La tecnologia digital twin per i ponti: sfide e vantaggi

Costruire i digital twin dei ponti è utile per migliorare i processi di gestione, manutenzione e monitoraggio dell’infrastruttura fisica. Scopri tutti i vantaggi

I digital twin sono diventati ormai indispensabili nella progettazione di edifici e infrastrutture.

In questo articolo, ci concentreremo sulle potenzialità che questa tecnologia è in grado di offrire ai professionisti che si occupano della sicurezza e del monitoraggio dei ponti.

Puoi iniziare anche tu a migliorare la gestione delle tue opere infrastrutturali utilizzando soluzioni software specializzate. Prova subito:

• un digital twin software, per replicare virtualmente ponti e infrastrutture di qualsiasi genere e analizzare, simulare e ottimizzare in tempo reale le prestazioni delle rispettive risorse fisiche;
• un Bridge Management Software, la soluzione progettata appositamente per semplificare i processi di gestione e manutenzione dei ponti e garantire più elevati standard di qualità, sicurezza ed efficienza.

Che cos’è un bridge digital twin

I digital twin sono modelli computerizzati che hanno lo scopo di replicare virtualmente sistemi ed oggetti del mondo reale.

Vengono utilizzati nel settore dell’ingegneria per fornire una rappresentazione digitale, dettagliata e interattiva dei progetti di costruzione (come quelli relativi ad edifici, impianti, infrastrutture o intere città).

La capacità dei digital twin di instaurare una comunicazione costante con la loro controparte fisica, ha trasformato questi modelli in un potente strumento per la progettazione, la gestione e il monitoraggio di infrastrutture critiche, inclusi ponti, viadotti, cavalcavia, ecc.

Il gemello digitale di un ponte, o bridge digital twin, può essere, quindi, considerato come la copia virtuale di un ponte reale, e costituisce un sistema unico e centralizzato attraverso il quale è possibile gestire tutti gli aspetti legati alla sicurezza, alla manutenzione e al monitoraggio della corrispondente infrastruttura fisica.

Digital twin di un ponte

Come funziona il gemello digitale di un ponte

La tecnologia digital twin si basa sull’integrazione di diversi processi e tecniche di modellazione avanzate per fornire una ricostruzione accurata e affidabile delle caratteristiche e del comportamento dell’infrastruttura reale.

E’ possibile sfruttare, innanzitutto, le potenzialità della metodologia BIM per creare il modello digitale 3D del ponte a cui integrare le informazioni necessarie per gestire l’intero ciclo di vita dell’opera.

Ciò non è sufficiente a creare un vero e proprio digital twin perché il “gemello digitale” è per definizione un modello “vivo” e, per essere considerato tale, deve poter interagire costantemente con la sua controparte fisica.

Si ricorre, quindi, all’utilizzo di dispositivi IoT e sensori intelligenti allo scopo di instaurare una connessione bidirezionale tra il gemello fisico e il gemello virtuale.

I sensori posizionati nei punti strategici dell’infrastruttura fisica, raccolgono in tempo reale informazioni riguardanti le condizioni ambientali, l’invecchiamento dei materiali, la sicurezza strutturale, l’impatto del traffico e così via.

Tutte queste informazioni vengono trasmesse ad una piattaforma digitale destinata al monitoraggio e alla gestione del digital twin, al fine di poterle elaborare ed analizzare.

L’intero processo consente di ottenere una base di dati affidabile che può essere utilizzata come supporto per le successive operazioni di gestione e manutenzione del ponte reale che favorisce un processo decisionale informato con cui migliorare l’efficienza e le prestazioni complessive dell’infrastruttura.

Come possono essere utilizzati i bridge digital twin

I gemelli digitali di ponti e infrastrutture di collegamento possono essere utilizzati per diversi scopi che aiutano a migliorare la funzionalità, la sicurezza e l’efficienza dei rispettivi asset fisici.

Le applicazioni più significative includono:

