Il Digital Twin strumento fondamentale a supporto della MANUTENZIONE del costruito. Una riflessione

Nel nostro Paese manca, o non è sufficientemente coltivata, la cultura della manutenzione del patrimonio edilizio ed infrastrutturale; al sopraggiungere di un qualsiasi evento catastrofico, dagli eventi sismici ai sempre meno rari eventi atmosferici, le nostre strade, le nostre case, gli edifici pubblici di valore storico e culturale, versando in condizioni di degrado spesso inaccettabili, subiscono ulteriori danni la cui riparazione, magari non risolutiva, ci costa enormemente.

Quanto citato non tiene conto per di più dei danni e degli infausti crolli di ponti e viadotti, causa di morti ingiustificabili, o dello stato increscioso della nostra rete idrica (un recente dato ISTAT ne quantifica il 40% di perdita sul totale dell’acqua distribuita), tutti eventi che si sarebbero potuti mitigare con una più accorta attività manutentiva che avrebbe garantito un prolungamento delle prestazioni dei manufatti e, forse, attraverso una più capillare attività ispettiva, anche la prevenzione delle conseguenze più serie.

Del resto la manutenzione è una attività che non ha effetti immediati, o meglio, non produce immediato profitto e quindi non è particolarmente amata nemmeno dal decisore politico perché rappresenta  un investimento quotidiano nella cura dei nostri “asset” che porta benefici a lungo termine, non c’è nulla da inaugurare, nulla da annunciare.

Manutenere comporta anche conoscere l’opera, averla misurata, averla ispezionata, possederne la documentazione storica o progettuale, conoscere le tecniche e i tempi in cui è stata costruita, sapere con che materiali è stata realizzata. In questo senso è quindi necessario avere a disposizione numerose informazioni utili a intraprendere le azioni più efficaci ai fini manutentivi, appunto.

Partendo da queste ultima considerazione appare quindi naturale rivolgere la propria attenzione alla digitalizzazione, accogliendola come l’opportunità di fruire di nuove tecnologie e nuove metodologie utili a snellire i processi di lavoro, ad utilizzare più velocemente e precisamente le informazioni, a collaborare con più efficacia al raggiungimento di specifici obbiettivi.

Il settore delle costruzioni sta attualmente sperimentando gli effetti benefici della digitalizzazione attraverso strumenti e metodi abilitanti quali il BIM e, in genere, l’information management digitale che sono supportati da una ricca produzione normativa volontaria (normazione ISO CEN e UNI) e dalla recente spinta del Dlgs.36/2023 (Nuovo Codice dei Contratti pubblici); quest’ultimo obbliga il settore pubblico ad adeguarsi ai nuovi paradigmi offerti da strumenti che simulano piuttosto che rappresentare la realtà, attraverso la modellazione parametrica tridimensionale, strumenti che producono informazioni e dati digitali “machine readable” accentrabili e fruibili da piattaforme condivise. Inoltre, con l’innovazione digitale è diventato sempre più agevole non solo progettare il nuovo, ma anche rilevare e censire il patrimonio costruito esistente; grazie a moderne tecnologie di rilievo, laser scanner e LIDAR per fare un esempio, oppure usando applicazioni di fotogrammetria avanzata, è possibile acquisire una replica tridimensionale dell’esistente sulla base del quale realizzare un modello informativo fedele al reale. Grazie a questi enormi passi avanti il settore sta cominciando al colmare l’importante gap tecnologico rispetto agli altri comparti industriali in termini di digitalizzazione, tanto che è ormai consueto sentir parlare di concetti quali “smart building”, “smart city”, “smart road”, ossia la possibilità di rendere in nostri asset più controllabili, gestibili, fruibili grazie alla tecnologia. Il settore si è affacciato quindi su nuove prospettive e non è più soltanto il BIM che abilità la digitalizzazione, è più corretto ormai parlare in termini di “Digital Twin”. È uno strumento abilitatore usato in molti comparti industriali a partire dall’”automotive” fino all’ agricoltura e ci si aspetta che entro il 2027 il suo mercato globale varrà 63,7 miliardi di dollari e nel 2031 oltre 180 miliardi.

