Digital Twin idrico: dal BIM al GIS per integrare dati, reti e manutenzione

La gestione delle infrastrutture idriche è oggi chiamata a rispondere a sfide sempre più complesse, legate alla necessità di migliorare l'efficienza operativa delle reti. Uno dei principali ostacoli è rappresentato dalla frammentazione delle informazioni tra le diverse fasi del ciclo di vita delle opere, dalla progettazione alla gestione e manutenzione.

Per affrontare questo problema, Gruppo CAP, gestore del Servizio Idrico Integrato della Città Metropolitana di Milano, insieme a One Team S.p.A., ha sviluppato un framework digitale in grado di integrare i mondi BIM e GIS in un unico ecosistema informativo, con l'obiettivo di realizzare un Digital Twin a supporto delle decisioni operative e strategiche.

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Scan-to-BIM e Autodesk Forma per digitalizzare e pianificare gli asset idrici

Il processo prende avvio dalla digitalizzazione degli impianti esistenti tramite attività di Scan-to-BIM, che trasformano le nuvole di punti in modelli tridimensionali ricchi di informazioni geometriche e tecniche. Tali modelli vengono successivamente gestiti all'interno di Autodesk Forma, utilizzato come piattaforma cloud per la pianificazione e l'analisi preliminare degli interventi.

Grazie a questo ambiente condiviso, progettisti e gestori possono valutare in anticipo l'impatto delle soluzioni infrastrutturali sul territorio, migliorando il coordinamento tra i diversi attori coinvolti e ponendo le basi per una gestione integrata degli asset.

Validazione dei modelli BIM e degli AIR con Autodesk Platform Services

Per garantire che il Digital Twin sia alimentato da dati affidabili, One Team ha sviluppato una soluzione di validazione automatica basata sulle API di Autodesk Platform Services (APS). Il sistema estrae le informazioni dai modelli BIM e verifica il rispetto degli Asset Information Requirements (AIR) e dei livelli di sviluppo informativo richiesti.

I controlli riguardano la presenza dei parametri obbligatori, la correttezza delle anagrafiche tecniche e la coerenza dei dati inseriti. Al termine dell'analisi vengono generati report dettagliati che consentono di individuare rapidamente eventuali anomalie, assicurando che soltanto i modelli conformi proseguano nel processo di integrazione (Figura 1).

Integrazione BIM-GIS: dai modelli BIM a Esri Utility Network

Dopo la validazione, i dati delle reti vengono esportati dai modelli BIM e trasferiti in Esri Utility Network, la piattaforma GIS utilizzata per la gestione della rete infrastrutturale. Questo passaggio permette di preservare le relazioni topologiche e le caratteristiche geometriche degli asset, integrandole nella cartografia aziendale senza necessità di ridisegno manuale.

L'automazione del flusso riduce gli errori, migliora la qualità del dato e garantisce un costante allineamento tra la rappresentazione digitale e la situazione reale sul territorio (Figura 2 e Figura 3).

Modellazione idraulica delle reti: simulazioni e supporto alle decisioni

I dati geografici così strutturati vengono utilizzati per alimentare le piattaforme di modellazione idraulica InfoWorks ICM. Grazie alla corrispondenza tra infrastruttura fisica e modello digitale, è possibile eseguire simulazioni avanzate e valutare il comportamento delle reti in situazioni critiche, come eventi meteorologici estremi o condizioni di stress idrico.

Questo approccio consente una maggiore capacità predittiva e supporta la pianificazione di interventi mirati per migliorare resilienza e continuità del servizio.

Digital Twin e Asset Management per la gestione delle infrastrutture idriche

Il risultato finale del progetto è un ecosistema Digital Twin che integra dati BIM, GIS, simulazioni idrauliche e informazioni operative. Attraverso Microsoft Power BI, tali dati vengono aggregati in dashboard interattive che rendono immediatamente disponibili indicatori e informazioni utili per il monitoraggio e la gestione degli asset.

La disponibilità di dati affidabili e continuamente aggiornati permette di supportare processi di manutenzione predittiva, ottimizzare i consumi energetici e aumentare l'efficienza operativa dell'intero sistema idrico (Figura 4).

Dal BIM al Digital Twin: un ecosistema informativo per la gestione delle reti idriche

L'esperienza realizzata da Gruppo CAP e One Team dimostra come l'integrazione tra BIM, GIS e strumenti di analisi avanzata possa diventare un elemento strategico per la gestione sostenibile delle utility. Il framework sviluppato consente di collegare in modo continuo progettazione, costruzione, operatività e manutenzione, creando un Digital Twin affidabile e aggiornato che supporta il raggiungimento degli obiettivi di resilienza, efficienza ed economia circolare nel settore idrico.

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FAQ tecniche - Digital Twin idrico e integrazione BIM-GIS per la gestione delle reti

Che cos’è un Digital Twin idrico?

È un ecosistema digitale che mette in relazione la rappresentazione degli asset con informazioni geometriche, geografiche, tecniche e operative. Nel caso descritto, integra BIM, GIS, modellazione idraulica e analytics per supportare gestione, simulazione e manutenzione delle infrastrutture.

In quali infrastrutture può essere utilizzato un Digital Twin idrico?

L’approccio è rivolto alla gestione delle infrastrutture del servizio idrico e, più in generale, degli asset a rete. Il framework illustrato nell’articolo riguarda l’esperienza di Gruppo CAP e One Team. L'estensione ad altri specifici contesti infrastrutturali deve essere valutata in relazione a dati, modelli e sistemi gestionali disponibili.

Quali norme regolano la gestione informativa BIM utilizzata nel Digital Twin?

Un riferimento pertinente è la serie UNI EN ISO 19650, dedicata alla gestione delle informazioni mediante BIM lungo il ciclo di vita degli asset. La UNI EN ISO 19650-3:2021 riguarda specificamente la fase gestionale degli asset.

Quali vantaggi offre l’integrazione BIM-GIS?

Permette di trasferire informazioni dagli asset modellati in BIM all'ambiente geografico utilizzato per la gestione della rete. Nel workflow descritto, l'automazione evita il ridisegno manuale e punta a preservare geometrie e relazioni topologiche, riducendo possibili disallineamenti informativi. 

Come vengono verificati i dati BIM prima dell’integrazione nel GIS?

La soluzione sviluppata da One Team utilizza Autodesk Platform Services per estrarre le informazioni dai modelli e controllarne la rispondenza agli Asset Information Requirements. Sono verificati parametri obbligatori, anagrafiche tecniche e coerenza delle informazioni prima del passaggio al sistema GIS.

Come si mantiene aggiornato il Digital Twin durante gestione e manutenzione?

La continuità del Digital Twin dipende dalla capacità di mantenere coerenti modello informativo, GIS e dati provenienti dai processi operativi. La UNI EN ISO 19650-3:2021 disciplina proprio la gestione delle informazioni nella fase operativa degli asset.

Quali errori devono essere evitati nella costruzione di un Digital Twin idrico?

Uno dei principali rischi è integrare dati non validati o non coerenti tra BIM, GIS e sistemi operativi. Il workflow descritto introduce quindi una validazione preventiva degli AIR. Vanno inoltre definite regole per identificazione degli asset, aggiornamento, interoperabilità e responsabilità nella gestione dell'informazione.