Il Digital Twin è una copia digitale estremamente precisa e georeferenziata di un oggetto fisico, come un edificio, un’infrastruttura, un territorio o persino un evento o un fenomeno. Progettata per analizzarne il comportamento in tempo reale, questa tecnologia supporta il processo decisionale attraverso simulazioni e monitoraggi avanzati.

Cosa compone il Digital Twin e ambiti di applicazione

Più che una semplice rappresentazione visiva, il Digital Twin è una banca dati ricca e strutturata, proveniente da rilievi e modellazioni realizzate con sensori e altre fonti, con un’accuratezza che può arrivare fino al livello millimetrico.
I modelli digitali ottenuti sono utilizzati per la gestione di una vasta gamma di sistemi in differenti ambiti. Tra questi, il settore delle costruzioni, delle infrastrutture e dello sviluppo urbano possono beneficiare di enormi vantaggi offerti da questa tecnologia innovativa.

Differenza tra Digital Twin e BIM

I Digital Twin e i modelli BIM (Building Information Modeling) condividono l’obiettivo di rappresentare digitalmente oggetti fisici, ma si distinguono nettamente per scopo e funzionalità.
Mentre il BIM è principalmente utilizzato nelle fasi di pianificazione e progettazione per creare rappresentazioni dettagliate e collaborative di edifici o infrastrutture, il Digital Twin va oltre, focalizzandosi sul monitoraggio, la gestione e l’ottimizzazione dell’oggetto fisico lungo tutto il suo ciclo di vita.
Integrazione con tecnologie innovative

La vera evoluzione del Digital Twin rispetto al BIM risiede nella sua capacità di integrare dati in tempo reale e intelligenza avanzata grazie a tecnologie innovative come l’IoT (Internet of Things), il GIS (Geographic Information System) e l’AI (Artificial Intelligence). Queste integrazioni trasformano un modello BIM statico in un sistema dinamico, interattivo e predittivo.

Pertanto, mentre il BIM si limita a rappresentare la fase progettuale e costruttiva, il Digital Twin sfrutta queste tecnologie innovative per creare un ecosistema digitale in grado di monitorare, ottimizzare e gestire l’intero ciclo di vita di un’opera:

• L’IoT arricchisce il Digital Twin con dati in tempo reale, rendendolo uno strumento dinamico che può monitorare e analizzare costantemente l’oggetto fisico.
• L’uso del GIS consente di aggiungere un contesto geografico al Digital Twin, fondamentale per applicazioni come la pianificazione urbana, lo sviluppo infrastrutturale e la gestione di reti complesse.
• L’intelligenza artificiale potenzia il Digital Twin trasformandolo in uno strumento predittivo e decisionale.

Digital Twin in edilizia

Quando di parla di Digital Twin in edilizia si può fare riferimento sia alle opere ancora in fase di progettazione sia a quelle già costruite.  In fase di progettazione, i Digital Twin consentono di simulare e analizzare diversi scenari progettuali, valutandone le prestazioni in base a parametri specifici come efficienza energetica, costi, sostenibilità e funzionalità. Grazie a queste simulazioni è possibile individuare la soluzione ottimale per le esigenze del progetto, riducendo significativamente i tempi e i costi legati alla fase di progettazione e minimizzando gli errori nelle fasi successive.  In fase di costruzione, i Digital Twin permettono di monitorare ogni fase del processo costruttivo attraverso l’integrazione di dati in tempo reale provenienti da sensori, droni e altri strumenti di rilievo.
Questo consente di rilevare tempestivamente eventuali discrepanze rispetto al progetto, individuare criticità e ottimizzare le operazioni sul cantiere. Grazie a queste capacità, i Digital Twin aiutano a garantire il rispetto delle tempistiche e del budget, riducendo il rischio di ritardi e sovraccosti.

