L’edilizia deve prendere esempio dall’industria manifatturiera: diventare 5.0. Un cantiere digitalizzato si può gestire da remoto, è più sicuro, integra in un unico flusso di lavoro l’intero processo che va dalla progettazione dell’opera alla manutenzione, abilita risparmi sia in termini di costi sia sul fronte energetico. Qualche esempio? Telecamere che scattano immagini e le offuscano immediatamente, quindi sono conformi alle norme sulla privacy, e inviano i dati a una piattaforma web che, oltre a consentire il monitoraggio, fornisce report, invia alert per segnalare criticità sul fronte della sicurezza, si integra con il Bim e altri strumenti di gestione. Un digital twin degli immobili a sua volta basato building information modelling, che conosce l’intera storia dell’edificio e costantemente aggiornato abilita una gestione basata sui dati e orientata al risparmio energetico. Sensori che rendono smart i bulloni e inviano dati a una piattaforma software consentendo di gestire a distanza un’infrastruttura (ponti, impalcature, gru, edifici) sia in chiave predittiva sia per individuare le cause di un guasto. Una chat per gestire il cantiere in tempo reale, inserendo foto, documenti, messaggi, vocali, creando team di lavoro, in modo da avere una sorta di giornale dei lavori costantemente aggiornato in base al quale prendere decisioni. Sensori Iot che monitorano il flusso delle persone in uno spazio fisico (un cantiere, un ufficio, un luogo in cui si sta svolgendo un evento) e permettono di gestire i flussi razionalmente anche in termini di risparmio energetico (esempio banale: spegnere le luci quando non c’è nessuno). Un software che rende il cantiere completamente digitale, integrando la parte fisica (usando droni, realtà aumentata, connettività) con quella documentale (anche qui, si integra il Bim). Droni, sensori e intelligenza artificiale per gestire la ristrutturazione di un edificio, mappare un’infrastruttura per abilitarne la manutenzione, ma anche per valorizzare beni di lusso ai fini di marketing. E ancora, una piattaforma basata sull’intelligenza artificiale che raccoglie dati e li verticalizza su determinati settori (smart city, utilities) anche qui in chiave predittiva. Non sono esempi presi a caso, ma le tecnologie per l’edilizia di otto start-up che Edinnova, rete d’impresa promossa da Confindustria Bergamo e Ance Bergamo e supportata da RetImpresa (Agenzia di Confindustria per le aggregazioni e reti d’impresa) ha riunito in un evento dedicato al tema “Ecosistemi collaborativi per i cantieri del futuro”.
Un appuntamento organizzato in collaborazione con Consorzio Intellimech (Consorzio per la meccatronica, network che conta una cinquantina di aziende e istituzioni innovative), Habitech (distretto tecnologico trentino dell’edilizia sostenibile), Italian PropTech Network del Politecnico di Milano (un hub di innovazione nel real estate), I3P, incubatore di imprese del Politecnico di Torino, e Intesa Sanpaolo Innovation Center. Con un preciso obiettivo: «fare scouting tecnologico, portare start-up e metterle in contatto con gli imprenditori dell’edilizia – ci spiega Angelo Luigi Marchetti, presidente Edinnova -. Toccare con mano applicazioni che ci dicono in che direzione si sta muovendo il mercato nel breve periodo. Metaverso, robotica, sembrano cose fantascientifiche, invece oggi abbiamo visto che molti cantieri le stanno già usando».
Le otto start-up sono TimeLapseLab, UTwin, Tokbo, Mela Works, Dropper, Spektra, Immodrone e MiPU. Sono giovani aziende «che hanno tecnologie trasversali», non necessariamente rivolte al settore edilizia, aggiunge Bruno Calabrò, consultant e open innovation project manager di I3P, incubatore del Politecnico di Torino, che prosegue: «Il nostro ruolo è aiutarle a trovare casi d’uso per l’edilizia». Nel settore la strada verso la digitalizzazione è ancora in salita. Un’audizione Ance al Senato del novembre scorso evidenza un generalizzato grado di consapevolezza sull’importanza delle tecnologie, ma un ritardo nella loro implementazione, con particolare riferimento all’intelligenza artificiale.