• il monitoraggio delle prestazioni e della salute strutturale, grazie all’utilizzo di sensori che rilevano in tempo reale potenziali problemi e anomalie (come crepe e deformazioni) e consentono di intervenire tempestivamente per prevenire danni più gravi;
• la manutenzione predittiva, attraverso l’analisi dei dati storici e delle informazioni raccolte in tempo reale, che aiutano a prevedere le esigenze di manutenzione e consentono di programmare gli interventi (come riparazioni o sostituzioni) in modo proattivo, riducendo i tempi di inattività non pianificati e prolungando la durata della vita utile dell’infrastruttura;
• la valutazione del rischio, tramite la raccolta, l’analisi e la simulazione dei dati relativi alle condizioni atmosferiche, al comportamento strutturale e ai flussi del traffico, che permettono di identificare i potenziali rischi e di attuare misure preventive per migliorare la sicurezza complessiva del ponte;
• la formazione e l’addestramento, attraverso simulazioni in realtà virtuale o aumentata con cui gli operatori possono simulare diversi scenari ed esercitarsi nelle attività di ispezione, manutenzione e risposta alle emergenze, senza mettere a rischio la propria salute e sicurezza;
• il supporto decisionale, in quanto la raccolta di dati accurati e aggiornati permette ai professionisti del settore di analizzare l’efficacia di diverse strategie di manutenzione, valutare le loro conseguenze anche in termini di costi e di prendere decisioni più informate;
• l’ottimizzazione delle prestazioni, la capacità dei digital twin di simulare scenari ipotetici aiuta gli ingegneri a valutarne l’impatto sull’infrastruttura fisica, ad ottimizzare le scelte progettuali e ad identificare e risolvere in anticipo le potenziali vulnerabilità.

Bridge digital twin: simulazioni in VR

Vantaggi dell’utilizzo di un bridge digital twin

Gestire il ciclo di vita di un ponte sfruttando le potenzialità della tecnologia digital twin consente di ottenere una serie di vantaggi. Questi modelli permettono, infatti, di:

• migliorare il processo decisionale;
• supportare il monitoraggio continuo dell’infrastruttura;
• ottimizzare i processi di manutenzione;
• ridurre i tempi e costi associati ai diversi interventi;
• massimizzare le prestazioni dell’opera;
• incrementare i livelli di affidabilità e sicurezza;
• ridurre al minimo le situazioni di emergenza.

Digital twin per i ponti: quali sono le sfide da superare?

Nonostante i numerosi vantaggi, l’utilizzo della tecnologia digital twin nel settore delle infrastrutture e, in particolare, nella gestione dei ponti, presenta alcune sfide da superare.

Queste sfide si riferiscono sostanzialmente:

• alla complessità nell’integrare e sincronizzare i dati provenienti da diverse fonti e nel garantire l’affidabilità delle informazioni raccolte;
• alle difficoltà legate alle operazioni di installazione e manutenzione dei sensori posizionati sull’infrastruttura fisica;
• all’attenzione costante richiesta per il controllo di tutti i fattori relativi alla calibrazione, all’alimentazione e alla connettività dei dispositivi di monitoraggio;
• all’implementazione di misure di sicurezza informatica, protocolli di crittografia e controlli degli accessi, volti a proteggere la sicurezza e la privacy dei dati raccolti;
• alla necessità di aggiornare e convalidare il modello rispetto al comportamento reale dell’infrastruttura, allo scopo di assicurarne la massima accuratezza;
• alla carenza di professionisti specializzati nell’analisi dei dati, nella modellazione digitale e nell’ingegneria delle infrastrutture;
• all’investimento a volte elevato da sostenere per lo sviluppo e la gestione dei digital twin.

Come gestire un bridge digital twin

La gestione del gemello digitale di un ponte o di un’infrastruttura richiede l’utilizzo di strumenti specializzati, che siano in grado di sfruttare al massimo il potenziale di questa tecnologia.

Sono sempre più numerosi i professionisti del settore che si affidano a soluzioni software avanzate per:

• creare le repliche digitali dei propri asset;
• monitorare i dati in tempo reale;
• effettuare analisi e simulazioni;
• prevedere le esigenze di manutenzione;
• facilitare la gestione delle proprie infrastrutture;
• promuovere la collaborazione tra le parti interessate.

Se anche tu ti occupi della progettazione, costruzione e manutenzione di ponti, e stai pensando di avvicinarti al mondo dei gemelli digitali, prova subito un digital twin software!

Con questo sistema potrai simulare l’impatto di diverse soluzioni progettuali direttamente sul modello BIM della tua infrastruttura. Avrai, inoltre, a disposizione una potente piattaforma da cui potrai gestire in maniera centralizzata ogni attività relativa alla sicurezza, al monitoraggio e alla manutenzione dei tuoi ponti o di qualsiasi altra opera infrastrutturale.

Se desideri ottenere ancora di più dalla gestione delle tue risorse, puoi affidarti ad un Bridge Management Software, la soluzione completa per la gestione dei ponti che ti permette di effettuare ispezioni intelligenti, creare piani di manutenzione accurati, generare report personalizzati, localizzare con facilità le tue infrastrutture e garantire un’efficiente integrazione con la tecnologia IoT.

Indirizzo articolo: https://bim.acca.it/digital-twin-ponti/