Crisi idrica: il contributo della digitalizzazione per progettare infrastrutture sostenibili

Le organizzazioni di tutto il mondo stanno contribuendo a risolvere la scarsità idrica, ma la strada da percorrere per raggiungere gli obiettivi di sostenibilità dell'ONU è ancora lunga.

In questo articolo scopriamo come molti progetti hanno deciso di adottare le soluzioni Bentley Systems per vincere le sfide ingegneristiche e ambientali imposte dalla crisi idrica.

Necessario vincere le sfide imposte dall'emergenza idrica

In tutto il mondo, la scarsità d'acqua colpisce milioni di persone ogni anno. Dalla regione montuosa del Tibet, dove si analizza e si studia la costruzione di dighe per il risparmio idrico, all'area subtropicale di Santa Catarina in Brasile, dove la popolazione sta affrontando la peggiore crisi idrica in quasi 30 anni, è chiaro che l'accesso all'acqua potabile è il problema più difficile da affrontare nel mondo.

In India, il governo sta anche cercando modi per avere acqua pulita disponibile in tutto il paese, in particolare nei piccoli villaggi rurali. Ad esempio, nello stato di Uttar Pradesh circa un milione e mezzo di persone vive in quasi 400 villaggi, come il piccolo villaggio di Khatan, dove si conosce la fatica quotidiana di accedere all'acqua pulita. In questi villaggi, molte donne percorrono ogni giorno diversi chilometri per andare a prendere dell'acqua. Spesso portano con sé i propri figli, impedendo loro di frequentare la scuola e ottenere una buona educazione. Poiché l'acqua è la principale priorità dei villaggi, queste donne non riescono a guadagnare i salari di cui hanno bisogno per sostenere le loro famiglie.

Infrastrutture idriche: India punta a fornire acqua pulita alla sua popolazione

Uttar Pradesh State Water and Sanitation sta migliorando l'infrastruttura idrica dello stato con l'obiettivo di portare acqua potabile in ogni casa. Uno dei suoi progetti è lo schema di approvvigionamento d'acqua del gruppo di villaggi Khatan, assegnato a Larsen & Toubro Construction. Il progetto include la progettazione e la costruzione di un pozzo di aspirazione per raccogliere l'acqua dal fiume Yamuna così come un ponte di accesso che si collega a un impianto di trattamento delle acque, 40 stazioni di pompaggio intermedie, 121 serbatoi di stoccaggio sopraelevati per distribuire l'acqua attraverso una rete di tubature di 1.531 chilometri e una rete di tubature di distribuzione di 2.129 chilometri per servire la comunità. A Larsen & Toubro Construction è stato richiesto di fornire una soluzione completa, dalla progettazione alla messa in funzione, che coprisse 10 anni di funzionamento e manutenzione per quello che sarà un sistema idrico intelligente e integrato.

I vantaggi nella progettazione con i software Bentley

Le sfide ingegneristiche sono state molte, amplificate da una tempistica molto ristretta. In sei mesi, il team ha dovuto generare 890 modelli BIM per 200 strutture diverse, il tutto considerando le varie interazioni del suolo. La progettazione del sistema di approvvigionamento idrico si è rivelata una vera sfida. Il team ha dunque impiegato i software Bentley per determinare la migliore progettazione e la più economica.

Larsen & Toubro ha utilizzato un sistema interno di gestione elettronica dei documenti per gestire le cinque discipline coinvolte nella fase di disegno del progetto. I documenti sono stati caricati nel database EDMS per essere verificati dai capi sezione corrispondenti. I capi sezione delle discipline corrispondenti hanno esaminato i disegni e confermato che tutti i requisiti sono stati aggiornati. Dopo l'autorizzazione, il flusso di lavoro è stato instradato automaticamente per l'interfacciamento con le rispettive discipline e poi reindirizzato al responsabile della divisione di progettazione per la revisione finale.

Utilizzando OpenFlows WaterGEMS, il team di ingegneria ha progettato la rete rapidamente e prima del previsto. Con l'aiuto di STAAD.Pro, il team è stato in grado di progettare rapidamente le fondazioni strutturali per l'impianto di trattamento, i serbatoi di stoccaggio sopraelevati e altre strutture, consentendo di completare il lavoro di progettazione il 30% più velocemente rispetto ai metodi manuali. Il team ha inoltre utilizzato PLAXIS per garantire la sicurezza dell'area di lavoro, determinando una pendenza di scavo sicura e risparmiando tempo e denaro.

La fase di progettazione ingegneristica era fortunatamente in anticipo sui tempi e grazie al supporto della digitalizzazione fornito dalle applicazioni Bentley si sono risparmiati due mesi di lavoro, quindi il progetto è stato completato il 25% più velocemente del previsto.