Le imprese più all’avanguardia, aggiunge Marchetti, si caratterizzano perché «più strutturate, non necessariamente come numero di dipendenti, ma con persone dedicate per seguire progetti di innovazione», in grado di pianificare strategie e i conseguenti investimenti. Lo dimostra il fatto che, nella stragrande maggioranza dei casi i clienti delle startup sopra citate, di cui andremo ad approfondire le proposte tecnologiche e i modelli di business, sono realtà di grandi dimensioni, per non dire multinazionali. UTwin ha digitalizzato il quartier generale di Lavazza a Torino, il cliente più importante di Mela Works è A2A. Approfondiamo allora le caratteristiche di queste tecnologie, già abbondantemente applicate nell’industria, e meno diffuse invece nei cantieri.
I trend di mercato: sostenibilità, safety, digitalizzazione dei processi
Partiamo da alcune considerazioni sulla direzione in cui sta andando il mercato. Uno dei primi driver su cui puntare è la sostenibilità, anche in considerazione degli obiettivi di riqualificazione energetica previsti dalla legislazione europea (la direttiva case green prevede la neutralità climatica al 2025, con obiettivi intermedi di riduzione dei consumi al 2023 e al 2035). «Abbiamo tantissimo lavoro da fare, negli ultimi anni c’è stato un boom alimentato dagli incentivi, ora il business sta calando ma quello della riqualificazione e della gestione del patrimonio immobiliare resta una grande mercato. Per gli operatori del settore, ci sono molti spazi, la cosa importante è anticipare i tempi». Anche Calabrò, di I3P, segnala la sostenibilità degli edifici fra i più rilevanti trend del futuro «in termini di gestione dell’energia, nuovi materiali, riutilizzo in ottica di economica circolare». Insieme alla «sensoristica in cantiere per raccogliere i dati, da utilizzare per progettare o ridurre i costi con una buona programmazione», e all’intelligenza artificiale per elaborarli. Anche su questo fronte ci sono strumenti normativi che possono fare da stimolo, ad esempio l’obbligo del Bim esteso a tutti gli interventi sopra il milione di euro dal 2025. «Sarà un cambiamento culturale – prosegue Marchetti – perchè parlare di Bim vuol dire anche metaverso, digital twin. Noi come Edinnova ci stiamo muovendo attraverso la formazione per i bim specialist».
La modellazione Bim, aggiunge Marco Giglioli, presidente Habitech, «rende più efficienti le attività e riduce i tempi di lavoro. In più, si possono trasferire i dati, per esempio al gestore di un edificio», che li potrà usare per la manutenzione. Vedremo come l’offerta tecnologica delle start-up che si sono avvicendate sul palco integra il Bim in diversi casi. Marianna Ronzoni, head of startup evaluation & acceleration di Intesa Sanpaolo Innovation Center, aggiunge la robotica, «che abilita un vero efficientamento operativo del cantiere. C’è già, ma apre molti nuovi scenari, siamo solo all’inizio del percorso di inserimento».
Robot e droni per migliorare la sicurezza fisica dei cantieri
Robot e droni sono tecnologie ritenute particolarmente importanti in chiave di safety, tema fondamentale in tutto il mondo del lavoro ma in particolare nei settori, come l’edilizia, in cui sono parecchie le mansioni che espongono il lavoratore a livelli di rischio anche considerevoli. «La sicurezza è senz’altro un campo applicativo fondamentale della robotica in cantiere. Dove ci sono ripetitività e maggior rischio, dobbiamo utilizzare le tecnologie. In un grosso cantiere, camion e scavatori si muovono da soli, e noi li monitoriamo da lontano», sottolinea a sua volta Marchetti. Il quale però segnala anche l’importanza di intraprendere il giusto percorso per gradi. In molti casi la cosa determinante è «partire dalle semplificazioni. Un diagramma di flussi ben chiaro con tutti i processi autorizzativi, come avviene nelle aziende manifatturiere. Già sistemando questi aspetti faremmo un grande passo avanti rispetto alla situazione attuale».
