Os blocos de construção da infraestrutura sustentável

Lori Hufford de sistemas Bentley oferece insights de especialistas sobre como a tecnologia de gêmeos digitais será fundamental para moldar uma infraestrutura futura mais sustentável e resiliente.

Uma rápida olhada em qualquer jornal do mundo revelará histórias de seca, temperaturas excessivas – frias e quentes – escassez de água, inundações extremas, tempestades, incêndios e todos os tipos de desastres relacionados ao clima.

À medida que comunidades, empresas e governos aceitam esses eventos, devemos reconhecer que a infraestrutura que construímos desempenha um papel importante no gerenciamento de nosso relacionamento com nosso planeta. A infraestrutura impulsiona avanços econômicos e sociais nas comunidades, mas historicamente gerou emissões de carbono e outros impactos ambientais indesejáveis. Ao conduzir o projeto, a construção e a operação da infraestrutura, podemos nos esforçar para atingir nossas metas econômicas e de sustentabilidade, ao mesmo tempo em que protegemos nosso ambiente físico contra as mudanças climáticas.

Hoje, a tecnologia imersiva, precursora do metaverso, permite que os desenvolvedores de software criem mundos virtuais interativos para qualquer finalidade e em qualquer ambiente. Podemos usar essa tecnologia para tornar nossa infraestrutura mais sustentável e resiliente no mundo real.

Um exemplo típico é o gêmeo digital da infraestrutura.

O que é um gêmeo digital de infraestrutura?

Um gêmeo digital de infraestrutura é uma representação digital 3D de algo no mundo físico que é continuamente atualizado com dados em tempo real, tornando o gêmeo digital uma representação digital interativa “viva” de um objeto ou sistema. Em mundos interativos 3D criados apenas para entretenimento, a precisão técnica e as leis da física não precisam ser aplicadas. Mas eles são um pré-requisito para a infraestrutura. Os gêmeos digitais de infraestrutura devem ser precisos ao milímetro, ter alinhamento espacial e suportar esquemas complexos de engenharia 3D.

Seja um cano de água enterrado sob uma rua da cidade ou uma turbina eólica a três milhas da costa, os gêmeos de infraestrutura digital integram dados de modelo desde o conceito até a construção, como: B. dados reais de pesquisas com drones – incluindo o meio ambiente. Eles também coletam dados sobre dispositivos conectados ao Internet das Coisas (IoT)tal como B. Sensores fixos ou móveis que capturam informações detalhadas e sofisticadas – incluindo variações de temperatura, velocidade do vento e emissões de carbono.

A empresa de software de engenharia de infraestrutura Bentley Systems está desenvolvendo gêmeos de infraestrutura digital. Combinando infraestrutura de gêmeos digitais com visualização avançada e tecnologia de simulação – como o Unreal Engine da Epic Games, que alimenta o sempre popular jogo interativo on-line Fortnite, e plataformas líderes da NVIDIA (Omniverse) e Unity – podemos usar esses dados para uso virtual imersivo experiências para analisar efeitos nocivos das inundações repentinasmonitore a poluição urbana e até gerencie a saúde das árvores em uma paisagem urbana.

Quem imaginaria que projetar, construir e operar infraestrutura em mundos digitais interativos poderia nos ajudar a rastrear as emissões de carbono e conservar recursos para impactar positivamente as mudanças climáticas?

A chave para revelar o valor para o planeta associado à infraestrutura é um gêmeo digital fisicamente preciso com dados técnicos ricos para modelar a infraestrutura construída e seus arredores. Imagine ser capaz de modelar o mundo real afetado pelas mudanças climáticas e, em seguida, gerar ricas experiências metaversas e simulações para encontrar soluções. Seja capturando as mudanças nas planícies aluviais e o aumento do nível do mar no mundo natural, ou analisando a resiliência da infraestrutura crítica como uma rede elétrica, os gêmeos digitais de infraestrutura são essenciais.

No entanto, olhar para o ponto no tempo não é suficiente. Ao registrar e modelar processos em nossos ambientes naturais e construídos e rastrear essas mudanças ao longo do tempo, podemos usar gêmeos digitais de infraestrutura como uma máquina do tempo para ver onde estivemos, onde estamos agora e para onde estamos indo. Esta é uma ferramenta poderosa para avaliar, mudar e até reverter nossa pegada de carbono. Os gêmeos de infraestrutura digital e as experiências interativas imersivas baseadas neles fornecem agentes virtuais de mudança e criam um palco para atender de forma sustentável às necessidades de infraestrutura do mundo.

A tecnologia só tem valor se for utilizável e acessível. A tecnologia digital gêmea com o Metaverse em evolução fornece acesso a qualquer plataforma para alcançar a experiência desejada –

Web, Desktop, Mobile ou Realidade Mista. Além da comunidade de jogos, esses avanços estão alcançando designers e engenheiros de infraestrutura, gerentes de projeto e outras partes interessadas que desejam visualizar e modelar a sustentabilidade de seu projeto, seja coordenando um canteiro de obras, visitando uma usina de energia ou redesenhando uma ponte. para ser mais resistente ao clima extremo. Os engenheiros podem usar dados em tempo real e inteligência artificial para nos levar a uma viagem simulada ao futuro e ver os resultados Decisões de design, métodos e escolhas de materiais que afetam nossa pegada de carbono.

