Digital Twin e infrastrutture: come il gemello digitale porta innovazione e migliora la manutenzione degli asset

di Riccardo Pagani, CEO di BIMon

Più della metà dei ponti italiani ha superato i cinquanta anni di età, molti dei quali sono stati costruiti senza specifiche norme sulla durabilità, la qualità dei materiali e la manutenzione programmata. Negli ultimi dieci anni, sono stati registrati ben dieci crolli, mentre si stima che circa sei milioni di edifici e 200 gallerie siano in condizioni di rischio. Questi dati evidenziano la vulnerabilità delle infrastrutture italiane e la necessità di un settore ancora troppo tradizionale in termini di sicurezza, adattamento tecnologico e affronto della crisi climatica.

Negli ultimi anni, gli investimenti per la manutenzione e il rinnovamento delle grandi opere sono stati in costante diminuzione e insufficienti: nel periodo compreso tra il 2008 e il 2021, la spesa pubblica per le infrastrutture è diminuita del 30%, collocando l’Italia al penultimo posto in Europa per la percentuale di spesa in rapporto al PIL, che ammonta solo al 1,8%. Tuttavia, i recenti investimenti nel settore delle infrastrutture per la mobilità e la logistica, pari a 279,4 miliardi di euro (+8,1% rispetto al 2021), e l’adozione di nuove tecnologie, come il digital twin, potrebbero rappresentare la soluzione per ottenere infrastrutture innovative, sostenibili e sicure.

Il digital twin, un gemello digitale che replica virtualmente un oggetto o un sistema, connesso ad esso per l’intero ciclo di vita e aggiornato in tempo reale, offre infatti numerosi vantaggi nel settore delle infrastrutture. Questa tecnologia migliora le fasi di progettazione e manutenzione delle strutture, analizzandone e ottimizzandone le performance. Inoltre, fornisce una migliore esperienza per i cittadini e ridurre l’impatto ambientale. Secondo le analisi di Global Market Insights, il mercato mondiale del digital twin, stimato a 8 miliardi di dollari, è destinato a crescere con un CAGR di oltre il 25%, raggiungendo i 90 miliardi di dollari entro il 2032.

Nello specifico, nel processo di progettazione e realizzazione, l’utilizzo del digital twin consente di raccogliere e analizzare informazioni preziose sul territorio, facilitando l’avvio anticipato dei lavori e creando ambienti di lavoro sicuri per gli operai. Questa tecnologia prevede e affronta eventuali pericoli o guasti, consentendo interventi mirati di manutenzione. Una volta completata l’opera, la digitalizzazione fornisce anche informazioni in tempo reale sul suo stato di efficienza e sui carichi di utilizzo istante per istante.

Dal punto di vista ambientale, l’utilizzo del digital twin consente di simulare e analizzare le prestazioni dei sistemi energetici, individuando aree di miglioramento e contribuendo alla riduzione del consumo di energia. Inoltre, è in grado di prevedere le necessità di manutenzione e ottimizzare i programmi, riducendo al minimo i tempi di inattività e fornendo informazioni cruciali per prendere decisioni più consapevoli. Un altro aspetto fondamentale è la capacità di simulare la risposta di un’infrastruttura ad eventi naturali estremi, come un terremoto, consentendo valutazioni preventive e l’adozione di adeguate misure per garantire sicurezza e resilienza.

Dopotutto, le infrastrutture sono responsabili di oltre il 25,2% delle emissioni di gas effetto serra e del 30,7% delle emissioni di CO2^[5], rendendo cruciale l’adozione di tecnologie come il digital twin per migliorare le prestazioni degli asset infrastrutturali e mitigare gli effetti del cambiamento climatico.

Il futuro delle infrastrutture si prospetta con una crescente interazione tra il mondo fisico e digitale, strettamente legata agli obiettivi di sviluppo sostenibile (SDGs) e al Piano nazionale di ripresa e resilienza (PNRR) del nostro Paese.

L’Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile pone infatti grande attenzione sull’Obiettivo 9, che si concentra sulle infrastrutture, l’innovazione e l’industrializzazione. L’obiettivo è potenziare e modernizzare le infrastrutture per garantire la fornitura di servizi essenziali, come salute, istruzione, approvvigionamento energetico e idrico, sicurezza e giustizia, trasporti e gestione dei rifiuti, in modo da promuovere la crescita economica e il benessere sociale. Questo sviluppo delle infrastrutture dovrebbe essere “di qualità, affidabile, sostenibile e resiliente”, garantendo un accesso equo a tutti i potenziali utenti.

In linea con questi obiettivi, il Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) riconosce l’importanza di potenziare le capacità del sistema Paese nel trasferimento tecnologico. La Missione 2 del PNRR, denominata “Dalla ricerca all’impresa”, prevede finanziamenti per sostenere i processi di innovazione e di trasferimento tecnologico, inclusa la promozione e il potenziamento dei centri e degli uffici di trasferimento tecnologico (TTO). All’interno dell’ambito tematico “Transizione Digitale – Industria 4.0” dell’ampio settore “Ricerca e Innovazione Digitale, Industria, Aerospazio”, viene sottolineata l’importanza del trasferimento tecnologico e la necessità di sostenere lo sviluppo di modelli e metodi innovativi per il trasferimento tecnologico, anche attraverso l’utilizzo di approcci tecnologicamente avanzati.

Oggi, si può dire quindi che nel sistema delle infrastrutture il mondo fisico e digitale non solo coesistono, ma si fondono, generando un nuovo ambiente, ibrido e ricco di potenzialità. In questo scenario, il digital twin è un esempio paradigmatico dell’orizzonte tecnologico rappresentato dall’industria 4.0, che promuove una produzione più intelligente, veloce ed efficiente.