Ora vediamo attraverso le tecnologie proposte dalle otto start-up sopra citate in che modo si possono declinare nella pratica sostenibilità, safety, ottimizzazione dei costi, gestione smart del ciclo di business.
Verso edilizia 5.0. Il controllo da remoto con TimeLapseLab e la chat di Mela Works per un cantiere sempre più digitalizzato
Ci sono strumenti hardware e software che sostanzialmente portano tutti i dati del cantiere su piattaforma intelligenti. Abilitano funzionalità di safety (alarm se non vengono rispettate le misure di sicurezza o se ci sono rischi di malfunzionamento dei macchinari), di manutenzione predittiva, di gestione da remoto, di efficientamento di costi.
TimeLapseLab, azienda fondata nel 2019, produce dispositivi plug and play per il monitoraggio e il controllo da remoto dei cantieri. Sono telecamere che scattano fotografie a intervalli regolari di tempo che poi vengono montate fornendo una sequenza degli eventi. E mette a disposizione una piattaforma web «da cui si possono vedere le immagini, scaricarle, certificarle legalmente con blockchain e firma digitale – spiega il founder, Damiano Bauce -. Forniamo video automatici mensili per la direzione lavori. Siamo in grado di inviare alert se da monitoraggio del cantiere risulta che qualcuno non indossa il caschetto, o i dispositivi di protezione individuale, o se intervengono altre criticità». Sono applicazioni spendibili in diversi modi: «controllo da remoto dei subappaltatori, aggiornamento costante per un investitore sul modo in cui stanno funzionando i lavori, controllo del rispetto di tutte le misure di sicurezza, alert per accessi al cantiere fuori orario. La piattaforma è integrata con il Bim e con tutti gli altri strumenti di gestione del cantiere».
TimeLapseLab, azienda fondata nel 2019, produce dispositivi plug and play per il monitoraggio e il controllo da remoto dei cantieri. Sono telecamere che scattano fotografie a intervalli regolari di tempo che poi vengono montate fornendo una sequenza degli eventi.
La piattaforma utilizza intelligenza artificiale, in grado di valutare in tempo reale eventuali criticità, fornire dati specifici sull’avanzamento lavori. Un altro aspetto su cui Damiano insiste particolarmente è il rispetto delle normative del Gdpr, la legge sulla privacy. Le immagini scattate dalle telecamere vengono immediatamente offuscate, quindi «non c’è utilizzo di dati personali e non c’è videosorveglianza. E le immagini possono essere conservate come archivio clienti».
I dispositivi hardware che compongono questi sistemi, ovvero le telecamere, «non hanno bisogno di manutenzione, e non servono competenze tecniche particolari per utilizzarle. Qualsiasi operaio può usarle in autonomia».
Le applicazioni possibili abbracciano diversi settori: edilizia, real estate, cantieri navali, energia, industria. Fra i clienti, Fincantieri, Saipem. TimeLapseLab sta ora partendo con un nuovo servizio, Youmarell, che consente di utilizzare la piattaforma su telecamere di terzi, in modalità as a service.
Mela Works (fondata nel 2016 a Londra da tre soci italiani: Riccardo Chiarelli, Francesco Putignano ed Emanuele Zamponi) realizza una app, per la precisione una chat di messaggistica istantanea, nella quale si possono caricare tutti i dati su quello che succede in cantiere: foto, video, testi, conversazioni, documenti. Questi dati vengono raccolti ed elaborati, compilando dei rapporti.
Si possono attivare diverse funzionalità: videoispezioni, firmare dei documenti (dal momento in cui questo avviene, non sono più modificabili), importare ed esportare file. L’aspetto rilevante è che contenuti e report della chat hanno valore legale, per cui si può creare una sorta di giornale del cantiere costantemente aggiornato, dotato di intelligenza artificiale per elaborare i dati e fornire valutazione (per esempio, sui costi del cantiere, comprensivi di materiali, tempi di lavorazione, ore di lavoro). Il tutto è pensato per gestire al meglio le risorse e i tempi ottimizzando le risorse a disposizione e consentendo risparmi grazie a questo efficientamento. Ci sono diverse tipologie di configurazioni, con funzionalità tecnologiche più o meno avanzate. La app «può usare la blockchain per caricare i documenti, lavora con UTwin per consultare il Bim, nel quale possono confluire le informazioni contenute nella chat, riceve le immagini delle telecamere di TimeLapseLab», sottolinea Zamboni. «Apriamo ogni mese 10mila nuovi cantieri, che possono andare dalla ristrutturazione di un singolo appartamento a un cantiere autostradale». Fra i clienti più importanti, A2A.
