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Immaginiamo per un attimo a un'infrastruttura capace di prevedere e prevenire i guasti, di adattarsi alle condizioni ambientali in tempo reale e di massimizzare l’efficienza energetica senza interventi umani costanti. Pura utopia? No, tutto questo è possibile, grazie all’integrazione della tecnologia e dell’intelligenza artificiale nei progetti civili. Le infrastrutture smart stanno contribuendo a ridefinire da zero il settore dell'ingegneria, offrendo nuove frontiere per la sicurezza e la sostenibilità. Nel corso di questo articolo approfondiremo meglio questa tematica e vedremo come queste soluzioni stanno trasformando progetti complessi in ecosistemi digitalmente connessi.

Così come per qualsiasi altro settore lavorativo, anche il campo dell'ingegneria civile sta vivendo una vera e propria rivoluzione artificiale attraverso l'esplosione dell'AI avvenuta di recente. Tutto ciò che poco prima si vedeva solamente nei film di fantascienza, ora sta diventando sempre più concreto e tangibile e ogni settore, nessuno escluso, è costretto ad adeguarsi rapidamente, per riuscire a coglierne i vantaggi il più in fretta possibile. Le infrastrutture smart, con sensori avanzati, Internet of Things (IoT) e sistemi di monitoraggio in tempo reale, rappresentano oggi il futuro del settore. L'inserimento di queste tecnologie permette di trasformare una struttura statica in un ecosistema intelligente, capace di interagire e rispondere attivamente alle condizioni ambientali, all'usura e ad eventi eccezionali.

Partiamo prima di tutto dall'Internet of Things, meglio noto con l'acronimo IoT. Quest'ultimo gioca un ruolo fondamentale nel processo di rivoluzione che sta accadendo: è proprio grazie a una rete di sensori distribuiti strategicamente, che si possono raccogliere innumerevoli dati su vibrazioni, temperatura, pressione, umidità e integrità strutturale. Questi dati sono trasmessi e analizzati in tempo reale per individuare potenziali criticità prima che possano diventare problematiche significative e, inevitabilmente, anche parecchio costose e rischiose per la sicurezza dei cittadini. Ad esempio, un sistema di monitoraggio su un ponte potrebbe identificare un aumento anomalo delle vibrazioni, indicando possibili micro-fessurazioni o usura dei materiali.

Oltre al miglioramento nella sicurezza e nella manutenzione, le infrastrutture smart offrono vantaggi significativi in termini di efficienza. I dati raccolti dai sensori forniscono informazioni precise che aiutano a ottimizzare il consumo di energia, incrementando sensibilmente l'adozione di pratiche green ed ecosostenibili. Senza considerare il fatto che si può ridurre notevolmente lo spreco di materiali, attraverso una gestione più attenta e preventiva delle risorse naturali. I sistemi automatizzati, che operano in base a parametri definiti a seconda delle condizioni ambientali o al flusso di persone e veicoli, consentono di regolare dinamicamente ed efficientemente l'illuminazione, la climatizzazione e altri consumi energetici. Niente più sprechi inutili di qualsiasi genere, cosicché la sostenibilità è ancora di più a portata di mano, senza alcuno sforzo. Un'opportunità facile e adattabile a qualsiasi situazione, per consentire delle prestazioni più elevate a ridotto impatto ambientale.

Oltre alle applicazioni appena citate, non si può non considerare anche la capacità di rispondere rapidamente e in modo autonomo ad eventi straordinari. Possiamo prendere in esame condizioni climatiche avverse, come forti piogge o terremoti, sempre più frequenti e imprevisti negli ultimi anni. In questo caso, i sistemi di monitoraggio possono attivarsi immediatamente per rilevare danni o cambiamenti strutturali, con una risposta in tempo reale per gestire al meglio l'emergenza. La velocità in queste situazioni è assolutamente di primaria importanza per poter prendere le migliori decisioni sulla sicurezza delle infrastrutture e adottare le misure idonee al problema inerente.

Tutto questo è reso possibile dalla crescente disponibilità di soluzioni di machine learning e intelligenza artificiale e dalla crescente innovazione che quest'ultima sta producendo. Attraverso algoritmi avanzati, è possibile interpretare enormi volumi di dati, rilevando modelli e comportamenti ricorrenti. Questi algoritmi apprendono dalle informazioni raccolte nel tempo, migliorando la loro precisione nel prevedere i guasti e nella gestione dei flussi di traffico o delle sollecitazioni strutturali. In questo modo l'ingegneria civile può passare da un approccio tradizionale, incentrato su interventi periodici e reattivi, a un modello predittivo e proattivo, capace di estendere la vita delle infrastrutture (e delle persone).

La sfida principale per l’implementazione delle infrastrutture smart risiede nell'integrazione di queste tecnologie nei sistemi esistenti e nella necessità di sviluppare standard di comunicazione e gestione dei dati unificati. La collaborazione tra ingegneri, architetti e tecnici informatici diventa quindi essenziale per progettare e implementare infrastrutture intelligenti in modo efficiente e sicuro. In molti casi, è necessaria anche una formazione specifica per i professionisti, affinché possano interpretare i dati raccolti e prendere decisioni basate su informazioni precise e in tempo reale.

Purtroppo però, non è tutto oro quel che luccica e anche le migliori tecnologie presentano sempre delle insidie e dei lati negativi di cui tenere conto. Prima fra tutti la questione della sicurezza informatica. Le infrastrutture smart, seppur efficienti e sicure dal punto di vista fisico, sono decisamente più vulnerabili a cyber-attacchi rispetto a quelle tradizionali. È quindi fondamentale prevedere l'adozione di misure di protezione avanzate per prevenire intrusioni e garantire la riservatezza e l'integrità dei dati raccolti. Le pratiche di cybersecurity diventano così parte integrante della progettazione e della gestione delle infrastrutture smart, creando una connessione tra ingegneria e sicurezza informatica come mai prima d'ora e spingendo ancora di più verso team multidisciplinari e coesi.