IoT e le nuove tecnologie digitali di gestione del costruito

IoT e BIM
La sensoristica, una delle chiavi di volta dell’Internet of Things, rappresenta anche la tecnologia tutto sommato più semplice e meno costosa in esso coinvolta, ma il cui impatto è tale da rivoluzionare il processo edilizio sin dalla fase della progettazione. Pensiamo ad esempio alle sue interazioni con la modellazione tridimensionale in ambiente Cloud computing, ambito in cui i sensori presenti in cantiere sono in grado di stabilire una connessione costante e in tempo reale fra l’ambiente fisico e il suo modello digitale, aprendo nuove possibilità nel campo della gestione del progetto.
Possibilità che trovano una felice combinazione con uno dei più avanzati approcci alla progettazione oggi utilizzati, il Building Information Modeling (non a caso già si parla di “BIM connesso”); basti pensare, ad esempio, alla possibilità di aggiornare gli elaborati di progetto in tempo reale in base all’effettivo stato di avanzamento dei lavori, alla possibilità di affrontare, sempre in tempo reale, tutte le criticità esecutive e gestionali, all’opportunità insomma di migliorare e ottimizzare l’intero processo sulla base dei dati rilevati in continuo all’interno del cantiere.

La tecnologia laser scanner
Fra le tecnologie correlate all’edilizia 4.0, di cui l’Internet of Things è parte integrante, le metodologie di rilevazione laser scanner terrestre rappresentano un nuovo approccio rispetto alle tradizionali metodologie di rilievo. Le applicazioni di tipo ambientale della tecnologia laser scanner terrestre permettono inoltre di rilevare in tempi notevolmente contenuti la geometria di porzioni territoriali anche di dimensioni estese o particolarmente complesse; considerando la possibilità di associare le informazioni geometriche anche ad immagini si può inoltre ottenere un modello virtuale fedele alla realtà, permettendo di indagare le principali caratteristiche geomorfologiche attraverso strumenti informatici e le relative variazioni geometriche occorse nel tempo.
La rilevazione laser scanner presenta il vantaggio di fornire un modello geometrico tridimensionale, con una densità di punti che costituiscono la “nuvola” che lo rappresenta. L’accuratezza della misura è determinata dalla quantità di dati acquisiti, dalle prestazioni e dalla tipologia di strumentazione utilizzata.
Fra le tecnologie laser scanner oggi disponibili una delle più efficaci è quella denominata “a tempo di volo”, che permette di generare la nuvola di punti tramite il calcolo del tempo impiegato dal raggio laser a percorrere la distanza dalla fonte di emissione all’oggetto e viceversa. Conoscendo l’angolo verticale e orizzontale dell’emissione del raggio è possibile definire la coordinate del punto misurato. Questi laser scanner si caratterizzano per l’abilità di rilevare dati molto distanti, per una velocità di acquisizione molto rapida e per una elevata densità di dato acquisito che può arrivare fino a 2/3 millimetri tra un punto e l’altro ad una distanza di 10 metri con un range massimo di acquisizione di 280 metri. Congiuntamente alla misurazione della distanza, questi strumenti sono in genere in grado di misurare anche la riflettanza di ciascun punto e, in alcuni casi, di acquisire l’immagine registrata contestualmente con il dato laser.

IoT, BIM e gestione del cantiere
Allestire un’infrastruttura IoT all’interno del cantiere apre una serie di infinite possibilità, e i dati in questo modo raccolti costituiscono una base di supporto per ogni fase decisionale e gestionale del processo costruttivo, dalla progettazione all’esecuzione fino alla manutenzione. La sensoristica consente, ad esempio, di conoscere tutti i dati relativi alla presenza del personale in cantiere e ai compiti assegnati, registrare con precisione i flussi di lavoro e i relativi picchi ed eventuali sovrapposizioni, raccogliere informazioni in tempo reale sull’utilizzo di macchine, attrezzature e materiali, avere un quadro costantemente aggiornato sull’avanzamento dei lavori e gli approvvigionamenti, verificare la correttezza delle modalità esecutive utilizzate. Grazie alle piattaforme Cloud questa enorme base di dati è naturalmente a disposizione di tutti i soggetti coinvolti nel progetto, secondo un approccio perfettamente coerente con la filosofia alla base del Building Information Modeling.

