenza di calcolo, il che si traduce in un enorme consumo di energia.
• Gli utenti hanno bisogno di una chiave privata per accedere al loro denaro o ai loro dati. Se questa chiave andasse persa, recuperare il denaro o i dati diventerebbe pressoché impossibile.

Approcci nel settore principale della costruzione

1. Sfide e opportunità per gli impresari edili

Nell’ambito delle costruzioni, la blockchain è vista come una potenziale soluzione a molte delle sfide principali che riguardano questo settore: collaborazione interdisciplinare, condivisione di dati e informazioni e diritti di proprietà intellettuale. In questa nuova ottica possono nascere nuovi ruoli aziendali (ad es. Smart Contract Mediator), è possibile creare nuove strutture organizzative, come le organizzazioni di autonomia decentrata, e molti compiti e attività possono essere automatizzati in modo completo o parziale grazie alla blockchain.

Tuttavia, l'introduzione della tecnologia blockchain nell’edilizia comporta anche diverse sfide:

• Sul piano culturale – Benché numerose aziende utilizzino già con successo le alternative digitali e la blockchain, convincere la maggior parte del settore edilizio dei loro vantaggi si è rivelata una grande sfida. Il successo della blockchain dipende anche dal numero di utenti che utilizzano questa tecnologia. Tuttavia, ogni azienda deve essere in grado di analizzare autonomamente i propri vantaggi e i propri costi.
• In termini di competenze – Per poter realizzare una blockchain sono indispensabili numerose conoscenze tecniche: l’architettura IT, lo sviluppo, la crittografia, il marketing dei prodotti e l’analisi del database sono necessari per una soluzione blockchain rilevante. A seconda dell’azienda, ciò significa un enorme dispendio in termini di tempo e denaro per il reclutamento e/o la riqualificazione del personale specializzato.
• Dal punto di vita dei requisiti tecnici – Come menzionato in precedenza, per alimentare una blockchain sono necessarie una grande potenza di calcolo e un’enorme capacità di memorizzazione dei dati.

Attualmente le DLT sono ancora in fase di sviluppo per quanto riguarda il settore principale della costruzione. Ciò significa che il grado di innovazione è molto elevato, ma che non è ancora attuabile a livello pratico in questo settore. Nell’edilizia ci sono già delle possibilità di applicazione e alcuni casi esemplificativi (illustrati nelle sezioni seguenti), ma per la maggior parte si tratta ancora di esperimenti pionieristici. Anche se nei prossimi anni è opportuno seguire da vicino gli sviluppi di questa tecnologia, attualmente vediamo le priorità per gli impresari edili svizzeri in altri settori.

2. Possibili applicazioni nell’edilizia

All’interno della catena di creazione di valore «pianificazione-costruzione-gestione» ci sono già numerose applicazioni documentate. Di seguito è riportato un estratto in cui vengono descritti i singoli casi in relazione al settore principale della costruzione.

Registro di feedback per fornitori e subappaltatori

Il processo di procurement inizia di solito con un cliente, il suo consulente e l’appaltatore principale. Quest’ultimo può assumere subappaltatori per svolgere lavori specifici – ad es. carpentieri, muratori o elettricisti. Controllare i subappaltatori e i loro compiti è spesso una vera sfida. Analogamente agli smart contract, la blockchain può rappresentare in questo caso una sorta di registro di feedback per tracciare gli oggetti della fornitura dei subappaltatori e creare così un parametro. I pagamenti per i servizi resi vengono quindi eseguiti automaticamente una volta che gli oggetti di fornitura definiti vengono portati a termine. Questo aiuta sia a seguire i progressi compiuti sia a identificare i subappaltatori affidabili per un progetto.

Registro del ciclo di vita

Oltre agli smart contract e ai registri di feedback, la blockchain può servire da registro per l’intero ciclo di vita di un progetto di costruzione. Tutte le informazioni rilevanti sono irrevocabilmente memorizzate nei blocchi durante il processo di costruzione e potranno essere consultate in un secondo momento. Ciò può rivelarsi molto utile, ad esempio, per la manutenzione degli immobili o nel caso di requisiti normativi.