Digital Twin per infrastrutture

Un Digital Twin infrastrutturale è un modello digitale che replica fedelmente il comportamento e le caratteristiche di un’infrastruttura, considerandone anche l’interazione con l’ambiente circostante. Questa tecnologia può essere applicata a una vasta gamma di infrastrutture, come ponti, strade, ferrovie, aeroporti, sistemi energetici e reti di servizio, rendendola uno strumento estremamente versatile e potente. Come già accennato, la forza dei Digital Twin risiede nell’integrazione con tecnologie innovative come l’IoT, il GIS e l’AI. Nel contesto delle infrastrutture, queste tecnologie permettono di creare una connessione dinamica tra il modello digitale e il suo corrispettivo fisico, raccogliendo in tempo reale dati essenziali per monitorare le condizioni strutturali, prevedere eventuali problematiche e ottimizzare le operazioni. In particolare, l’uso combinato del GIS consente di valutare l’interazione dell’infrastruttura con il territorio circostante, includendo fattori come il rischio idrogeologico, il traffico o la sostenibilità ambientale, rendendo il Digital Twin uno strumento indispensabile per la progettazione e la gestione di infrastrutture resilienti e moderne. Una volta configurato, il Digital Twin diventa un potente strumento per i professionisti dell’Infrastructure Asset Management, consentendo una gestione efficiente e completa di tutte le fasi del ciclo di vita dell’infrastruttura.

Digital Twin e sviluppo urbano

Il Digital Twin rappresenta uno strumento rivoluzionario per la pianificazione, progettazione e gestione degli spazi urbani, capace di trasformare i modelli organizzativi tradizionali, offrendo ai Comuni e alle amministrazioni locali la possibilità di prendere decisioni più informate, efficienti e sostenibili.

Un modello urbano “vivo”

Quando applicato all’urbanistica, il Digital Twin si arricchisce di dati provenienti da molteplici fonti:

• Database e gestionali comunali: integrazione con archivi esistenti, come anagrafi, mappe catastali e piani regolatori.
• Sensori IoT e dati in tempo reale: informazioni dinamiche su mobilità, inquinamento atmosferico e acustico, flussi di persone, condizioni meteo e altro ancora.

Questa combinazione rende la rappresentazione digitale “viva”, permettendo di analizzare lo stato della città in tempo reale e simulare l’impatto di interventi futuri.

Applicazioni pratiche in ambito urbano

L’applicazione del Digital Twin in ambito urbano offre strumenti avanzati per:

• Supporto alle decisioni: crea Control Room digitali per monitorare e gestire grandi eventi, flussi di traffico o emergenze.
• Simulazioni “what if”: consente di sperimentare scenari ipotetici, ad esempio simulando l’impatto di modifiche alla viabilità, la pedonalizzazione di una piazza o l’introduzione di nuove infrastrutture.
• Modelli previsionali: facilita la riprogettazione degli spazi urbani, prevedendo l’impatto di interventi come nuovi quartieri, modifiche al trasporto pubblico o politiche di riduzione dell’inquinamento.
• Sostenibilità e resilienza: permette di pianificare interventi per migliorare la sostenibilità ambientale e la resilienza delle città a fronte di cambiamenti climatici o disastri naturali.

Digital Twin per le città: case study

Il Comune di Firenze rappresenta un caso emblematico nell’applicazione del Digital Twin per la gestione urbana. Grazie ai fondi PON Metro 2014-2020 e REACT-EU, la città ha sviluppato un ecosistema tecnologico avanzato che integra rilievi, dati fotogrammetrici, modelli tridimensionali, big data e strati informativi georeferenziati, basandosi su tecnologie open source.

Questo ecosistema consente di creare scenari digitali utili per il supporto decisionale in diversi ambiti, come la gestione del verde pubblico, la mobilità, la conservazione del patrimonio storico e la sostenibilità energetica.

L’infrastruttura digitale si avvale di rilievi effettuati con tecnologie avanzate, tra cui voli LIDAR e droni, rilievi stradali con laser scanner montati su automezzi e analisi multispettrali. Questi dati vengono elaborati per monitorare in tempo reale la città, pianificare interventi strategici e simulare scenari futuri.

Grazie all’uso combinato di Machine Learning, il Digital Twin è in grado di identificare oggetti territoriali, verificare la completezza di banche dati esistenti e supportare progetti innovativi, come il Piano del Verde, che include la stima del verde privato attraverso tecniche di analisi automatizzata.

L’esperienza di Firenze dimostra come il Digital Twin possa rendere più efficiente ed economica la gestione urbana, migliorando la sicurezza, la sostenibilità e la qualità della vita cittadina.

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