L’era del BIM
Uno dei capisaldi della rivoluzione digitale nelle costruzioni è il BIM, acronimo di Building Information Modeling, cioè “la rappresentazione digitale di caratteristiche fisiche e funzionali di un oggetto” e, più specificatamente, di un edificio. Non bisogna quindi commettere l’errore di considerarlo come un singolo strumento o l’evoluzione allo stato dell’arte dei software per l’architettura, bensì va visto come un processo complessivo all’interno dei quale tutti i dati relativi all’intervento in questione vengono gestiti digitalmente in maniera più evoluta (con un maggior numero di informazioni per ogni dettaglio) e, soprattutto, collaborativa. Questo tipo di approccio non solo abbassa la percentuale di errore, ma ottimizza i tempi di lavoro, contribuisce a contenere i costi, promuove l’interoperabilità e garantisce un controllo del progetto maggiormente puntuale, che passa da un modello di consenso “centralizzato” a uno “decentralizzato”.

Realtà Virtuale e Realtà Aumentata
Un ulteriore step di questo panorama è l’integrazione di BIM e IoT con le tecnologie di Realtà Virtuale e Aumentata. Questi strumenti sono già oggi relativamente familiari nell’ambito della progettazione, all’interno del quale offrono la possibilità di esplorare gli ambienti modellati e le relative caratteristiche in prima persona. Gli sviluppi offerti dalla loro applicazione in sito attraverso un utilizzo combinato di modelli BIM e sensori IoT sono ancor più rivoluzionari. L’esperienza immersiva offerta da tali strumenti consente, ad esempio, di ispezionare un impianto e verificarne le eventuali difformità, trasmettere istruzioni visuali all’operatore impegnato in una lavorazione, analizzare il comportamento del personale di cantiere e individuare le possibili situazioni di rischio, e naturalmente condividere in remoto tali visuali in prima persona. Il risultato? Più efficienza, più precisione, più sicurezza, minori costi.

La VR nel Facility Management
La Realtà Virtuale (VR, Virtual Reality) e la Realtà Aumentata (AR, Augmented Reality) trovano importanti applicazioni nel settore edile come simulazioni generate dal computer di ambienti 3D con cui è possibile interagire. La Realtà Virtuale non deve essere confusa con la Realtà Aumentata, che migliora il mondo fisico con sensori, video e audio, grafica e altre tecnologie: la VR fornisce un ambiente interamente virtuale, mentre la tecnologia AR offre uno strumento fisico avanzato.
Queste applicazioni sono ormai diffusissime in campo progettuale, ma si stanno diffondendo anche nel campo della gestione immobiliare e del facility management, nell’obiettivo di migliorare l’efficienza operativa e ridurre i costi gestionali in modo significato.
I principali vantaggi dell’utilizzo delle applicazioni VR e AR alla gestione immobiliare sono:

  • creare modelli tridimensionali, “navigabili”, costituiti da oggetti bim e interagenti con i sensori presenti nelle strutture;
  • rendere più efficiente lo space planning e l’asset management;
  • monitorare da remoto impianti e sistemi di ambienti “nascosti” o parzialmente o totalmente inaccessibili;
  • risolvere i problemi da remoto incrementando l’efficienza, migliorando le tempistiche di intervento e razionalizzando le risorse.

 

 

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Giornalista della redazione di BIMportale, professionista della comunicazione e del marketing per il settore AEC – Architetture Engineering & Construction. Ha lavorato per molti anni nell’editoria B2B dirigendo una delle principali testate specializzate per l’industria delle costruzioni, per la quale è stato autore di numerosi articoli, inchieste e speciali. Durante questa lunga esperienza editoriale ha avuto modo di vivere e monitorare direttamente l’evoluzione del settore e la sua continua trasformazione, lavorando a stretto contatto con i principali protagonisti del mercato: imprese edili, progettisti, committenti, produttori. Su tali premesse nel 2007 ha fondato l’agenzia di comunicazione e marketing Sillabario, che si occupa delle attività di comunicazione e ufficio stampa di importanti marchi industriali del settore delle costruzioni.