Droni nel settore edile: la rivoluzione 5.0

Droni nel settore edile: l’industria delle costruzioni, tradizionalmente caratterizzata da una certa inerzia nell’adozione di nuove tecnologie, sta assistendo a un’accelerazione digitale senza precedenti. L’avvento dell’industria 4.0 ha innescato una rivoluzione nel modo di progettare, costruire e gestire gli spazi. Ci troviamo ora alle soglie dell’industria 5.0, che preannuncia ulteriori e significative evoluzioni per il settore AEC (Architecture, Engineering, Construction).

L’impiego degli UAV (Unmanned Aerial Vehicles) non rappresenta più una semplice curiosità tecnologica, ma un elemento cardine di questa trasformazione, un fattore abilitante per l’ottimizzazione dell’intero ciclo di vita dell’opera, dalla sua ideazione al suo eventuale smantellamento o riqualificazione.

 

Dal rilievo topografico alla modellazione informativa

 

 

Il rilievo topografico di precisione è stato, storicamente, il primo ambito di applicazione dei droni nel settore AEC. Tuttavia, le potenzialità attuali trascendono la mera acquisizione di dati geometrici. L’adozione generalizzata di sistemi RTK (Real Time Kinematic) e PPK (Post Processed Kinematic) ha portato l’accuratezza dei rilievi a livelli centimetri, anche in assenza di un numero elevato di punti di controllo a terra (GCP). Questa precisione, un tempo ottenibile solo con strumentazione topografica tradizionale e con tempi di esecuzione significativamente maggiori, è ora alla portata di un’ampia gamma di operatori.

Il vero punto di svolta, però, è rappresentato dall’integrazione nativa dei dati acquisiti dai droni con le piattaforme BIM (Building Information Modeling). I modelli 3D, generati attraverso la fotogrammetria o la scansione LiDAR, cessano di essere semplici visualizzazioni e diventano componenti informativi del modello BIM. Questo arricchimento con dati sullo stato di fatto (as-built) permette un confronto immediato e puntuale con il modello di progetto (as-designed), facilitando l’individuazione di discrepanze e l’ottimizzazione del processo decisionale.

 

 

I software di elaborazione delle nuvole di punti, sempre più potenti e sofisticati, consentono non solo la creazione di modelli 3D accurati, ma anche l’estrazione automatica di elementi costruttivi e infrastrutturali (feature extraction), la classificazione semantica dei punti che compongono la nuvola, e l’analisi di deformazioni e cedimenti strutturali nel corso del tempo. Inoltre, le ortofoto ad altissima risoluzione generate dalle immagini aeree forniscono una base cartografica di dettaglio per la pianificazione e il controllo del cantiere.

 

Monitoraggio avanzato: verso un controllo proattivo e data-driven

 

 

Il monitoraggio del cantiere tramite droni si sta evolvendo da una semplice attività di ispezione visiva a un sistema di controllo proattivo e data-driven. L’analisi dei dati, integrati con altri sistemi informativi, diventa il fulcro di questo nuovo approccio. La “change detection”, ovvero il confronto tra modelli 3D acquisiti in momenti successivi, permette di identificare automaticamente le modifiche avvenute nel cantiere. Questa funzionalità consente di quantificare con precisione l’avanzamento dei lavori, di monitorare il rispetto della pianificazione temporale (4D) e di controllare l’andamento dei costi (5D), fornendo informazioni cruciali per il project management.

L’impiego di sensori specialistici, come termocamere e camere multispettrali, estende le capacità di monitoraggio oltre lo spettro visibile. È possibile individuare ponti termici, infiltrazioni d’acqua, difetti di isolamento, problemi strutturali non evidenti a occhio nudo, o persino lo stress della vegetazione in progetti di ingegneria naturalistica.

Un aspetto chiave è l’integrazione dei dati raccolti dai droni con i sistemi di gestione del cantiere (Common Data Environment – CDE). I dati confluiscono in dashboard di controllo che offrono una visione d’insieme in tempo reale sull’avanzamento dei lavori, sull’utilizzo delle risorse e sui potenziali rischi, supportando decisioni informate e tempestive. 

Sempre più spesso, algoritmi di intelligenza artificiale (AI) e machine learning (ML) vengono impiegati per automatizzare l’analisi delle immagini e dei video acquisiti dai droni. Questi algoritmi sono in grado di identificare automaticamente anomalie, difetti costruttivi o violazioni delle norme di sicurezza, riducendo la dipendenza dall’interpretazione umana e aumentando l’efficienza del processo di controllo.

 

Fotogrammetria di precisione: analisi quantitativa e documentazione as-built

 

 

La fotogrammetria aerea, grazie alla sua versatilità e al rapporto costo-efficacia, si conferma come una delle tecniche più diffuse per la generazione di modelli 3D ad alta risoluzione. Tuttavia, le applicazioni più avanzate si spingono oltre la semplice visualizzazione, sfruttando i modelli fotogrammetrici per analisi quantitative dettagliate. 

