Le potenzialità del “digital Twin” per edifici efficienti

La tecnologia si evolve molto velocemente e, ogni anno, nascono nuovi strumenti e opportunità da cogliere, anche nel mondo dell’edilizia. Un esempio di recente introduzione è sicuramente il digital twin, ossia un gemello digitale di un oggetto o un sistema fisico esistente nel mondo reale, come un edificio o un intero quartiere.

Se si pensa che fino a pochi decenni fa lo strumento privilegiato dai un progettista era il disegno a mano, è impressionante vedere la strada percorsa dalla tecnologia in così poco tempo. Un cambiamento che, però, non deve spaventare, ma anzi essere visto come spinta per la crescita e lo sviluppo del settore e della professione.

Che cos’è un digital twin e a cosa serve

Come anticipato, un digital twin è una rappresentazione digitale di un elemento fisico del mondo reale. Si costruisce un gemello virtuale, fedele a quello originale e “sincronizzato” con esso in tempo reale, mediante i dati raccolti da un sistema di sensori installato nell’ambiente oggetto di replica.

Si tratta, quindi, di una vera e propria replica dinamica, che permette di monitorare in ogni momento cosa succede al “gemello reale” e, allo stesso tempo, di ipotizzare scenari e modellare situazioni, studiandone le conseguenze e le reazioni.

Si può realizzare un digital twin di qualsiasi oggetto, componente o ambiente che si conosce, dal prodotto di piccole dimensioni ad intere città. Lo scopo è quello di migliorare i processi di sviluppo e progettazione, ma anche decisionali e di gestione dell’oggetto in questione.

Per fare degli esempi, un digital twin permette di verificare le condizioni di un sistema come la rete elettrica o ancora permette agli sviluppatori di un prodotto di studiarne ogni caratteristica, simulando diverse situazioni d’uso. Ciò rende il digital twin applicabile in moltissimi settori, in quanto i suoi principali vantaggi sono:

• facilità nel monitorare le condizioni di un sistema, rilevando problemi e guasti velocemente;
• la possibilità di simulare diversi scenari, anche complessi;
• l’opportunità di creare prototipi che sostituiscono quelli fisici, spesso costosi;
• aiutare a sviluppare nuove competenze, anche tramite una formazione innovativa in chiave virtuale;
• favorire il processo decisionale attraverso analisi e raccolta di dati di supporto.

Progettazione, Digital Twin e BIM

Proprio come in molti altri settori, anche in edilizia l’introduzione di un digital twin può essere utile in molte circostanze. In realtà, se ne può trovare almeno un’applicazione in ogni fase del processo, dalla progettazione, alla manutenzione dell’edificio.

In fase progettuale è possibile simulare differenti scenari e soluzioni alternative, studiandone nel dettaglio vantaggi e punti di debolezza, scegliendo in modo ponderato quale realizzare effettivamente.

Il progettista può modellare l’intero edificio, al pari di uno reale, prima che sia avviata qualsiasi attività di effettiva costruzione. Un aiuto che permette di ridurre al minimo gli errori progettuali e favorire i processi decisionali, banalmente relativi alla scelta di materiali, tecnologie, sviluppo degli spazi, strutture e anche livelli di comfort ottenibili.

Un digital twin funziona come un edificio reale e aiuta anche a stimare in modo preciso tempi e costi di costruzione, per ognuna delle possibilità immaginate. In questa fase, ci si sovrappone a quanto effettivamente viene già effettuato con il BIM, in quanto l’oggetto non è ancora esistente.

Il BIM, infatti, crea modelli digitali ottenuti mediante calcoli e simulazioni di un oggetto potenzialmente reale. È molto utile ai progettisti e permette di costruire modelli parlanti e di condividere in modo integrato tutte le informazioni che li riguardano. L’uso del digital twin, però, si evolve nelle successive fasi del ciclo di vita di un edificio.

 Digital twin per la costruzione e la manutenzione dell’edificio

Ciò che il digital twin aggiunge rispetto al BIM è l’integrazione di dati che trasformano l’oggetto virtuale in qualcosa di dinamico ed effettivamente rappresentativo di tutto ciò che può realmente avvenire nel mondo reale.

In sostanza, oltre ad algoritmi e modelli matematici, si aggiungono dati raccolti in tempo reale grazie alle tecnologie dell’IoT. Un gemello digitale simula scenari che considerano anche il contesto e l’interazione di differenti fattori, grazie ad una completezza di informazioni che non si può raggiungere con il BIM.

Con un digital twin si monitora in tempo reale l’oggetto fisico, ad esempio controllando in modo dettagliato il processo di costruzione e analizzando tempi e criticità, aumentando la sicurezza in cantiere, risolvendo problematiche sopraggiunte in corso d’opera. O ancora, si effettua un monitoraggio completo del funzionamento di ogni componente dell’edificio ultimato, aprendo la strada ad un approccio predittivo alla manutenzione, necessario per allungare la vita utile degli impianti ad esempio. Queste sono solo alcune possibili applicazioni, perché tramite la simulazione di scenari è possibile fare molto di più, ad esempio simulando un terremoto o un altro evento catastrofico o verificando l’equilibrio di un intero quartiere a seguito di specifici interventi, favorendo una pianificazione urbanistica evoluta.

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