Questo registro può anche memorizzare garanzie e certificati, nonché materiali, test e risultati, proteggendo così il processo di costruzione da frodi e falsificazioni. Le ispezioni possono essere effettuate in modo più rapido e semplice attraverso un confronto con gli standard e i valori di riferimento.

Catena di fornitura

La catena di fornitura nel settore delle costruzioni è caratterizzata da un’elevata complessità e da una profonda trasparenza. Ne consegue spesso una mancanza di fiducia tra fornitori e imprese di costruzione – soprattutto all’inizio della catena di fornitura. Con una blockchain tutti gli oggetti possono essere tracciati e rintracciati dal momento della produzione fino alla consegna finale in cantiere. Ciò significa che un documento di dati non manipolabile verrebbe memorizzato e gestito per l’intero ciclo di vita del prodotto.

Gestione dei prodotti di scarto

La grande quantità di prodotti di scarto presente nell’edilizia costituisce un problema globale che ha un impatto fortemente negativo sull’ambiente. Una gestione efficiente dei prodotti di scarto è quindi diventata indispensabile. Un fattore chiave in questo settore è l’attenta valutazione dei residui prodotti. Poiché i prodotti di scarto possono spesso essere riutilizzati, si potrebbe sviluppare un sistema uniforme di gestione dei residui utilizzando la tecnologia blockchain. I prodotti di scarto vengono monitorati lungo tutto il ciclo di vita, creando così un registro dei residui.

Scambio di dati per la gestione dei documenti

L’elevato grado di complessità dei progetti costruttivi richiede di solito grandi quantità di documenti diversi. Per le imprese di costruzione, l’archiviazione e la gestione di questi documenti necessari rappresentano spesso una sfida, perché richiedono molto spazio di memoria e un certo dispendio economico. Oltre ai progetti in corso, deve essere possibile archiviare in modo accurato anche tutta la documentazione dei progetti passati, il che può rappresentare un ostacolo notevole. Grazie all’utilizzo delle DLT i documenti possono essere archiviati e gestiti in una blockchain in modo facile e rapido. Lo spazio di archiviazione precedentemente inutilizzato può essere usato da qualsiasi luogo del mondo.

Processi di pagamento efficienti grazie agli smart contract

Il principio della blockchain, che in una transazione collega direttamente le parti contraenti, facilita la stipula dei contratti digitali con un elevato livello di sicurezza, perché le informazioni, diventate ormai un anello della catena, rimangono inalterate. Nel settore delle costruzioni, molti fornitori di servizi – ingegneri, imprese di costruzione, artigiani, subappaltatori, periti, responsabili di progetto, avvocati – spesso lavorano insieme a un unico incarico e si formano costellazioni contrattuali complesse. Se da qualche parte all’interno del processo ci si arena su un dettaglio, l’intera catena di pagamento può essere ritardata. Ciò rappresenta un rischio elevato, soprattutto per le piccole e medie imprese, che dipendono dalla puntualità dei pagamenti per garantire la loro liquidità.

Ora, se tutti i soggetti coinvolti nella costruzione facessero parte di una blockchain, ogni transazione potrebbe essere regolata da un cosiddetto «smart contract». In questo contratto digitale vengono concordati tutti i servizi che le parti interessate devono fornire per essere pagate. I soggetti coinvolti sono registrati nel sistema digitale tramite un ID e possono confermare l’esecuzione di un servizio tramite un dispositivo mobile direttamente in cantiere. Il sistema notifica automaticamente il collaudo di costruzione e il revisore incaricato può contrassegnare il lavoro come eseguito o segnalare i difetti riscontrati – anche con l’ausilio di un’applicazione mobile. Le fatture in scadenza possono essere ordinate automaticamente per il pagamento. Secondo il principio della blockchain, le singole transazioni si fondano l’una sull’altra. Una transazione successiva è quindi possibile solo se le transazioni precedenti sono state confermate come corrette.

