Le principali applicazioni IoT nelle costruzioni

La tecnologia IoT si sta lentamente facendo strada nel mondo delle costruzioni dove aziende e project manager sono sempre più consapevoli dei vantaggi della sua implementazione nel workflow costruttivo. Ma quali sono le sue applicazioni nel mondo dell’edilizia? E che vantaggi apporterebbe la sua implementazione nel processo costruttivo?

Scopriamolo insieme in questo articolo.

Cosa si intende per IoT?

L’Internet of Things (IoT) è una rete di dispositivi fisici dotati di sensori, connessione internet e la capacità di comunicare tra loro. Questi dispositivi possono raccogliere dati dall’ambiente circostante e scambiare informazioni con altri dispositivi o con un sistema centrale. Questa tecnologia innovativa sta rivoluzionando numerosi settori, compreso quello delle costruzioni.

Immaginiamo, ad esempio, una gru in un cantiere edile equipaggiata con sensori per monitorare il carico, la temperatura e lo stato di manutenzione. Questi dati vengono costantemente raccolti e trasmessi a una piattaforma BIM IOT che permette di analizzarli in tempo reale e prendere decisioni informate.

Vediamo quindi nel dettaglio come nel settore delle costruzioni l’IoT offre un potenziale enorme per migliorare la gestione dei progetti di costruzione, la sicurezza dei lavoratori e l’efficienza operativa.

Quali sono le principali applicazioni IoT nelle costruzioni?

Il settore delle costruzioni è noto per le sue sfide complesse, tra cui scadenze strette, budget limitati e la necessità di garantire la sicurezza dei lavoratori. Qui entra in gioco l’IoT, portando un vento di cambiamento significativo.

L’IoT offre al settore delle costruzioni l’opportunità di superare queste sfide in modo innovativo. Con la capacità di connettere e monitorare in tempo reale una vasta gamma di apparecchiature, macchinari e strutture, l’IoT fornisce agli operatori e ai responsabili dei progetti la possibilità di una gestione più efficiente delle risorse, una migliore pianificazione e una maggiore sicurezza sul luogo di lavoro.

Quali sono allora le più recenti applicazioni IoT nel settore delle costruzioni? Vediamole insieme:

• monitoraggio dei luoghi: questa applicazione consiste nell’utilizzo di una serie di sensori per registrare, in modo costante e dinamico, le condizioni dei cantieri e dei luoghi di lavoro. I sensori installati monitorano e registrano dati in real-time relativi a fattori come temperatura, umidità, rumore e vibrazioni. Grazie a questa applicazione dell’IoT, si è in grado di prevenire incidenti e malfunzionamenti aumentando la sicurezza e la conformità dei luoghi di lavoro;
• fleet management: si intende la gestione di veicoli, macchinari e attrezzature di proprietà dell’impresa costruttrice. Tale gestione può migliorare notevolmente la sua efficienza grazie al monitoraggio automatico dei veicoli che prevede la raccolta automatica di dati come posizione, velocità, consumo di carburante e requisiti di manutenzione. Automatizzare la gestione dei veicoli grazie all’IoT riduce la possibilità di errore e aumenta parallelamente la sicurezza degli operatori;
• tecnologie IoT indossabili: proprio come suggerisce il nome, la tecnologia IoT indossabile consiste in dispositivi indossabili dagli operatori, come orologi intelligenti, occhiali AR, caschi intelligenti, etc. Questi dispositivi monitorano i dati personali e li segnalano in modalità wireless e real-time.

IoT nel settore delle costruzioni

Monitoraggio del cantiere

Una delle principali applicazioni dell’IoT in edilizia riguarda il monitoraggio continuo delle attività di cantiere. Sensori, telecamere, dispositivi GNSS e sistemi di localizzazione consentono di acquisire informazioni sulle condizioni operative e sull’avanzamento delle lavorazioni.
I sensori possono rilevare parametri come temperatura, umidità, vibrazioni, rumore, polveri sottili, presenza di acqua o variazioni nelle condizioni del terreno. I dati vengono trasmessi a una piattaforma centralizzata, dove possono essere visualizzati attraverso dashboard e sistemi di supervisione.
L’integrazione con il modello BIM permette di associare le informazioni raccolte direttamente agli elementi dell’opera. È così possibile costruire una rappresentazione digitale aggiornata del cantiere, confrontando lo stato effettivamente rilevato con quello previsto dal progetto e dal cronoprogramma.
Un sistema IoT può inoltre generare notifiche automatiche quando un parametro supera una soglia prestabilita. Ad esempio, un sensore può segnalare il superamento di una determinata concentrazione di polveri oppure una condizione microclimatica non compatibile con una specifica lavorazione.

