Destination Earth: il “gemello virtuale” della terra aiuta a contrastare il cambiamento climatico

Destination Earth punta alla realizzazione di un gemello digitale della Terra per avviare un progetto di simulazione con l'obiettivo finale di creare una mappatura climatica e degli eventi estremi, modellando le risorse fisiche del Pianeta, e identificare le soluzioni più efficaci per contrastare il cambiamento climatico

di Guido Porro*

Destination Earth è un ambizioso progetto che mira a sviluppare un modello digitale ad alta precisione della Terra per modellare, monitorare e simulare i fenomeni naturali e le relative attività umane. Nell’ambito del Green Deal e della strategia digitale della Commissione europea, Destination Earth (DestinE) contribuirà al raggiungimento degli obiettivi della doppia transizione, verde e blu, ambientale e digitale. Si concentrerà sugli effetti del cambiamento climatico, sull’acqua e sugli ambienti marini, sulle aree polari, sulla criosfera, sulla biodiversità o sugli eventi meteorologici estremi, insieme a possibili strategie di adattamento e mitigazione. Aiuterà a prevedere il grave degrado ambientale e i disastri con una fedeltà e affidabilità mai visti prima. Obiettivo: contrastare i cambiamenti climatici.

Cambiamento climatico: la sfida (e l’obiettivo) di Destination Earth

Quando si parla di cambiamento climatico ci si sente impotenti. È possibile rallentarlo o fermarlo? È possibile prevederlo? La risposta alla prima domanda dipende da una molteplicità di fattori, come la cooperazione tra Paesi, governi, imprese e anche tra cittadini di tutto il mondo, ed è proprio ciò di cui si discute in questi giorni a Glasgow, nel corso di Cop26, la conferenza organizzata dalle Nazioni Unite per contrastare l’emergenza del riscaldamento globale. Per quanto riguarda la seconda domanda, invece, una possibile soluzione è nelle mani degli scienziati che stanno sfruttando il potere della simulazione per perseguire questo obiettivo.

In risposta alla crisi climatica e ambientale, lo scorso gennaio la Commissione Europea ha presentato il Green Deal e la Digital Strategy, due programmi che ambiscono al raggiungimento di zero emissioni di carbonio entro il 2050. Entrambi rientrano nell’ambito dell’iniziativa Destination Earth, che punta alla realizzazione di un gemello digitale della Terra, facendo leva su un progetto di simulazione che porterà allo sviluppo, quanto più accurato possibile, di una mappatura climatica e degli eventi estremi modellando le risorse fisiche del Pianeta. Gli utenti di Destination Earth avranno la possibilità di accedere ad un enorme quantità di dati naturali e socio-economici, con l’obiettivo di monitorare in modo continuativo la salute del Pianeta studiando gli effetti del cambiamento climatico, lo stato degli oceani, la criosfera, la biodiversità, l’utilizzo del territorio e delle risorse naturali. Il progetto includerà l’implementazione di simulazioni dinamiche e ad elevata precisione dei sistemi naturali della Terra, quali acqua, terra, coste e atmosfera. Destination Earth aiuterà gli scienziati a prevedere e pianificare gli eventi metereologici estremi, come gli uragani o altri disastri naturali. La realizzazione avverrà gradualmente entro i prossimi dieci anni circa.

Il programma prevede, per il 2023, l’implementazione di una piattaforma cloud e dei primi due gemelli digitali. Entro il 2025 la piattaforma integrerà quattro o cinque gemelli digitali e offrirà servizi agli utenti del settore pubblico per sviluppare, monitorare e valutare l’impatto delle misure politiche e legislative sull’ambiente e sul clima. Tra il 2025 e il 2030 si procederà con lo sviluppo di un gemello digitale della Terra, attraverso una convergenza dei gemelli digitali già offerti attraverso la piattaforma.

Tuttavia, anche questo non è sufficiente a salvaguardare la salute del nostro Pianeta. È infatti necessario che i leader del mondo industriale si impegnino al raggiungimento degli obiettivi globali prefissati per il 2030 cavalcando l’onda di una trasformazione completa che richiederà nuovi modi di gestire i prodotti e i servizi – dalla progettazione all’utilizzo – fino alla fine del loro ciclo vita. Anche in questo caso entra in gioco il ruolo fondamentale della tecnologia dei gemelli virtuali nell’accelerare l’approccio alla sostenibilità e ad un’economia circolare.

Gemelli virtuali, le opportunità delle aziende nell’ottica della sostenibilità

Sfruttando i gemelli virtuali le aziende possono ridurre i costi di produzione, l’uso delle risorse e l’impronta di carbonio, sostenendo così un’innovazione sostenibile e modelli di business circolari su larga scala, con il fine ultimo di creare catene di valore globali più responsabili e guidare il progresso verso sistemi economici significativamente meno intensivi di carbonio. I gemelli digitali rappresentano infatti una risorsa estremamente importante per l’industria e le infrastrutture, oltre che per l’intero Pianeta. Basti pensare che la tecnologia del gemello virtuale è stata usata per lo sviluppo dell’85% dei veicoli elettrici mondiali, per più del 75% dell’energia eolica mondiale e in numerosi progetti di sostenibilità, quali la realizzazione di forni elettrici, del primo aereo solare e di nuovi biomateriali.