Bim, intelligenza artificiale, realtà aumentata, gemello digitale: le tecnologie che abilitano le piattaforme di UTwin, Spektra, MiPU
I dati non si raccolgono solo in cantiere: possono arrivare da pianificazione, progettazione, gestione dei lavori. E qui entrano in gioco piattaforme che integrano il Bim con altre tecnologie, dal metaverso all’intelligenza artificiale.
UTwin, come si può facilmente dedurre dal nome, realizza gemelli digitali per valorizzare tutti i dati che si possono estrarre da un immobile. «Parte dal Bim – sottolinea il founder Roberto Demarchi – carica i dati, li gestisce, integra una funzione che consente di seguire l’edificio durante l’intero ciclo di vita». Può essere utilizzato in fase di costruzione, o nella progettazione, come data room, consente anche di approvare e rifiutare i documenti». Il gemello digitale è integrato con le videocamere in cantiere, e fornisce dati su stato avanzamenti lavori, controllo accessi, detection, verifica incongruenze, verifica di parametri ambientali». I vantaggi fondamentali: «soluzione all in one, visualizzazione tridimensionale dell’immobile, integrazione con altri applicativi. Fondata nel 2020 da Roberto Demarchi e Leonardo de Bellis, incubata da I3P, UTwin nel 2022 ha ottenuto un contributo a fondo perduto di 150mila euro dalla Divisione Assicurativa di Intesa Sanpaolo e Intesa Sanpaolo Innovation Center, nell’ambito del programma “In action Esg Climate”, per la riduzione dei consumi energetici e dei costi operativi abilitata dal digital twin degli edifici. Fra i case study rilevanti, il digital twin del quartier generale torinese di Lavazza: «partendo dai rilievi abbiamo digitalizzato, quindi mappato, l’intero edificio, che centralizza tutti i dati di manutenzione che arrivano dai sensori».
Spektra è una società del gruppo Trimble, multinazionale tecnologica americana specializzata nelle tecnologie per il posizionamento che, spiega Andrea Lazzarich, key account manager vertical construction, investe mezzo miliardo all’anno in ricerca e sviluppo. Spektra utilizza un’ampia gamma di tecnologie, integrate fra loro in diverse soluzioni, per digitalizzare tutte le fasi di realizzazione di un’opera, dalla pianificazione alla gestione: ricevitori Gps, Gnss, realtà aumentata, droni, robot autonomi, laser scanner. Esempio: Trimble Connect AR, «un software che per esempio viene usato dai general contractor per gestire i cantieri», basato sulla realtà aumentata, «porta il cantiere nel Bim», sintetizza Lazzarich. Nel senso che permette di accedere al Bim in modo intuitivo direttamente in cantiere. Si integra con altre applicazioni che visualizzano i modelli 3D in cantiere. Oppure il sistema di realtà aumentata Trimble SiteVision, utilizzato per esempio da Cimolai per gestire grandi opere in qualità di general contractor. Un esempio di utilizzo: il modello Bim 3D del progetto viene caricato nei dispositivi mobili del personale che opera in cantiere, i dati sono quindi facilmente accessibili, la realtà aumentata crea un ambiente navigabile ed immersivo all’interno del quale è possibile eseguire azioni (comunicare, identificare clash detection, eseguire verifiche as-built), è abilitato un semplice monitoraggio delle fasi progettuali.