Oltre a rendere più efficienti i processi di pagamento, gli smart contract consentono di ridurre i costi e di evitare errori umani, poiché i compiti amministrativi vengono automatizzati.

3. Esempi di applicazione realizzati

Gestione dei progetti tramite la blockchain

La gestione dei progetti basata sulla blockchain viene utilizzata dalla società olandese HerenBouw per rendere più efficiente il ciclo di vita dello sviluppo edilizio. L’obiettivo principale per l’utilizzo della blockchain è la memorizzazione delle transazioni nel rispetto dei termini legali, il che permette di migliorare la precisione e di creare un percorso di verifica. Secondo il fondatore di Propulsion Consulting, tra i vantaggi della gestione dei progetti tramite la blockchain ci sono anche le informazioni tempestive e precise, una comunicazione più chiara e un numero inferiore di errori.

Protezione dei dati per la documentazione dei progetti costruttivi

Su richiesta dell’impresa di costruzioni, la società californiana di blockchain Briq ha creato una copia digitale esatta di un cantiere. Tutti i documenti e le informazioni del progetto di costruzione sono stati archiviati in un registro, a cui si può accedere da diverse banche dati sincronizzate tra loro. Il registro rappresenta una copia sicura e non modificabile che protegge da correzioni non autorizzate. I miglioramenti possono essere documentati e il registro può essere trasferito, una volta che l’incarico è stato portato a termine, modificando i diritti di accesso. Un ulteriore valore aggiunto è rappresentato dalla sicurezza contro la perdita dei dati – un fattore essenziale in un settore in cui grandi volumi di dati possono andare persi durante le consegne. Secondo Aon, consulente globale per l’industria edile in materia di rischi, fino al 95% dei dati di costruzione può andare perso durante il primo passaggio di consegne. La creazione di una copia identica riduce notevolmente questo rischio.

 

 

Moritz Lüscher è responsabile dei progetti di trasformazione digitale della Società Svizzera degli Impresari-Costruttori e in questo ruolo analizza anche i trend attuali e la loro influenza nel settore delle costruzioni. Ha un’esperienza pluriennale nella consulenza alle imprese e in numerose aziende.

 

 

 

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Quellen

D. Tapscott, R. Vargas. "How Blockchain Will Change Construction" Harvard Business Review (2019)

L. Lopes: "Construction: a Blockchain Use Case" theblockchainland.com (2019)

Z. Turk, R. Klinc. "Potentials of Blockchain Technology for Construction Management" ScienceDirect (2017)

K. Venkatasubramanian. "Does the construction industry need blockchain?" Middle East Business Intelligence (2019)

S. Perera, S. Nanayakkara, M. Rodrigo, S. Senaratne, R. Weinand. "Blockchain technology: Is it hype or real in the construction industry?" Journal of Industrial Information Integration (2020)

J. Hunhevicz, D. Hall. "Do you need a blockchain in construction? Use case categories and decision framework for DLT design options" Advanced Engineering Informatics (2020)

Singularity Univrsity. "The Exponential Guide to Blockchain" (2020)

W. Dettling. "How to Teach Blockchain in a Business School" Business Information Systems and Technology 4.0, Springer International Publishing AG (2018)

Binance Academy. "Vor- und Nachteile der Blockchain" (2020)

M. Safar. "Wofür kann die Blockchain-Technologie eingesetzt werden?" Weissenberg Solutions (2020)

Institution of Civil Engineers (ICE). "Blockchain Technology in the Construction Industry" (2018)

Buildingradar.com. "Entwicklung der Baubranche 2020" (2019)

J. Weiler. "Effiziente Zahlungsprozesse für die Baubranche" Ruhr Universtität Bochum (2020)

Aon Risk Solutions. "Technology Corner Profile" (2018)