Lavorare in modo più intelligente per migliorare la salute, l'istruzione e i mezzi di sussistenza dei membri della comunità

Garantire l'accesso all'acqua per la comunità e completare questo progetto più rapidamente avrà un impatto importante sulle famiglie locali, sull'alimentazione, sulla cultura, sulla salute, sull'istruzione, sull'economia e sull'integrità dell'ambiente naturale. Il progetto consentirà a 1,5 milioni di persone di vivere in buona salute grazie ad acqua potabile di qualità. Che si tratti di migliorare l'accesso all'istruzione o di permettere alle donne di guadagnare un salario invece di andare a prendere l'acqua, questo impegno sociale ha un impatto sulla qualità della vita in quest'area.

Una delle considerazioni ingegneristiche fondamentali per questo progetto era che l'impianto di trattamento doveva essere situato in un'area molto limitata. I team di Larsen & Toubro hanno agito in maniera sensibile e comprensiva nel mantenere intatto il terreno sacro del vicino tempio. Lavorando dal centro dell’area per evitare di offendere la comunità locale, i team hanno trovato modi innovativi per collegare le condutture attorno al terreno sacro del tempio. Questa è una testimonianza dei valori, delle competenze e della cultura di benevolenza di Larsen & Toubro, che è molto orgogliosa della propria attenzione ai dettagli.

Il governo indiano ha da tempo riposto la sua fiducia in Larsen & Toubro e le sue pratiche di sostenibilità funzionano perfettamente, come dimostra il suo lavoro in materia di responsabilità economica, ambientale e sociale. In qualità di costruttore di importanti progetti infrastrutturali in India, l'azienda contribuisce costantemente alla qualità della vita delle comunità coinvolte. Il team promuove una crescita continua affrontando le problematiche ESG, quali la gestione climatica, le iniziative ecologiche e l'economia circolare, impegnandosi a riutilizzare, riciclare, riparare e ristrutturare ogni volta che è possibile.

Digital Twin: migliora l'efficienza in fase progettuale e contribuisce a ridurre l'impatto ambientale delle costruzioni

Situata nella regione alpina ad alta quota del Tibet, la diga di PZ è un complesso idroelettrico che fa parte di un'iniziativa di risparmio idrico. La diga è incentrata sull'irrigazione di 2.600 ettari a valle e sulla produzione di energia per migliorare la fornitura idrica per i centri urbani e rurali e l'ambiente ecologico regionale. Conoscendo l'importanza dei risultati del sottosuolo, il team di progetto e rilevamento ha dovuto affrontare un periodo di costruzione breve e le difficoltà dovute al suolo e alle estreme condizioni ambientali. Data la fragilità dell'ambiente ecologico e il freddo estremo, i metodi di rilevamento tradizionali non potevano essere utilizzati per l'indagine. China Water Resources Beifang Investigation, Design and Research Co. Ltd. ha valutato le soluzioni di acquisizione digitale e di modellazione 3D dei dati geologici, scoprendo che molti prodotti software non consentivano l'integrazione e non permettevano di sfruttare tutto il potenziale dei dati.

Utilizzando ContextCapture di Bentley, China Water ha scoperto di poter elaborare più facilmente i dati per la visibilità geologica. L'azienda ha inoltre implementato ProjectWise per la collaborazione multidisciplinare e per ottimizzare la condivisione dei dati. Il team ha digitalizzato l'intero processo di rilevamento, includendo l'acquisizione e la trasmissione dei dati sul campo, l'archiviazione e l'analisi dei dati, la modellazione geologica 3D così come la simulazione e l'analisi dei dati. La soluzione ha consentito di risparmiare 400.000 yuan sui costi e oltre il 50% dei tempi di rilevamento, migliorando del 10% l'accuratezza dei dati e di oltre il 15% l'efficienza operativa.

La creazione di un digital twin ha migliorato del 10% la gestione progettuale e oggi rappresenta un punto di riferimento del settore. Passando al digitale, il team ha visto migliorare la propria efficienza dal 40% al 95% rispetto ai metodi di rilevamento tradizionali. Utilizzando un approccio di digital twin, il team di costruzione ha ridotto la quantità di scavi necessari durante la costruzione e l'impatto ambientale, fornendo un piano efficiente e collaudato per simili progetti ad alta quota in Cina e in tutto il mondo.

Un piano di contingenza per garantire l'erogazione di acqua in caso di siccità elaborato grazie a un Digital Twin

In seguito a una grave crisi idrica, oltre 100 comuni brasiliani hanno dichiarato lo stato di emergenza ed è stato attivato un piano di razionamento dell'acqua e di rotazione delle forniture. Questa crisi idrica ha spinto la città di Joinville a sviluppare piani di contingenza per mantenere l'approvvigionamento idrico in condizioni di siccità. Le simulazioni preliminari hanno prodotto carenze idriche, per cui si è cercato uno studio più completo della rete.

