BIM e Digital Twin a supporto dell’asset management di infrastrutture idriche: stato dell’arte e applicazioni

La convergenza tra tecnologie innovative ed il mondo Architettura, Ingegneria e Costruzioni (AEC) riveste un ruolo sem-pre più centrale nell’evoluzione del settore dell’Asset Management…

La convergenza tra tecnologie innovative ed il mondo Architettura, Ingegneria e Costruzioni (AEC) riveste un ruolo sempre più centrale nell’evoluzione del settore dell’Asset Management. In un contesto in cui l’efficienza, la sostenibilità e la gestione ottimizzata delle risorse sono priorità fondamentali, le tecnologie avanzate si configurano come strumenti indispensabili per soddisfare le esigenze complesse della gestione del costruito. Società di gestione immobili ed enti gestori di infrastrutture, abbracciando le tecnologie emergenti come l’Internet of Things (IoT), l’intelligenza artificiale (IA), la blockchain e l’analisi dei dati, possono trasformare radicalmente l’approccio tradizionale alla gestione degli asset. L’implementazione di sensori e dispositivi connessi consente la raccolta di dati in tempo reale, fornendo una panoramica dettagliata sullo stato degli asset e permettendo interventi tempestivi di manutenzione predittiva. Tuttavia, l’adozione efficace delle tecnologie digitali è ancora limitata da numerose barriere, come, per esempio, la poca familiarità degli operatori del settore con casi d’uso applicativi e dei relativi benefici. In questo contesto si colloca il seguente lavoro di ricerca dell’Università LUM “Giuseppe Degennaro” in collaborazione con I-am srl, per il tramite di un assegno di ricerca RIPARTI (assegni di RIcerca per riPARTire con le Imprese – POC PUGLIA FESR-FSE 2014 / 2020 Fondo Sociale Europeo approvato con Decisione C(2015)5854 del 13/08/2015, coordinato da ARTI – Agenzia Regionale per la Tecnologia e l’Innovazione della Regione Puglia), che aveva l’obiettivo di effettuare una disamina dello stato dell’arte scientifico in materia di Building Information Modelling (BIM), Asset Management e Digital Twin con specifico focus sul settore delle infrastrutture idriche, al fine di identificare le tecnologie e metodologie al momento a disposizione degli enti gestori e degli operatori di settore.

1. INTRODUZIONE

Il XXI secolo è segnato da una quarta rivoluzione industriale (Industry 4.0), caratterizzata dalla pervasività del digitale e dei dati attraverso tecnologie quali IoT, big data, IA, realtà aumentata, blockchain, droni, ecc. Tutti i settori industriali stanno gradualmente adottando queste tecnologie, compreso il settore costruzioni.
In particolare, quando la trasformazione digitale della quarta rivoluzione industriale viene applicata nel settore infrastrutturale è possibile fare riferimento al termine: “Infrastruttura 4.0”[1]
Il ciclo di vita delle infrastrutture include le fasi di Design (D), Construction (C) e Operations (O) [2]. È inoltre importante considerare la fase di fine vita, che, per le infrastrutture di rete (stradali, ferroviarie, idrauliche, etc.) può coincidere con il dover pianificare una graduale dismissione di diverse tratte.
Per ogni fase del ciclo di vita, l’infrastruttura 4.0 deve affrontare diverse sfide: dall’integrazione di sensori con sistemi informativi vecchi e nuovi, alla trasmissione e archiviazione sicura del dato, all’utilizzo del dato raccolto. Queste sfide possono essere supportate dall’uso del BIM per la gestione delle informazioni, in quanto strumento efficace per integrare ed utilizzare efficacemente le informazioni relative all’asset [2].
Il National Institute of Building Science di Washington definisce il BIM come: “la rappresentazione digitale di caratteristiche fisiche e funzionali di un oggetto. Il principale valore aggiunto del BIM è il modo in cui raggruppa le informazioni provenienti da tutti gli stakeholder coinvolti, inclusi dati quali: geometria, ambiente, geografia, componenti, relazioni spaziali, costi, etc.”
Il BIM consente di fornire a un “asset management system” le informazioni rilevanti relative al funzionamento di un determinato bene [3].
Questa metodologia rende molto più efficiente la pianificazione, la progettazione, la costruzione e la gestione di edifici e infrastrutture ed è diventata un concetto centrale nella trasformazione digitale del settore delle costruzioni, oltre ad avere un impatto reale in termini di sostenibilità [4].
Il Digital Twin (DT) è definito come la prossima evoluzione del modello BIM [5] in quanto vi integra l’intelligenza artificiale, l’apprendimento automatico e l’analisi dei dati per creare modelli digitali dinamici in grado di apprendere e aggiornare lo stato della controparte fisica da più fonti [6]. Pertanto si può affermare che la gestione degli asset è abilitata dal BIM [6] e per comprendere a pieno la tematica di gestione degli asset infrastrutturali in un contesto di DT è necessario inizialmente approfondire il tema BIM.

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