MiPU è una piattaforma di intelligenza artificiale e tecniche predittive con diversi verticali su settori industriali, che ha aperto anche ai segmenti smart city ed edilizia. Obiettivi: efficientare la manutenzione (per esempio di un’infrastruttura) e ottimizzare i consumi energetici. Nata nel 2012, oggi è un gruppo con cinque diversi brand dedicati ad altrettanti settori: energia e data scientist, manutenzione, energia, ricerca e sviluppo, predictive school.
La piattaforma raccoglie i dati e li elabora con l’intelligenza artificiale in diverse verticalizzazioni: consumi energetici, manutenzione predittiva, logistica, qualità, pianificazione della produzione, usura delle componenti. L’algoritmo si compone di circa 200 modelli industrializzati, che vanno a creare una libreria. «La piattaforma è codless, quindi di semplice utilizzo in ottica di democratizzazione tecnologica, e consente quindi di costruire facilmente modelli di IA utilizzando i nostri building box» sottolinea Chiara Tacco, head of growth di Mipu predictive hub.
Anche qui, alcuni esempi di utilizzo: «in ambito energy, abbiamo un prodotto per ottimizzare l’utilizzo di diverse fonti di energia. Il nostro cliente ha una fabbrica con impianti di cogenerazione e un impianto fotovoltaico. Abbiamo creato un orchestratore che dice non solo quanto deve produrre per soddisfare un fabbisogno, ma anche come dosare le diverse fonti, indicando se il fotovoltaico conviene».
Sensoristica e IoT ovunque, anche nelle viti, per rendere le infrastrutture smart. I casi Tokbo e Dropper
Tokbo, fondata nel 2021, è una joint venture fra Agrati (componenti per il fissaggio) ed e-Novia (tecnologie deep-tech). Tecnologia (nel caso specifico, fondamentalmente Iot, internet delle cose) e metalmeccanica si fondono nel core business: Tokbo digitalizza i bulloni prodotti da Agrati, che è il socio di maggioranza, rendendoli smart, e abilitando applicazioni sia per l’industria sia per l’edilizia, con particolare focus sulle grandi infrastrutture. La sensorizzazione delle giunzioni imbullonate aumenta l’efficienza della manutenzione e la sicurezza, a tutti i livelli. Per esempio, sottolinea il ceo Ivan Moroni, «nei grandi cantieri, sensorizzare l’impalcatura mette in sicurezza gli operai in tempo reale. Siamo in grado di prevedere gli eventi atmosferici, o di monitorare una gru per garantirne il corretto funzionamento».
I sensori rilevano forza di serraggio, vibrazioni, temperatura e inclinazione. Sono connessi fra di loro in 4G, tramite un gateway che è disponibile in versione cablata, per strutture connesse alla rete elettrica (questa soluzione integra fino a 250 sensori), oppure in versione mild wireless, per strutture più piccole, e che non sono coperte da rete elettrica oppure hanno un’accessibilità ridotta.
Alla parte hardware sopra descritte si unisce una piattaforme software, che raccoglie i dati e li espone, anche integrandosi con altri software (per esempio, il gemello digitale di UTwin). I sensori trasmettono in cloud alla piattaforma i dati sull’infrastruttura: stato di tensione, temperatura, stato della giunzione. In questo modo, «non rileviamo solo cosa succede al bullone, ma abbiamo dati relativi alla struttura su cui è installato». I dati si possono ricevere in diversi formati (macrogruppi, ordine temporale o gerarchico), possono anche essere visualizzati in tempo reale e fornire alert. Infine, l’azienda fornisce un servizio di monitoraggio e manutenzione predittiva legato ai dati raccolti con la tecnologia sopra descritta.
Dropper, altra start-up incubata da I3P, ha sviluppato un sistema basato su sensoristica, Iot e IA che fornisce dati sulle persone presenti in uno spazio fisico. È una realtà nata nel 2021 partendo dall’individuazione di un bisogno di mercato. «Abbiamo rilevato che mancavano Kpi per il monitoraggio degli spazi fisici» racconta Domenico Galdiero. «Le corporate spesso hanno grandi spazi da gestire che restano inutilizzanti (si calcola che negli uffici il 20% delle scrivanie restano vuote per più di un terzo dell’orario). Questo comporta uno spreco quantificabile nel 30% di energia».