Aplicações do mundo real para combater as mudanças climáticas

Lidar com as mudanças climáticas é um esforço global e todas as organizações estão tentando enfrentá-lo de maneira sustentável

Os Objetivos de Desenvolvimento (ODS) precisam das ferramentas certas para alcançá-los. Essa tecnologia pode ser democratizada para qualquer tamanho, escopo ou complexidade de projeto, não importa onde o projeto esteja localizado no mundo. Os benefícios econômicos e ambientais do uso de gêmeos digitais para infraestrutura são ilimitados. Em vez disso, a natureza de código aberto da colaboração no mundo virtual aproveita o talento de qualquer lugar para resolver problemas urgentes.

De acordo com Centro de Estudos Estratégicos e InternacionaisA infraestrutura de água limpa é reconhecida como “um aspecto crítico da agenda de água” da parceria G7 Build Back Better World (B3W), e a tecnologia de gêmeos digitais está pronta para enfrentar os desafios da escassez de água e saneamento em escala global.

Na National Oceanic and Atmospheric Administration, os cientistas do National Climatic Data Center estão usando dados históricos de precipitação de gêmeos digitais para testar virtualmente a operação dos sistemas de águas pluviais existentes. Você pode então prever dados para modelar o impacto de um grande evento de tempestade e ver o impacto que isso teria nos projetos atuais ou futuros de infraestrutura de águas pluviais. Projetos de infraestrutura hídrica, mapeados com gêmeos digitais, abordam sistemas de águas pluviais envelhecidos que estão entrando em colapso sob o estresse do aumento das chuvas e inundações devido às mudanças climáticas.

Um futuro de emissão zero também pode ser possível com a ajuda de gêmeos digitais de infraestrutura. Cientistas e engenheiros estão trabalhando virtualmente com gêmeos digitais de infraestrutura para criar um experimento de energia de carbono zero que verá 35 países trabalhando juntos para construir o maior tokamak do mundo – um dispositivo de fusão magnética definido para provar a viabilidade fusão nuclear. a Reator Experimental Termonuclear Internacional (ITER), com sede no sul da França, espera que o experimento gere 500 megawatts de energia para abastecer até 200.000 residências, se for bem-sucedido. O impacto dessa fonte potencial e ilimitada de energia limpa teria um impacto sem precedentes nas metas de desenvolvimento sustentável.

Os gêmeos digitais de infraestrutura continuam a desempenhar um papel importante na redução das emissões de carbono de projetos rodoviários e ferroviários. os do Reino Unido trem de alta velocidade network é um excelente exemplo de como os gêmeos digitais de infraestrutura permitiram que os engenheiros modelassem o impacto de carbono de um sistema ferroviário antes da construção, otimizassem um projeto de baixo carbono e se posicionassem para atender aos requisitos de carbono zero líquido para atender à iniciativa das Nações Unidas.

Com o aumento da frequência e intensidade dos eventos climáticos extremos, a infraestrutura está sob pressão crescente para melhorar o monitoramento e a inspeção. Em 2021, o Departamento de Transportes do Estado de Nova York (NYSDOT) usou gêmeos digitais para avaliar e substituir o Leste 138^º Ponte rodoviária no Bronx, Nova York. Concluir o projeto em uma área tão densamente povoada exigiu um projeto estrutural complicado e coordenação usando um gêmeo digital como o documento de construção principal. O gêmeo digital agora pode ser continuamente atualizado e usado como uma ferramenta para gerenciamento de ativos e inspeção de pontes.

À medida que o Metaverso continua a evoluir, alguns especialistas acreditam que pode ser a próxima grande plataforma de trabalho. No mundo da infraestrutura, as equipes de projeto e as partes interessadas já estão se reunindo virtualmente para realizar análises imersivas de design de infraestrutura e outras tarefas críticas, como: B. Coordenar recursos no local para levar esses projetos a uma conclusão efetiva.

A renderização de mundos virtuais pode ser computacionalmente intensiva e criar sua própria pegada de carbono. Levar isso em consideração e tomar decisões de design de computação eficientes deve ser considerado ao criar experiências de metaverso.

À medida que as necessidades do nosso mundo continuam a crescer, mudando de tamanho e escopo, os gêmeos digitais são essenciais para a infraestrutura preparada para o futuro e impulsionam a ação climática com projetos sustentáveis ​​que reduzem as emissões de carbono e eliminam o desperdício.

Os gêmeos digitais de infraestrutura não são futuristas. Como blocos de construção fundamentais do metaverso da infraestrutura, eles permitem que os grupos interajam e colaborem de novas maneiras para resolver problemas hoje para um futuro mais sustentável e resiliente.