Internet of Things: le nuove tecnologie per costruire il "cantiere digitale" (seconda parte)

(leggi la prima parte)

La piattaforma tecnologica: tra hardware e software
Il concetto base dell’Internet of Things è che a ogni oggetto deve essere attribuita una sorta di “identità digitale” di partenza, una carta d’identità che rende l’oggetto in questione identificabile in rete tramite un indirizzo univoco e lo rende in grado di dialogare all’interno di quest’ultima. Questo risultato è ottenibile, ad esempio, tramite l’adozione di tecnologie di identificazione a radiofrequenza (Rfid) e di un’opportuna sensoristica, in grado di rilevare e trasmettere dati che possono poi essere utilizzati a un livello superiore tanto a fini di raccolta e analisi delle informazioni che per definire e attuare specifiche azioni.
Gli esempi, alcuni dei quali anche molto comuni e parte delle normali attività quotidiane, sono molteplici, dai termostati alle videocamere, dai rilevatori di movimento e presenza ai dispositivi di localizzazione, dai sensori ambientali e territoriali ai sistemi di gestione e monitoraggio energetico. Alla medesima logica rispondono dispositivi indossabili smartwatch, occhiali a realtà aumentata, dispositivi per l’interazione uomo-macchina.
Altrettanto ampio è l’elenco delle piattaforme software utilizzabili all’interno e in combinazione con il flusso tecnologico dell’Industria 4.0 basata sull’Internet of Things. Passiamo dai sistemi e applicazioni utilizzabili per la progettazione, prototipazione e verifica simultanea del processo produttivo, del prodotto e delle sue caratteristiche, ai software di elaborazione dei dati in grado di trasferire agli operatori istruzioni per migliorare la qualità del prodotto e l’efficienza del ciclo di produzione; dalle soluzioni per la gestione e il coordinamento della produzione con elevate caratteristiche di integrazione delle attività di servizio, come la logistica e la manutenzione (quali ad esempio sistemi di comunicazione intrafabbrica, bus di campo/fieldbus, sistemi SCADA, sistemi MES, sistemi CMMS, soluzioni innovative con caratteristiche riconducibili ai paradigmi dell’IoT e/o del cloud computing) alle piattaforme per il controllo delle condizioni di lavoro di macchine e sistemi di produzione interfacciati con i sistemi informativi di fabbrica o con soluzioni cloud computing; dalle piattaforme e applicazioni di realtà virtuale per lo studio di componenti e assemblaggi a quelle per comunicare e condividere dati e informazioni sia tra loro che con l’ambiente di lavoro grazie ad una rete di sensori intelligenti interconnessi; per finire, le applicazioni per la gestione della realtà aumentata tramite dispositivi indossabili e quelle utilizzate in combinazione con dispositivi e interfacce uomo/macchina finalizzate all’acquisizione ed elaborazione di informazioni.

I settori applicativi
Gli ambiti di applicazione dell’IoT sono potenzialmente infiniti, ma in questa prima fase la sua implementazione si è focalizzata in particolare su alcune specifiche applicazioni. Una delle principali coinvolge le funzioni di monitoraggio dei processi produttivi in senso ampio, contesto in cui i dati raccolti ed elaborati sono di supporto a funzioni di management e automazione degli stessi. Strettamente connessi ai precedente sono gli ambiti della sorveglianza e della sicurezza, nei quali la presenza all’interno dell’ambiente di lavoro di oggetti intelligenti connessi in rete rappresenta una fonte ininterrotta di informazioni per i sistemi di gestione e controllo. Tutto ciò apre ulteriormente il campo applicativo a una serie di possibilità di gestione e ottimizzazione dei processi, che vanno ad esempio dal tracciamento fisico degli oggetti e delle loro quantità (tipico esempio in questo senso è la gestione di magazzino) a quello degli strumenti di lavoro (ad esempio una flotta di veicoli o di macchine operatrici).
C’è poi tutto l’ambito, attualmente in forte sviluppo, legato al building management e al facility management, che si esplica attraverso l’utilizzo di piattaforme hardware e software (sensoristica e applicazioni) per la gestione e il monitoraggio dei processi di cantiere, così come della gestione – in particolare energetica – degli edifici realizzati. Senza dimenticare naturalmente, per restare nello stesso ambito, tutte le applicazioni legate alla manutenzione predittiva dei manufatti.

