Come i Digital Twin sono utili ad infrastrutture resilienti

Il concetto di Digital Twin sta trascendendo la teoria per diventare uno strumento pratico e indispensabile nella gestione e nella pianificazione delle nostre infrastrutture. In un’epoca caratterizzata da cambiamenti climatici rapidi e sfide ambientali crescenti, la capacità di “vedere doppio” – ovvero di avere una replica virtuale dinamica e aggiornata del mondo fisico – si sta rivelando fondamentale per costruire e mantenere infrastrutture più resilienti. Questa tecnologia offre un ventaglio di applicazioni concrete, che vanno dalla gestione energetica alla pianificazione territoriale, fino alla manutenzione predittiva e alla risposta alle emergenze climatiche.

Modellazione dell’infrastruttura di rete e dell’energia

Il futuro della rete energetica è sottoposto a pressioni senza precedenti. Fattori come l’incremento dei veicoli elettrici, la diffusione degli edifici a zero emissioni (net-zero building), i cambiamenti demografici e la crescente integrazione delle energie rinnovabili stanno ridefinendo le domande e le aspettative sul sistema di distribuzione dell’energia. Le soluzioni basate sui Digital Twin offrono alle aziende di servizi pubblici la capacità di monitorare e gestire attivamente la distribuzione dell’energia, consentendo una distribuzione dinamica.
I pianificatori possono esplorare gli effetti che potenziali azioni – come modifiche alle tariffe per i consumatori o variazioni negli orari di consumo – avranno sulla congestione della rete. Possono inoltre porsi domande fondamentali riguardo ai carichi crescenti e agli investimenti necessari per rendere l’infrastruttura più resiliente o per bilanciare i carichi, includendo decisioni legate ai servizi di trasporto e allo sviluppo edilizio. La simulazione in tempo reale permette di anticipare scenari complessi e di prendere decisioni proattive.

Gestione del territorio

Territorio e infrastrutture sono intrinsecamente legati. Le infrastrutture esistono sia nell’ambiente costruito che in quello naturale, presentando una serie di decisioni interconnesse che un Digital Twin può aiutare a gestire. Con le soluzioni di Digital Twin, ad esempio, è possibile comprendere più facilmente come il territorio naturale possa contribuire a rendere resilienti le aree sviluppate. Un esempio lampante è la modellazione di zone cuscinetto per eventi meteorologici estremi (come un ciclone tropicale) adiacenti a terreni già sviluppati o edificabili. Questo consente di pianificare la resistenza a future tempeste più intense e a un aumento delle inondazioni.
I Digital Twin supportano anche le esigenze di gestione ordinaria del territorio e delle infrastrutture, come la pianificazione dell’uso del suolo per gli aeroporti, o la pianificazione e la manutenzione delle linee fognarie e dei viali pubblici che spesso le sovrastano. Questa visione integrata assicura che lo sviluppo urbano e la conservazione naturale procedano in armonia, aumentando la resilienza complessiva.

I dati stanno trasformando la gestione degli asset, fornendo un numero crescente di variabili, input più significativi e una visione più granulare sullo stato e sulle simulazioni. La raccolta rigorosa e strutturata dei dati degli asset è fondamentale per prepararsi a futuri benefici, utilizzando i dati quando i Digital Twin raggiungono livelli di maturità più elevati. Un grande potenziale risiede nell’utilizzo delle intuizioni derivanti dai Digital Twin basate sui dati nelle decisioni di investimento iniziali per gli asset.
Sia nella fase di pre-progettazione, progettazione, costruzione o operatività, un Digital Twin può fornire chiarezza e fiducia nelle decisioni di investimento in infrastrutture, rispondendo a domande cruciali come:

• Qual è il piano di aggiornamento a cinque anni?
• Quali sono le priorità di investimento?
• Che impatto avrà un investimento sugli asset adiacenti?
• Quali ruoli dovranno svolgere le funzioni finanziarie, di pianificazione, ingegneria, manutenzione e operative?

In particolare, la manutenzione predittiva è un’area di enorme impatto. Aiutando a valutare il degrado degli asset e a prevedere le loro esigenze, i Digital Twin offrono un percorso verso una maggiore efficienza degli asset e un consumo ridotto. È possibile mantenere proattivamente gli asset, prevenire problemi e prolungarne la durata. Come parte della visione della manutenzione predittiva, i Digital Twin possono anche abilitare la manutenzione assistita dalla realtà aumentata (AR). Ciò significa che il personale che lavora su o ispeziona, ad esempio, un ponte, può accedere ai dati strutturali e alle informazioni correlate per svolgere meglio il proprio lavoro, ottimizzando la resilienza mentre costruiscono o mantengono l’infrastruttura.

Trasporto urbano ed emergenze

Eventi piovosi sempre più intensi e strutture invecchiate rendono i sistemi di trasporto più inclini alle inondazioni. Con dati storici sul clima/meteo, dati sulle tendenze future e dati storici sulle inondazioni del sistema, un Digital Twin permette di identificare l’evento scatenante, le potenziali località colpite e sviluppare un piano di risposta. Si devono chiudere le aree in anticipo? Si usano sensori in tempo reale per prendere decisioni al volo? Un Digital Twin può prevedere la frequenza degli eventi e aiutare a formulare piani d’azione rapidi ed efficaci.
Analogamente, nella pianificazione e risposta agli incendi boschivi, un Digital Twin consentirebbe una valutazione dinamica del rischio di incendio, tenendo conto dei cambiamenti nello sviluppo urbano, degli sforzi di mitigazione del rischio e di altri fattori. Le organizzazioni potrebbero utilizzare una soluzione Digital Twin per esaminare i rischi date specifiche condizioni meteorologiche o climatiche, o nuove attività di sviluppo e costruzione. Potrebbe anche essere utilizzato per analizzare l’impatto delle politiche che influenzano il rischio o i modelli di sviluppo.

In sintesi, i Digital Twin non sono solo strumenti di visualizzazione, ma piattaforme dinamiche che supportano la resilienza delle infrastrutture attraverso il monitoraggio in tempo reale, la simulazione predittiva e l’ottimizzazione strategica. La loro capacità di replicare e analizzare il mondo fisico nel digitale è fondamentale per costruire un futuro più sicuro e adattabile.