Gestione delle attrezzature e dell’equipaggiamento di cantiere

L’IoT consente di migliorare la gestione di macchine operatrici, mezzi d’opera, autocarri e attrezzature attraverso sistemi di localizzazione e sensori installati a bordo.
I dispositivi telematici possono raccogliere dati relativi a posizione, ore di funzionamento, consumi, velocità, utilizzo del motore e condizioni operative della macchina. Le informazioni vengono quindi trasmesse a piattaforme software che consentono di monitorare l’intera flotta da un unico ambiente.
Uno degli aspetti più rilevanti è la possibilità di applicare strategie di manutenzione predittiva. L’analisi dei parametri di funzionamento può infatti evidenziare variazioni anomale rispetto ai normali comportamenti della macchina, consentendo di programmare un intervento prima che si verifichi un guasto.
Il monitoraggio dell’utilizzo permette inoltre di individuare periodi di inattività o sottoutilizzo delle attrezzature, ottimizzando l’assegnazione dei mezzi alle diverse lavorazioni e riducendo tempi improduttivi, consumi energetici e costi operativi.

Sicurezza dei lavoratori

Nel campo della sicurezza, l’IoT può essere utilizzato per sviluppare sistemi di monitoraggio delle condizioni operative e di localizzazione del personale.
I dispositivi wearable, come smart helmet, smart vest, braccialetti e altri dispositivi indossabili, possono integrare sensori per rilevare parametri quali posizione, movimento, temperatura ambientale o eventuali situazioni anomale. In funzione della tecnologia utilizzata, possono inoltre comunicare con sistemi di localizzazione indoor basati, ad esempio, su Bluetooth Low Energy (BLE), Ultra-Wideband (UWB), RFID o altre tecnologie radio.
Una possibile applicazione consiste nel definire geofence, cioè aree virtuali associate a specifiche zone del cantiere. Quando un dispositivo entra o esce da una determinata area, il sistema può registrare l’evento e, nei sistemi configurati per questo scopo, generare un avviso.
L’IoT può essere impiegato anche per monitorare condizioni potenzialmente pericolose, come l’accesso a zone interdette o la permanenza in prossimità di determinate macchine operative. I dati raccolti possono essere integrati nei sistemi di gestione della sicurezza, contribuendo a migliorare la capacità di controllo e la tempestività delle segnalazioni.
È comunque importante distinguere il monitoraggio tecnologico dalle procedure di prevenzione e protezione previste dalla normativa: i dispositivi IoT costituiscono uno strumento di supporto e non sostituiscono la valutazione dei rischi, le misure di sicurezza e la formazione dei lavoratori.

Tracciamento dei materiali e gestione dell’inventario

La gestione dei materiali rappresenta un ulteriore ambito nel quale l’IoT può produrre vantaggi significativi. Il principio consiste nell’associare a materiali, componenti, attrezzature o unità di carico un identificativo digitale che ne consenta il riconoscimento e il tracciamento lungo la filiera.
Le tecnologie utilizzabili comprendono RFID, codici QR, NFC e sensori IoT. Ogni elemento può essere associato a informazioni relative, ad esempio, a tipologia, quantità, fornitore, lotto, data di consegna, posizione e stato.
In questo modo è possibile conoscere in maniera più precisa quali materiali sono disponibili, dove si trovano e come vengono movimentati. Il sistema può inoltre registrare automaticamente le operazioni di ingresso e uscita dal deposito, riducendo le attività manuali di inventario.
L’integrazione con BIM e sistemi di gestione della commessa consente di collegare i dati logistici agli oggetti presenti nel modello digitale. Un componente installato può quindi essere associato non solo alla sua posizione fisica, ma anche alla documentazione tecnica, alle informazioni di fornitura e, successivamente, ai dati utili alla manutenzione.