Il calcolo volumetrico di alta precisione, ad esempio, è una funzionalità fondamentale. I modelli fotogrammetrici permettono di determinare con accuratezza i volumi di scavi e riporti, di monitorare l’avanzamento dei lavori di movimento terra e di verificare la congruità delle fatture relative ai materiali movimentati.

L’analisi di deformazione è un’altra applicazione di rilievo. Confrontando modelli fotogrammetrici acquisiti in epoche diverse, è possibile monitorare le deformazioni di strutture complesse come ponti, dighe o edifici storici, individuando precocemente eventuali cedimenti o dissesti, e supportando decisioni cruciali in materia di sicurezza e manutenzione. 

I modelli fotogrammetrici, inoltre, rappresentano una documentazione as-built di elevata qualità, estremamente dettagliata e precisa. Questo tipo di documentazione è prezioso per la gestione e la manutenzione dell’opera nel lungo termine, nonché per eventuali interventi di restauro, riqualificazione o ampliamento.

 

Gestione delle emergenze: rapidità, precisione e sicurezza

 

 

In situazioni di emergenza, che si tratti di calamità naturali o di incidenti sul lavoro, i droni si dimostrano strumenti insostituibili per una valutazione rapida e oggettiva dei danni e per il supporto alle operazioni di soccorso. 

La capacità dei droni di operare in ambienti pericolosi o inaccessibili (come edifici crollati o aree contaminate) permette di acquisire immagini e dati in tempo reale, senza mettere a repentaglio la sicurezza del personale. Le immagini ad alta risoluzione e i modelli 3D acquisiti consentono una valutazione rapida dell’entità dei danni strutturali, l’identificazione delle aree più critiche e la pianificazione degli interventi di messa in sicurezza.

Le informazioni fornite dai droni diventano un supporto decisionale fondamentale per le squadre di soccorso, facilitando l’individuazione di vie di accesso sicure, la localizzazione di eventuali dispersi e il coordinamento degli interventi. La possibilità di creare rapidamente mappe di rischio aggiornate è un ulteriore vantaggio in queste situazioni critiche.

 

Sicurezza sul lavoro: un approccio proattivo alla prevenzione

 

 

L’impiego dei droni per la sicurezza sul lavoro si sta evolvendo verso un approccio proattivo alla prevenzione, andando oltre la semplice ispezione visiva.

Gli algoritmi vengono addestrati per riconoscere automaticamente comportamenti a rischio, come il mancato utilizzo dei dispositivi di protezione individuale (DPI) o la presenza di persone in aree interdette. Questi sistemi possono anche identificare situazioni potenzialmente pericolose, come attrezzature posizionate in modo non corretto o accumuli di materiale infiammabile.

La generazione di alert in tempo reale, in caso di rilevamento di anomalie, consente un intervento immediato da parte dei responsabili della sicurezza, riducendo il rischio di incidenti. Le immagini e i video acquisiti dai droni, inoltre, rappresentano un materiale didattico prezioso per la formazione e l’addestramento del personale. La visualizzazione di scenari reali e di esempi concreti di comportamenti corretti e scorretti aumenta la consapevolezza dei rischi e promuove una cultura della sicurezza.

 

Droni nel settore edile: verso un ecosistema digitale integrato

 

 

L‘adozione dei droni nel settore AEC è in costante crescita, ma alcune sfide chiave richiedono attenzione. La gestione e l’analisi dell’enorme quantità di dati generati dai droni (Big Data) richiedono infrastrutture IT adeguate e competenze specialistiche. L’integrazione con altre tecnologie digitali, come l’Internet of Things (IoT), il BIM, il GIS, l’AI, il ML e la realtà aumentata, è fondamentale per sfruttare appieno il potenziale dei droni e creare un flusso di lavoro veramente integrato.

Il quadro normativo relativo all’utilizzo dei droni è in continua evoluzione, e gli operatori devono mantenersi costantemente aggiornati per garantire la conformità. La formazione specialistica è un requisito imprescindibile, sia per i piloti di droni, sia per gli analisti dei dati, che devono possedere competenze multidisciplinari.

 

 

Il futuro dei droni nel settore AEC è chiaramente orientato verso una sempre maggiore integrazione con le altre tecnologie digitali, verso l’automazione dei processi e verso lo sviluppo di applicazioni sempre più specifiche e sofisticate. L’obiettivo finale è la creazione di un ecosistema digitale integrato, in cui i droni non siano più semplici strumenti di acquisizione dati, ma componenti attivi di un sistema di gestione intelligente dell’intero ciclo di vita dell’opera. 

L’impiego di sciami di UAV, coordinati da algoritmi di intelligenza artificiale, permetterà di monitorare cantieri di grandi dimensioni in modo continuo e automatico, ottimizzando la logistica, la sicurezza e, in ultima analisi, la produttività.

 

[Credits: Dronemaster, Infobuid.it]

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