Il digital twin per la pianificazione urbana: il caso di Zurigo

Uno degli strumenti sempre più diffusi nell’industria 4.0 per la simulazione di prodotti e servizi è il “digital twin”, ovvero una replica digitale di sistemi fisici. Il “digital twin” – o gemello digitale – termine coniato dal tecnologo Michael Grieves nel 2001, serve per testare, capire e prevenire il comportamento di sistemi e prodotti che un’azienda intende realizzare. Gli scopi principali della sua applicazione sono: risparmiare tempo e costi, prevenire rischi e danni potenziali, ottimizzare le operazioni e aumentare l’efficienza del progetto. 

La tecnologia del digital twin, attraverso l’utilizzo di dati ambientali, geospaziali e climatici consente alle città e alle comunità urbane di creare la propria impronta digitale e rafforzare la propria capacità analitica.  

Nella città di Zurigo si stima che la popolazione crescerà di circa 280.000 mila persone entro il 2040. La normativa urbanistica del Cantone, per evitare ulteriore consumo di suolo e fenomeni urbani diffusivi, prevede che l’80% di questa crescita dovrà avvenire esclusivamente attraverso la densificazione di aree già urbanizzate.  

Sebbene questo aumento della popolazione avrà sicuramente degli effetti positivi in termini di diversità e di innovazione economica e culturale, conciliarlo con adeguati standard di qualità della vita urbana rappresenta una sfida complessa per l’amministrazione comunale che ha deciso di rivedere i suoi metodi di pianificazione “tradizionale” introducendo la trasformazione digitale nel processo progettuale e, attraverso un’importante base dati, soprattutto di tipo geospaziale, il gemello digitale della città di Zurigo per rendere più facili e comprensibili agli stakeholders le proiezioni, gli scenari e le implicazioni dei cambiamenti.  

Il gemello digitale è un modello spaziale e digitale della città di Zurigo su diverse componenti: modello geospaziale del terreno, edifici, strade, clima etc. Integra l’infrastruttura di dati e metadati territoriali esistente (conforme alla Direttiva INSPIRE Europea e al catalogo GeoCat 2019) con dati spaziali 3D. È soprattutto grazie all’accuratezza della descrizione dei metadati e ai sistemi di IoT (che trasmettono informazioni real time attraverso dati di stato e di utilizzo) che le diverse componenti del gemello digitale (edifici, strade, ecc.) possono essere pianificate e aggiornate digitalmente. 

Lo sviluppo del progetto è gestito da GIS città di Zurigo (GIS Stadt Zürich) e trae le sue origini dalla rete di coordinamento sull’informazione territoriale della città con 25 partner gestori di servizi avviata circa 20 anni fa.  

I dati aperti sono alla base dell’infrastruttura del gemello digitale: dalla conferenza stampa del 12 novembre 2018, contestuale al rilascio in formato open del modello 3d del terreno, dei blocchi degli edifici e dei tetti, fino al 20 settembre 2019, sono stati scaricati dal portale open data 11.722 dataset, di cui un terzo corrispondenti ai 5 dataset del modello spaziale 3D della città. 

Per lo sviluppo del piano regolatore della città (Municipal Structure Plan for Settlments, Landscape, Public Buildings and Facilities, 2018) è stato utilizzato il gemello digitale e sono stati sviluppati e rappresentati in modelli 3D diversi scenari di crescita. 

Questi modelli contengono diversi livelli di dati: lo stato dell’arte dello sviluppo edilizio, la capacità massima edificabile secondo le norme del piano, gli scenari di densificazione, informazioni e impatti sul microclima urbano (isole di calore), fino ai modelli 3D delle proposte dei bandi di concorso per architetti.  

Attraverso la visualizzazione e l’analisi di prototipi digitali e la dimostrazione delle interazioni con l’ambiente costruito, il digital twin apre nuove opportunità di confronto e di dialogo sui futuri scenari urbani della città tra gli organi decisionali e gli stakeholder, mentre il modello aperto e collaborativo del sistema consente lo sviluppo di applicazioni mirate e lo sviluppo di modelli diversificati a seconda delle domande immesse [1]. 

In Italia, la città nella quale hanno preso avvio le premesse per la sperimentazione del primo digital twin urbano è Bologna, attraverso la collaborazione tra l’Università e l’amministrazione cittadina. La volontà, nel quadro delle azioni di “ripartenza” dopo la crisi sanitaria, è quella di creare una copia digitale della città «resiliente e resistente, capace di rispondere alle crisi con tempestività» e uno strumento potente e “aperto” di politica urbana, «offrendo alla città una rinnovata opportunità di leadership in ambito nazionale e un servizio a disposizione delle comunità dell’area metropolitana», secondo quanto affermato da Matteo Lepore, ora sindaco di Bologna, quando era assessore alla cultura in occasione del Public Dialogue on Digital Twins for cities organizzato dalla Fondazione Innovazione Urbana il 29 marzo 2021.

[1] Le informazioni sul digital twin della città di Zurigo sono state tratte da: Schrotter e Hürzeler (2020), The Digital Twin od the City of Zurich for Urban Planning, Journal of Photogrammetry, Remote Sensing and Geoinformation Science

Questo articolo è stato pubblicato nell’ambito del progetto ICity Club 2021 e messa finora a disposizione in esclusiva per le città aderenti al progetto.

ICity Club, L’Osservatorio della Trasformazione Digitale Urbana di FPA, per il 2022 perfeziona gli strumenti messi a disposizione delle città aderenti, per dare vita a un laboratorio dedicato interamente all’accompagnamento e all’orientamento per la realizzazione degli obiettivi a loro dedicati dal Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza. su Su FPA Digital School è inoltre disponibile un nuovo percorso di formazione dedicato alle competenze trasversali per i dipendenti degli enti aderenti ad ICity Club. Scopri l’offerta ICity Club 2022.