Monitoraggio ambientale e delle emissioni

I sensori IoT possono essere utilizzati per monitorare in modo continuo le condizioni ambientali del cantiere e le emissioni generate dalle attività costruttive.
Tra i parametri monitorabili rientrano temperatura, umidità relativa, pressione atmosferica, rumore, vibrazioni e concentrazione di particolato atmosferico. In funzione della configurazione del sistema possono essere monitorati anche altri parametri specifici, in relazione alle caratteristiche del cantiere e alle esigenze di controllo.
Il vantaggio principale consiste nella possibilità di passare da campagne di misurazione discontinue a un monitoraggio distribuito e continuo, con acquisizione automatica dei dati.
I dati possono essere rappresentati attraverso serie temporali e dashboard, permettendo di individuare correlazioni tra determinate attività e variazioni dei parametri ambientali. Ad esempio, un sistema può mettere in relazione l’incremento delle concentrazioni di particolato con specifiche lavorazioni o con il passaggio dei mezzi di cantiere.
L’IoT può inoltre supportare il monitoraggio dei consumi energetici e dei combustibili, contribuendo alla quantificazione delle prestazioni ambientali e alla definizione di strategie per ridurre consumi ed emissioni.

Monitoraggio dello stato di salute delle strutture

Una delle applicazioni più evolute dell’IoT è il Structural Health Monitoring (SHM), ovvero il monitoraggio delle condizioni di una struttura attraverso sistemi di misura permanenti o temporanei.
Il principio consiste nell’installazione di sensori in punti significativi dell’opera, in grado di rilevare grandezze fisiche correlate al comportamento strutturale. Tra queste possono rientrare deformazioni, spostamenti, accelerazioni, inclinazioni, vibrazioni, temperatura e apertura delle fessure.
I dati vengono acquisiti nel tempo e analizzati per identificare variazioni rispetto alle condizioni di riferimento. Nel caso delle strutture soggette ad azioni dinamiche, ad esempio, l’analisi delle vibrazioni può fornire informazioni sulle caratteristiche dinamiche del sistema e sulle eventuali variazioni del suo comportamento.
L’obiettivo non è semplicemente raccogliere dati, ma individuare trend e anomalie che possano richiedere ulteriori verifiche tecniche. Per questo motivo, i sistemi SHM possono integrare algoritmi di elaborazione dei dati e modelli numerici, fornendo informazioni utili alla gestione della manutenzione.
L’integrazione con il BIM e con il digital twin permette inoltre di associare le misure rilevate direttamente agli elementi strutturali rappresentati nel modello digitale, creando una connessione tra il comportamento reale dell’opera e la sua rappresentazione virtuale.

Controllo della qualità e monitoraggio dello stato di avanzamento

L’IoT può supportare anche il controllo qualità e il monitoraggio dell’avanzamento dei lavori, creando un collegamento continuo tra ciò che viene realizzato fisicamente in cantiere e modello BIM di progetto.
Telecamere, scanner 3D, dispositivi GNSS, sensori e sistemi di acquisizione dati possono fornire informazioni sullo stato effettivo delle lavorazioni. Questi dati possono essere confrontati con il modello BIM e con il cronoprogramma per verificare eventuali scostamenti.
Ad esempio, l’acquisizione periodica della geometria di un’opera consente di confrontare la configurazione rilevata con quella progettata, individuando difformità dimensionali o geometriche. Analogamente, il monitoraggio delle attività può fornire indicazioni sull’effettivo completamento delle lavorazioni previste.
L’integrazione tra dati IoT, BIM e strumenti di gestione della commessa permette quindi di realizzare un flusso informativo continuo: il sensore acquisisce il dato, la piattaforma lo elabora, il modello digitale lo contestualizza e il sistema di gestione lo utilizza per supportare il processo decisionale.
Questo approccio contribuisce a rendere più tracciabili le attività di cantiere e a migliorare la gestione delle informazioni relative a tempi, risorse, materiali e qualità dell’opera.

Qual è il futuro dell’IoT nel settore delle costruzioni?