Robotica e construction
Seppure in ritardo rispetto ad altre tipologie di industria, il settore delle costruzioni guarda alla robotica per risolvere alcuni dei suoi annosi problemi, dalla carenza di sicurezza alla necessità di rendere più efficace ed economico il processo produttivo. Analogamente l’innovazione tecnologica, la rivoluzione del digitale, stanno rapidamente trasformando il tradizionale modo di pensare, costruire e gestire l’opera edile in genere, sempre nella ricerca di maggiore sicurezza, produttività e riduzione dello spreco di risorse. In un futuro molto prossimo, saranno molte le attività che verranno affidate ai robot e alla cosiddetta IA – Intelligenza Artificiale. Si tratta di una vera e propria rivoluzione industriale che sta già interessando ampie porzioni del settore manufatturiero e inevitabilmente andrà a interessare la meccanizzazione e l’automazione del cantiere.

Gli smart building
Ambito di assoluto interesse per lo sviluppo delle applicazioni IoT è tutto quanto attiene al concetto di “ambiente costruito”, immobili, edifici e strutture evolute dal punto di vista tecnologico e impiantistico che ricadono nel concetto di “smart building”.
In Italia, un punto di svolta sia legislativo che culturale è quello introdotto dall’art. 135 bis del Testo Unico dell’Edilizia, che delinea le norme per l’infrastrutturazione digitale degli edifici di nuova costruzione (o oggetto di profonda ristrutturazione) e delinea i compiti e le responsabilità conseguenti.
Il concetto di “smart building” non va inteso come un mero adempimento normativo, ma come un vero e proprio fattore chiave di crescita e innovazione per l’intero sistema economico. La sua importanza va compresa nel più ampio orizzonte della “smart city”, intesa non solo come insieme di soluzioni tecnologiche interconnesse tra loro, ma come un’articolata strategia di pianificazione urbanistica grazie alle quale le infrastrutture materiali dialogano con il capitale umano, sociale e intellettuale di chi le abita.
Lo scopo di questa trasformazione è migliorare la qualità della vita di chi vive e lavora negli edifici, obiettivo che si consegue attraverso la maggiore efficienza, la stabilità economica e la tutela dell’ambiente garantite dalle tecnologie IoT, cloud e mobile.
Queste soluzioni possono essere suddivise in tre macroaree: Energy (efficientamento energetico), Entertainment (impianti di intrattenimento audio/video) e Security&Safety (sicurezza e prevenzione dei rischi). Inoltre, i sensori collocati all’interno di uno “smart building” forniscono preziose informazioni sulla frequenza e la modalità di utilizzo dei suoi spazi, grazie alle quali è possibile rivedere i flussi di lavoro o di godimento dei locali, decongestionando zone e percorse sovraffollati e valorizzando quelli sottoutilizzati.

Il potenziale dell’IoT in ambito Construction
I numeri del mercato globale dell’Internet of Things tracciano un panorama significativo del potenziale di queste tecnologie, oltre a sottolinearne la positiva pervasività e applicabilità ai più svariati contesti. Per quanto riguarda il settore delle costruzioni, in particolare, pur a fronte di un interessante mercato al momento focalizzato soprattutto sul monitoraggio e la gestione energetica degli edifici, tale potenziale è ancora in larga parte inespresso; non mancano, tuttavia, né le tecnologie necessarie né, soprattutto, le esperienze sul campo, che già oggi sembrano tracciare la via di espansione dell’IoT anche in questo ambito, non ultimo in combinazione con le più avanzate tecnologie e metodi oggi adottati in ambito progettuale, primo fra tutti il BIM – Building Information Modeling.
Basti pensare, ad esempio, alle innumerevoli possibilità derivanti dalla trasformazione del cantiere edile in un ambiente smart grazie all’utilizzo esteso di sensoristica e piattaforme tecnologiche in grado di rendere “intelligenti” gli strumenti di lavoro qui utilizzati; dalle più semplici alle più complesse, un primo e non esaustivo elenco comprende, ad esempio, applicazioni come localizzazione e monitoraggio di macchine e attrezzature, controllo di accessi e presenze, monitoraggio dei presidi di sicurezza individuale e collettiva, logistica e movimentazioni di cantiere, gestione di materiali e approvvigionamenti e, ad opera finita, monitoraggio ambientale e manutenzione del costruito.

I vantaggi dell’IoT nelle costruzioni