Dalla Formula 1 alle costruzioni grazie ai Digital Twin

I digital twin sono utilizzati per perfezionare le corse automobilistiche di Formula 1. In uno sport in cui ogni secondo conta, usare la simulazione può aiutare il guidatore e il team automobilistico a sapere quali regolazioni possono contribuire a migliorare le prestazioni prima di scendere in pista.

Il settore delle costruzioni è un po’ indietro rispetto a quello automobilistico, automobilistico e aerospaziale quando si tratta di gemelli digitali: l’approccio utilizzato in F1 potrebbe migliorare significativamente anche i progetti di costruzione. Richiede una certa disciplina, spiega Patrick Lane-Nott, direttore dell’ingegneria di hyperTunnel, società  con sede in UK specializzata in tecnologie di nuova generazione al servizio delle costruzioni di tunnel e sotterranei. “La mia esperienza professionale include quasi 20 anni nel motorsport di alto livello, ho lavorato per Williams F1, Lotus F1 e, più recentemente, alla McLaren Applied Technologies. Ho trascorso molti anni a lavorare con le più avanzate simulazioni di auto da corsa, costruendo gemelli digitali per lo sviluppo di veicoli e per definire le strategie di gara. In Formula 1, proprio come dovrebbe essere nelle costruzioni, tutte le decisioni sono prese sulla base dal gemello digitale. In ambienti critici per la sicurezza, semplicemente non c’è spazio per il giudizio personale. Ottenere il meglio da un gemello digitale richiede impegno e dedizione, ma alla fine porta grandi benefici” spiega Patrick Lane-Nott.

I gemelli digitali servono a più scopi
È importante capire che nelle corse automobilistiche non c’è solo la velocità. A questa devono essere abbinate sicurezza e affidabilità, due virtù essenziali nella costruzione delle auto.
La creazione del gemello digitale di un’auto di F1 deriva dalla combinazione di numerosi gemelli digitali, ciascuno dei quali rappresenta una sezione distinta del veicolo, come motore, telaio e carrozzeria, e ciascuno di solito sviluppato da un reparto o fornitore diverso.
I processi necessari per garantire un perfetto coordinamento tra queste diverse parti sono simili a quelli che avvengono in BIM nel mondo delle costruzioni, con l’obiettivo di evitare le sviste e le disallineamenti che troppo spesso fanno sprecare tempo e denaro.
Prima di scendere in pista per un weekend di gara, i team di F1 si preparano nei minimi dettagli. Vengono valutate innumerevoli configurazioni alternative della vettura, i piloti professionisti fanno migliaia di giri del circuito in un gemello digitale dell’auto su un simulatore.
È facile immaginare le similitudini con il processo di costruzione di un tunnel. Prima dell’inizio della costruzione, è possibile trovare risposte a domande importanti come: qual è il miglior metodo di costruzione, in quale ordine devono essere eseguite le attività chiave, cosa succede se la catena di approvvigionamento viene interrotta per qualche motivo non pianificato durante la costruzione? Il gemello digitale può anche essere utilizzato per modellare scenari più estremi, come quello che potrebbe accadere nel tunnel durante temperature estreme, maltempo, frane o un terremoti.
Poiché il tempo durante un weekend di un Gran Premio di Formula 1 è poco, e il tempo in pista ancora più limitato, un altro vantaggio delle simulazioni è la capacità di trovare le risposte a ogni scenario immaginabile prima ancora di accendere il motore. E persino di testare i cambiamenti che potrebbero essere subentrati durante la notte tra le prove libere e le sessioni di qualifica.
Ciò aiuta a garantire che il team possa affrontare rapidamente ed efficacemente qualsiasi cosa accada. Anche questo aspetto è simile a ciò che accade durante la costruzione di un tunnel e durante i lavori di uno scavo, dove ogni secondo “è denaro”.
Ci sono anche parallelismi tra le corse di F1 e il tunneling quando la risorsa, che si tratti di un’auto o di un tunnel, è in funzione. La raccolta di dati da centinaia o migliaia di sensori può servire per comprendere le prestazioni dell’asset, identificare i problemi e risolverli prontamente o preventivamente. Questa è una differenza cruciale tra il BIM, in cui i dati sono statici, e i gemelli digitali, in cui i dati possono rispondere in tempo reale.
In F1, dove i dati misurano così tanti parametri a ogni giro di pista, l’intelligenza artificiale e l’apprendimento automatico aiutano a determinare quali informazioni chiave vengono mostrate su una dashboard live. Anche questo è qualcosa di trasferibile alle infrastrutture, per migliorare l’efficienza durante la costruzione e per migliorare il monitoraggio del bene in funzione, prevedendo sia i cicli di utilizzo che quelli di manutenzione.

Il trasferimento tecnologico dalla F1
La società hyperTunnel adotta il BIM e l’approccio basato sul gemello digitale e lo integra nella costruzione di tunnel e sotterranei. Il risultato è un modo radicalmente nuovo di costruire, riparare e mantenere i tunnel.
Le tecniche di rilevamento e modellazione ad alta definizione sfruttano tutte le fonti di dati standard e migliorano le mappe geologiche grazie a dati aggiuntivi. Questi dati aggiuntivi vengono raccolti utilizzando una tecnologia proprietaria hyperTunnel, che consente il rilevamento tramite robotica nei sotterranei, per fornire una visione dettagliata delle condizioni del terreno che si incontreranno durante la costruzione del tunnel. Prevedendo in modo più accurato ciò che può succedere, diventa possibile evitare spiacevoli sorprese.
L’approccio è attualmente in fase di test dalla società Network Rail per i lavori di riparazione sui circa 650 tunnel obsoleti del Regno Unito, costruiti in epoca vittoriana. Si spera che le soluzioni innovative di hyperTunnel aiuteranno Network Rail a eseguire i lavori mantenendo i tunnel aperti.
I gemelli digitali e le metodologie ispirate alla F1 saranno estremamente significative nel tunneling e nella costruzione in generale negli anni a venire. Quale architetto o appaltatore non apprezzerebbe l’opportunità di eseguire le simulazioni della fase di progettazione più e più volte durante il processo di costruzione? Chi non vorrebbe monitorare da remoto il proprio edificio o struttura tramite una dashboard basata sul web con numerosi parametri e avvisi per controllare tutte le variabili in tempo reale? Proprio come una macchina da corsa!

 

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Giornalista professionista della redazione di BIMportale, lavora da molti anni nell’editoria B2B per la stampa tecnica e specializzata. Ha scritto a lungo di tecnologia, business e innovazione. Oggi orienta la sua professione nel campo delle tecnologie applicate alla progettazione architettonica e all’imprenditoria delle costruzioni.