Il processo di digitalizzazione e sviluppo tecnologico nel settore AECO si sta piano piano facendo strada dopo anni di passi lenti. Le imprese più virtuose e avanguardiste riconoscono il potere delle innovazioni digitali e di nuovi approcci progettuali che coinvolgono le applicazioni IoT nel mondo BIM e IOT nei Digital Twin ma il livello di implementazione tecnologica e digitale è ancora basso e molte imprese di costruzioni non riescono a cogliere appieno il potenziale delle nuove tecnologie come l’IA, l’IoT e i software BIM.

Una cosa però è certa, il cantiere del futuro potrebbe apparire molto diverso da quello che vediamo oggi ed è quindi necessario che:

• le imprese di costruzione accelerino il loro processo di digitalizzazione e di presa di coscienza dei vantaggi apportati da queste innovazioni;
• gli operatori del settore potenzino le loro competenze digitali che saranno sempre più richieste.

Nonostante l’andamento sia, quindi, relativamente lento, vediamo già come gli strumenti con funzionalità IoT vengono utilizzati per:

• migliorare la manutenzione;
• monitorare lo stato in tempo reale di apparecchiature e macchine;
• monitorare lo stato del cantiere;
• pianificare le attività;
• ridurre i ritardi del progetto;
• ottimizzare i budget.

Man mano che la digitalizzazione e la tecnologia si fanno strada nel mondo delle costruzioni, le stesse innovazioni migliorano e si potenziano. Si prevede infatti che sensori migliori, una migliore analisi dei dati e una maggiore automazione contribuiranno a rendere ancora più roseo il futuro dell’IoT nella costruzione. ‍Entro i prossimi 3-5 anni, le aziende più avanguardiste saranno sulla buona strada per concretizzare questo futuro in cui i processi di costruzione saranno più efficienti, la sicurezza sarà maggiore e i costi ridotti.

Quali sono i vantaggi dell’applicazione dell’IoT nel settore AECO?

I benefici che l’implementazione dell’Internet of Things apporta nei processi costruttivi sono molteplici e variano in base alla specificità del progetto. Alcuni però sono più che evidenti e sempre validi, e sono:

• maggiore sicurezza: l’uso dell’IoT nella costruzione aiuta a identificare potenziali pericoli prima che si verifichino guasti ed incidenti. I sensori e altri dispositivi collegati possono infatti rilevare variazioni di temperatura, umidità, qualità dell’aria e altri parametri che potrebbero compromettere la sicurezza dei luoghi di lavoro. Questi dati, trasmessi in tempo reale, consentono al construction manager di intraprendere azioni correttive e preventive;
• maggiore efficienza: l’IoT migliora la produttività dei processi costruttivi e la gestione dei progetti. I dispositivi IoT possono infatti automatizzare attività come il monitoraggio e la regolazione delle condizioni ambientali, il monitoraggio della posizione delle apparecchiature e la gestione dell’inventario. Questo minimizza il potenziale di errori e consente un uso più efficiente delle risorse;
• monitoraggio real-time e analisi dei dati: i dispositivi IoT forniscono dati in tempo reale sui progressi della costruzione, consentendo un migliore processo decisionale, una migliore pianificazione e l’allocazione delle risorse, riducendo così i tempi e i costi complessivi del progetto;
• riduzione dei costi: i dispositivi connessi possono monitorare l’utilizzo di materiali e attrezzature, avvisando i responsabili di potenziali inefficienze e sotto o sovrautilizzi. Ciò consente ai manager di adottare misure correttive e ridurre i costi associati a sprechi e consumi eccessivi;
• migliore controllo della qualità: i dispositivi IoT possono monitorare attività, materiali e processi in tempo reale, garantendo che il prodotto finale soddisfi gli standard di qualità e le aspettative dei clienti.

Come integrare l’IoT nel settore delle costruzioni?

Dopo aver visto i vantaggi che questa tecnologia comporta nei processi costruttivi vediamo come implementare questa tecnologia nel workflow.

Il processo in realtà è abbastanza semplice, grazie soprattutto ai software che ci vengono incontro. Infatti, una volta installati fisicamente i sensori e i dispositivi IoT, sarà sufficiente effettuare un’associazione tra il dispositivo IoT fisico e il suo gemello digitale all’interno del BIM.