La città ha utilizzato le applicazioni Bentley per creare un digital twin ed eseguire un'analisi idraulica del sistema di distribuzione, garantendo l'approvvigionamento idrico e risparmiando 4,5 milioni di reais brasiliani grazie alla massimizzazione dell'efficienza e delle prestazioni operative. Questa soluzione innovativa e tecnologica ha portato tranquillità ai residenti.

Progettare infrastrutture idriche sostenibili con le soluzioni software Bentley Systems

La missione di Bentley è quella di fornire software e servizi innovativi per le imprese e i professionisti che progettano, costruiscono e gestiscono le infrastrutture mondiali, favorendo sia l'economia globale che l'ambiente, per una migliore qualità della vita. Collegando l'intero ciclo dell'acqua, gli studi ingegneristici si affidano ai software Bentley per accelerare la fase di progettazione e costruzione. Una volta in funzione, le autorità pubbliche possono ottimizzare il sistema idrico al fine di evitare interruzioni di approvvigionamento, garantire la conformità alle normative e ridurre i rischi. Grazie a collaborazioni per la digitalizzazione del progetto idrico e del ciclo di vita delle risorse, Bentley sta aprendo la strada verso il futuro digitale dell'acqua.

Agenda 2030: garantire l'accesso e una gestione sostenibile dell'acqua

Un passo avanti e due indietro sull'obiettivo di sostenibilità dell'ONU relativo all'acqua da raggiungere entro il 2030.

Il progetto Larsen & Toubro dimostra l'importanza di accelerare l'accesso all'acqua pulita. L'Obiettivo di Sviluppo Sostenibile n° 6 delle Nazioni Unite è una chiamata all'azione universale e ambiziosa nell'ambito dei 17 obiettivi di sostenibilità concordati dall'Assemblea Generale delle Nazioni Unite nel 2015 per raggiungere un futuro migliore e più sostenibile per tutti entro l'anno 2030. L'obiettivo n° 6 prevede la garanzia della disponibilità e della gestione sostenibile dell'acqua e dei servizi igienici per tutti. Comprende sei obiettivi orientati ai risultati, tra cui un'acqua potabile sicura e accessibile e il miglioramento della qualità dell'acqua.

Ma su scala globale, è necessario fare di più. Stiamo facendo buoni progressi grazie alla collaborazione tra Bentley e Larsen & Toubro per l'approvvigionamento di acqua alle comunità in India. Tuttavia, si stima che entro il 2025, a livello mondiale, il numero di persone che vivrà in regioni con scarsità d'acqua a causa della crescente siccità provocata dal cambiamento climatico e dalla crescita della popolazione non farà che aumentare. In molte parti del mondo, la situazione sarà peggiore rispetto al 2015, anno in cui è stato fissato l'obiettivo. Per un numero maggiore di persone sarà più difficile accedere quotidianamente a un'acqua pulita e di qualità. Entro il 2050, inoltre, più della metà della popolazione mondiale potrebbe vivere in regioni sottoposte a stress idrico a causa dell'impatto del cambiamento climatico e della siccità, dell'urbanizzazione, così come dei conflitti e delle guerre.

Siamo più vulnerabili di quanto pensiamo per quanto riguarda la sicurezza e la sostenibilità dell'approvvigionamento idrico. Non esiste un piano B quando si tratta di obiettivi idrici e il fallimento, sicuramente, non è un'opzione. Siamo tutti parte della soluzione, e la tecnologia ci aiuterà a raggiungerla più velocemente. Sostenibilità significa ripensare il modo in cui facciamo le cose e farle in modo più intelligente e con maggiore trasparenza.

La collaborazione con le parti interessate in un ambiente di digital twin connessi ci aiuterà a imparare dal passato, a prendere decisioni migliori oggi e a creare un futuro migliore per tutti.

Chi è Bentley Systems

Bentley Systems (Nasdaq: BSY) è la società di software per l'ingegneria delle infrastrutture.

Forniamo software innovativi per far progredire l'infrastruttura mondiale, sostenendo sia l'economia globale che l'ambiente. Le nostre soluzioni software leader di settore sono utilizzate da professionisti e organizzazioni di ogni dimensione per la progettazione, la costruzione e le operazioni di strade e ponti, ferrovie e trasporti, acqua e acque reflue, opere e servizi pubblici, edifici e campus, estrazione e strutture industriali.

Le nostre offerte includono applicazioni basate su MicroStation per la modellazione e la simulazione, ProjectWise per la project delivery, AssetWise per le prestazioni degli asset e della rete, la gamma di software per le geoscienze di Seequent e la piattaforma iTwin per i digital twin delle infrastrutture. Bentley Systems conta con più di 4.500 collaboratori e genera un fatturato annuo di circa 1 miliardo di dollari in 186 paesi.