Negli ultimi anni, il concetto di smart city è diventato un tema centrale tra urbanisti, esperti di tecnologia, architetti, designer, sociologi e amministrazioni pubbliche. Tuttavia, gran parte della discussione si concentra esclusivamente sull’implementazione di strumenti digitali per la raccolta e la gestione dei dati.

Questo approccio limitato può risultare frustrante, soprattutto considerando che le città del futuro necessitano di soluzioni innovative e complete per affrontare le trasformazioni in arrivo, anche nel settore delle costruzioni.

Le smart city si baseranno sicuramente su analisi dei dati, AI, dispositivi interconnessi e automazione, ma dovranno anche essere sostenibili, sicure e vivibili. Una delle sfide principali sarà sviluppare metodi di costruzione più efficienti, rapidi ed economici, senza sacrificare la sostenibilità e il benessere delle persone.

Per creare edifici dinamici sarà necessario ripensare completamente il processo edilizio urbano, dai materiali utilizzati all’approccio progettuale, fino alla collaborazione con i fornitori, il trasporto e le operazioni in cantiere. In questo contesto, la costruzione modulare si rivelerà una risorsa preziosa.

I materiali contano quanto la tecnologia

Le future costruzioni modulari saranno sempre più caratterizzate dall’uso di materiali leggeri, resistenti e sostenibili, in combinazione con tecnologie come i gemelli digitali e l’intelligenza artificiale. Ad esempio, il legno potrebbe gradualmente sostituire l’acciaio e il cemento, mentre i pannelli solari tradizionali potrebbero estendersi alle facciate per massimizzare la produzione di energia.

Inoltre, l’intelligenza artificiale e gli strumenti analitici diventeranno fondamentali per i fornitori, ottimizzando l’integrazione dei vari componenti. Questo porterà a un processo costruttivo più efficiente, economico e flessibile.

Diversamente dalla costruzione modulare tradizionale, in cui i componenti vengono assemblati su un unico piano di fabbrica, i nuovi approcci assomigliano a una catena di montaggio per automobili o aeroplani. Le istruzioni di produzione sono così precise che i moduli si incastrano perfettamente, come blocchi Lego, permettendo un’installazione rapida in qualsiasi parte del mondo. Questo metodo riduce al minimo gli errori umani, accelera i tempi di realizzazione e garantisce costi certi fin dall’inizio.

Sfruttare i gemelli digitali

Esempi già esistenti, come il metodo postmodulare di Assembly, sfruttano modelli di gemelli digitali per garantire maggiore trasparenza su materiali, manodopera, qualità, tempistiche e costi.

Un gemello digitale è un software che crea una replica esatta di un’intera città, inclusi edifici, strade e infrastrutture sotterranee, aggiornandola in tempo reale per riflettere eventuali modifiche. Il suo obiettivo è permettere alle città di simulare cambiamenti infrastrutturali e edilizi, valutandone l’impatto prima dell’inizio dei lavori fisici.

Intelligenza artificiale per ottimizzare i processi

L’IA sta rivoluzionando il settore delle costruzioni, automatizzando compiti complessi e progettando componenti prefabbricati su misura per ogni progetto. Può pianificare le fasi di produzione e assemblaggio per massimizzare l’efficienza e adattare i progetti in tempo reale alle esigenze in evoluzione.

Inoltre, l’IA consente di eseguire simulazioni avanzate—come analisi della resistenza strutturale, valutazioni degli impatti climatici ed efficienza termica—individuando e risolvendo i problemi prima della costruzione. Questo approccio proattivo consente di risparmiare tempo e risorse, migliorando l’affidabilità complessiva dei progetti.

Le sfide per lo sviluppo delle smart city

La costruzione modulare è una scelta chiara per lo sviluppo urbano moderno, ma l’adozione delle tecnologie intelligenti incontra ancora ostacoli significativi. Tra questi, costi elevati di implementazione, investimenti in ricerca e sviluppo e competenze tecniche limitate.

Altre sfide riguardano i requisiti hardware, l’interoperabilità delle reti e la sicurezza nella gestione dei dati, nel rispetto delle normative vigenti. Inoltre, il trasporto dei moduli di grandi dimensioni deve affrontare restrizioni al traffico, permessi specifici e costi elevati per i mezzi di trasporto pesanti.

Strumenti come Building Information Modeling (BIM) e i Sistemi Informativi Geografici (GIS) aiutano ad ottimizzare e visualizzare le fasi di installazione dei moduli e la logistica dei trasporti. Il GIS, che raccoglie e analizza dati geospaziali, è essenziale in questo processo.

Una piattaforma GIS può mostrare su una mappa strade, edifici, ponti e aree verdi, fornendo anche informazioni in tempo reale su traffico, cantieri e congestione.

Inoltre, i software di mappatura logistica integrati con GIS possono suggerire percorsi di accesso ottimizzati ai cantieri, riducendo i costi e migliorando la comunicazione tra i vari attori del progetto.

Automazione e sostenibilità

L’integrazione tra costruzione modulare e tecnologie intelligenti sta guidando lo sviluppo delle smart city, con l’obiettivo di ottimizzare i processi, promuovere la sostenibilità e migliorare la qualità della vita degli abitanti.

In Giappone, la Fujisawa Smart Sustainable Town ha già sperimentato l’uso di robot autonomi per le consegne, mentre su scala più ampia il settore del trasporto merci sta esplorando l’uso di camion senza conducente per spostare grandi carichi su lunghe distanze.

Le costruzioni intelligenti giocano un ruolo chiave nel raggiungimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile (SDG), in particolare quelli relativi allo sviluppo urbano, all’innovazione nei processi produttivi, alla riduzione delle emissioni di carbonio e al miglioramento del benessere delle comunità.