La soluzione Dropper si basa su tre diverse tipologie di sensori che monitorano il flusso di persone (quante persone ci sono, quanto tempo restano): uno sniffer wifi che conta le persone basandosi sui numeri di telefono rilevati, e garantisce un’accuratezza dell’85% su numero persone, tempo di permanenza e tempo di spostamento. Un sensore 3D time of flight, che ha un’accuratezza maggiore (98%) sul numero di persone presenti in un determinato minuto: vede solo la forma delle persone, non raccoglie alcun dato personale. Infine, un sensore radar a onde millimetriche, in grado di restituire la posizione di una persona in uno spazio a livello centimetrico. «È lo strumento piu preciso dei tre», sottolinea Galdiero, può quindi essere adatti a situazione in cui è necessaria una maggior attenzione (formazione di code, grandi affollamenti).
Un aspetto importante: «non usiamo videocamere, i dati sono tutti anonimi by design». La soluzione può essere applicata in diversi ambiti: musei, università, aziende, coworking, eventi, smart city. «Il sistema è pensato che garantire il massimo dell’accuratezza e per aumentare l’efficienza, per esempio, di un building: riduzione dei costi che deriva dall’ottimizzazione degli spazi, efficienza energetica, gestione dei flussi di persone». Il sistema è integrato con il gemello digitale di UTwin.
È ai nastri di partenza «un progetto con Microsoft per osservare i tempi permanenza negli uffici, valutare la fruizione degli spazi nel tempo, misurare le tendenze». Gli obiettivi del monitoraggio cambiano a seconda dell’ambito di applicazione e dell’esigenza, possono andare dalla misurazione dei tempi di riempimento e svuotamento di uno spazio, alla gestione dell’inquinamento acustico, alla riduzione dei costi, al risparmio energetico.
Non solo safety: i droni per la manutenzione predittiva e il marketing. Immodrone e il caso Eni Gas e Luce
Infine i droni, utilizzati semplicemente per scattare fotografie, oppure per portare sensori in zone difficilmente raggiungibili. L’intelligenza artificiale elabora poi i dati piuttosto che abilita funzionalità di business. Immodrone, nata nel 2015, poi ingrandita con un’altra società, Inspection Drone, e un’Academy, si avvale di un network di 1500 piloti per fornire servizi basati appunto sull’attività dei droni. Il co-founder, Marco Rimondi, propone l’esempio di un progetto con Eni Gas e Luce. «Abbiamo fatto rilievi termografici di centinaia di condomini in tutta Italia, che sono stati usati in assemblea di condominio per documentare la necessità di effettuare i lavori e poi dai tecnici per dimensionare correttamente i pannelli coibentanti. Terminata la ristrutturazione, rifacevamo lo stesso rilievo per consentire il paragone fra il prima e il dopo, elaborando un documento utilizzato dalla società come certificato di qualità».
Come funziona la tecnologia: «il drone porta la telecamera a infrarossi, scatta le foto termografiche in cui ogni pixel riporta la temperatura superficiale dell’edificio. Si creano delle mappe, con colori diversi per indicare le diverse temperature, il tecnico le usa per elaborare il progetto». È partendo da questa esperienza che è stata fondata la seconda start-up, Inspection Drone, che utilizza la stessa tecnologia ma si rivolge a end user diversi (ponti e infrastrutture, cantieri edili, industrie), per cui le immagini servono a individuare lo stato dell’infrastruttura (fessurazione, ferro arrugginito, sfogliatura, macchie di umidità). Le classifichiamo per tipologia di rischio, e anche qui sulla base dei dati il tecnico decide quale intervento eseguire.
Un altro esempio di applicazione nel marketing: «supportiamo le agenzie immobiliari nelle attività di vendita di asset importanti, come ville o castelli. Il drone crea il contenuto, e l’elaborazione con l’intelligenza artificiale lo veicola sui canali social per portare clienti all’agente immobiliare. Facciamo centinaia di versioni dello stesso contenuto, e poi restringiamo il raggio d’azione eliminando tutte quelle che non performano» valorizzando invece le immagini che funzionano meglio.