Integrazione sensori Iot e modello BIM – usBIM.iot

Il modello BIM acquisisce e analizza in tempo reale i dati inviati dai sensori cambiando le sue caratteristiche in base alle informazioni che ciascun sensore trasmette. In questo modo è possibile un controllo puntuale anche su grandi ambienti con migliaia di dispositivi, direttamente su un unico modello 3D BIM.

Tutto ciò non sarebbe possibile senza la mediazione della BIM IoT platform, che realizza un’associazione automatica tra i dispostivi IoT fisici e i loro corrispondenti digitali. Non ti resta dunque che cominciare con numerose applicazioni e uno spazio cloud di 10 GB gratis, per poi configurare usBIM secondo le tue esigenze!

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FAQ sull’IoT nel settore delle costruzioni

Che cos’è l’IoT nel settore delle costruzioni?

L’IoT (Internet of Things) nel settore delle costruzioni consiste nell’utilizzo di sensori, dispositivi e sistemi connessi per raccogliere, trasmettere e analizzare dati in tempo reale durante le diverse fasi di un progetto. Un esempio è una gru da cantiere dotata di sensori in grado di rilevare carico, temperatura e condizioni operative, inviando queste informazioni a una piattaforma IoT integrata con il modello BIM. In questo modo è possibile monitorare continuamente le condizioni del cantiere, dei macchinari e delle strutture, migliorando il controllo e la gestione del progetto.

Quali sono le principali applicazioni dell’IoT nei cantieri?

Le principali applicazioni dell’IoT nei cantieri riguardano il monitoraggio del sito, la gestione delle macchine e delle flotte, la sicurezza dei lavoratori, la gestione dei materiali e delle scorte, il monitoraggio ambientale, il controllo dello stato di salute delle strutture e il controllo della qualità e dell’avanzamento dei lavori. Sensori, telecamere, sistemi GNSS, dispositivi wearable, RFID e altri dispositivi connessi permettono di raccogliere dati continuamente e di renderli disponibili attraverso dashboard e piattaforme digitali, anche in integrazione con il BIM.

Come viene utilizzato l’IoT per la sicurezza dei lavoratori?

L’IoT può supportare la sicurezza dei lavoratori attraverso dispositivi wearable come caschi intelligenti, gilet e braccialetti connessi, capaci di rilevare posizione, movimento, temperatura ambientale e anomalie. Sistemi di localizzazione basati, ad esempio, su BLE, UWB o RFID possono inoltre permettere di individuare la posizione dei lavoratori e creare sistemi di geofencing per segnalare l’accesso ad aree riservate o la vicinanza a macchinari. I dati raccolti possono essere integrati nei sistemi di gestione della sicurezza. L’IoT supporta, ma non sostituisce, la valutazione dei rischi, le misure di sicurezza e la formazione dei lavoratori.

Quali vantaggi offre l’IoT nella gestione di un progetto di costruzione?

L’utilizzo dell’IoT consente di ottenere un monitoraggio continuo e una maggiore disponibilità di dati in tempo reale, favorendo una gestione più efficiente del cantiere. Tra i principali vantaggi rientrano una maggiore sicurezza, l’ottimizzazione delle attività e delle risorse, la riduzione dei costi operativi, il controllo della qualità e la possibilità di individuare tempestivamente anomalie o situazioni critiche. Il monitoraggio di macchine, materiali, condizioni ambientali e avanzamento dei lavori permette inoltre di supportare la pianificazione e di contribuire alla riduzione dei ritardi di progetto.

Come si integra l’IoT con il BIM?

L’integrazione tra IoT e BIM permette di collegare i dati provenienti dagli oggetti fisici del cantiere al loro corrispondente elemento digitale. I sensori e i dispositivi IoT vengono installati fisicamente e associati al relativo elemento del modello BIM o del digital twin. Il modello può quindi ricevere e analizzare i dati dei sensori in tempo reale, consentendo di visualizzare lo stato di macchine, strutture e ambienti direttamente all’interno dell’ambiente digitale. Le piattaforme BIM IoT possono automatizzare l’associazione tra dispositivi fisici ed elementi digitali e consentire di monitorare anche ambienti molto estesi attraverso un unico modello BIM 3D.

Indirizzo articolo: https://biblus.acca.it/le-principali-applicazioni-iot-nelle-costruzioni/