Il Digital Twin è stato definito in molti modi e tutt’ora la sua definizione è oggetto di dibattito in molti tavoli tecnici nazionali ed internazionali, solo per dare qualche esempio in ambito normativo abbiamo: il gruppo di lavoro WG 6 Digital Twin in ISO/IEC JTC 1/SC 41; il gruppo di lavoro WG9 Digital twins in built environment nel TC442 presso il CEN; si argomenta sul significato del Digital Twin per il settore delle costruzioni anche nei gruppi di lavoro della SC 05-CT33 in UNI che è la nota sottocommissione che si occupa della “digitalizzazione dei processi informativi delle costruzioni” in Italia. Tuttavia, volendo darne una definizione generalmente condivisibile possiamo dire che il Digital Twin è un oggetto o sistema complesso digitale copia di un oggetto o sistema complesso reale che ne simula il comportamento consentendo l’analisi e la predizione di molteplici scenari.

Alla base del funzionamento del Digital Twin vi è una convergenza di tecnologie che lo rendono un sistema attivo in contrapposizione con la staticità dei modelli BIM più comunemente noti nell’ambito delle costruzioni. Queste tecnologie sono i dispositivi IoT (Internet of Things), cioè sensori, telecamere, dispositivi werable che raccolgono informazioni dal mondo reale e scambiano dati fra di loro attraverso internet senza l’ausilio umano; l’intelligenza artificiale (AI) che attraverso algoritmi e programmi in grado di simulare l’intelligenza umana  per supportarci nell’esecuzione di moltissime attività, soprattutto quelle più “time consuming”; Cloud e Big Data come tecnologia che consente di allocare e gestire le enormi quantità di dati che vengono quotidianamente prodotte da una intensa attività digitale e, in particolar modo, i dati prodotti proprio dalla sensoristica; Hig Performance Computing che sono quella generazione di computer dotati di velocità di qualche ordine superiore a quelli tradizionali e che ci danno la possibilità di elaborare tutte queste informazioni più velocemente. Il Digital Twin è inoltre spesso dotato di una connettività superveloce che favorisce l’interscambio di informazioni e garantisce, grazie alla sua caratteristica di poter virtualizzare il reale, una “user experience” che lo rende facile da fruire e gestire, integrabile con i sistemi aziendali.

Ritornando quindi all’ esigenza di una manutenzione in termini di approccio culturale ma anche di efficienza ed efficacia, il Digital Twin potrebbe fare la differenza sotto molteplici aspetti: il monitoraggio in tempo reale dello stato delle opere, la simulazione di scenari possibili, la archiviazione e centralizzazione delle informazioni relative a un’opera. Avremmo quindi l’opportunità di conoscere bene e meglio i nostri asset e quindi programmare la manutenzione in un’ottica predittiva; potremmo ottimizzare le scelte in base a numerosi criteri come per esempio il costo, l’efficienza, la sostenibilità; potremmo condividere più efficacemente le informazioni potendo anche utilizzare criteri di accesso alle stesse basati su diverse esigenze e responsabilità.

Certamente ogni qualvolta si debba affrontare un cambiamento, una novità, dovremo affrontare sfide importanti, come una generale evoluzione delle nostre competenze, il reperimento di risorse economiche e finanziarie per coprire i costi di realizzazione, le barriere a volte imposte dalla non-interoperabilità di dati e sistemi normativi e informatici. Tutto questo è però affrontabile a fronte dei maggiori benefici in termini di innovazione, efficienza, sicurezza e sostenibilità.

Resta da capire se le ingenti risorse finanziare del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) siano state efficacemente utilizzate per implementare e rinforzare la nostra infrastruttura tecnologica proprio negli ambiti che abilitano il Digital Twin; ricordiamo la Prima Missione si concentra su tre aspetti fondamentali: la digitalizzazione della PA, la digitalizzazione e innovazione del sistema produttivo, turismo e cultura 4.0 con una dotazione complessiva di oltre 35 miliardi di euro.

 

Fonti:

The European House Ambrosetti: Digital Twins for the Twin Transition: una tecnologia per la transizione digitale e sostenibile (2023)

Arup: Digital twin TOWARDS A MEANINGFUL FRAMEWORK (2019)

Paolo Sattamino: atti e presentazioni dal BIMSummit 2024 Harpaceas