In linea con la sua dichiarazione di impegno a fornire universi virtuali nei quali aziende, organizzazioni, professionisti ed esperti possono creare innovazioni in grado di armonizzare prodotti, natura e vita in molteplici settori, Dassault Systèmes si batte a favore della sostenibilità impiegando molteplici risorse. Ne è un esempio l’utilizzo della tecnologia dell’azienda durante la pandemia per la creazione dei gemelli virtuali delle fabbriche, degli spazi di lavoro e anche delle aule scolastiche in funzione delle restrizioni imposte dalla necessità di contenere la diffusione del virus.

La tecnologia dei gemelli virtuali ha anche dimostrato in diverse occasioni la capacità di contribuire a ridurre le emissioni globali di anidride carbonica. Il recente studio “Designing disruption: The critical role of virtual twins in accelerating sustainability”, condotto dall’azienda in collaborazione con Accenture, riporta alcuni casi d’uso nei settori dell’edilizia, dei trasporti e della mobilità, dei beni di consumo, della medicina e dell’elettronica, che hanno dimostrato come i gemelli virtuali potrebbero aiutare a ridurre le emissioni globali di CO2 e contribuire alla creazione di un mondo migliore.

Il primo caso d’applicazione riguarda la creazione di un gemello virtuale di intere città a supporto della pianificazione urbanistica sostenibile. È stato dimostrato, ad esempio, che facendo leva sull’utilizzo del gemello virtuale è possibile ridurre del 30-80% il consumo di energia negli edifici, ridurre i costi operativi, ottimizzare l’uso delle risorse e migliorare l’efficientamento energetico delle strutture. Il risparmio di emissioni di CO2 così conseguito nell’ambito edilizio è stato pari a 6,9 gigatoni.

Nel settore dei beni di consumo confezionati è stato invece realizzato lo sviluppo sostenibile sfruttando strumenti di modellazione e simulazione virtuale per realizzare prodotti più efficienti, durevoli e riciclabili, anche in termini di imballaggio. Una maggiore efficienza nella progettazione si riflette in un minor impatto ambientale: basti pensare che l’80% dell’impatto ambientale di un prodotto dipende proprio da questo processo.

Usando i gemelli virtuali è possibile accelerare il time-to-market del settore dei trasporti e della mobilità, oltre che l’intera progettazione di un veicolo, dal concept ai test fisici, con benefici notevoli in termini di risparmio dell’impronta di carbonio e di circolarità del design. Si calcola un totale di 227 megatoni di emissioni di CO2 evitate nello sviluppo di veicoli autonomi e una riduzione di 2 megatoni di CO2 derivanti dalla realizzazione di prototipi fisici e di veicoli di prova.

Nell’industria farmaceutica i gemelli virtuali sono stati usati per identificare i miglioramenti di processo riguardanti l’aumento della capacità con le risorse esistenti, la riduzione delle materie prime e dell’uso di energia, il miglioramento della qualità del prodotto, la riduzione delle scorie e delle rilavorazioni. I risultati attestano che l’utilizzo dei virtual twin porta ad una riduzione delle emissioni di gas serra in un fattore di 4 – 20.

Un altro caso di applicazione riguarda il settore dell’elettronica, dove il gemello virtuale ha facilitato il recupero di valore dei rifiuti elettrici ed elettronici. Se nel 2019 soltanto il 17,4% dei rifiuti elettronici globali è stato smaltito in modo adeguato, l’utilizzo della tecnologia dei gemelli virtuali ha dimostrato come sia possibile supportare la produzione, la rigenerazione o la riparazione dei prodotti sia dal punto di vista dell’ottimizzazione del processo che della continuità dei dati. Un totale di 5 megatoni di CO2 evitate diminuendo la quantità totale di rifiuti elettronici.

La tecnologia e le applicazioni del gemello virtuale sono utilizzate, infine, lungo la catena di approvvigionamento per ottimizzare i flussi di materiali e la valorizzazione dei rifiuti, oltre che per aiutare a facilitare il recupero di parti e materiali di valore.

La realizzazione di questi risultati su scala globale e la riduzione del consumo energetico mondiale che si potrebbe ottenere con l’uso dei virtual twin lasciano solo intuire i potenziali benefici dell’iniziativa Destination EarthI benefici sono chiari e il potenziale a sostegno di un’economia circolare è significativo, ma la strada da compiere è ancora lunga.

*Guido Porro è Managing Director EUROMED e Amministratore Delegato Italia di Dassault Systèmes

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