Immagina di poter osservare una città attraverso una sua replica virtuale, simulare l’impatto di una nuova strada sul traffico o prevedere come cambieranno i consumi energetici di un quartiere. Con la tecnologia digital twin, tutto questo diventa possibile.
I gemelli digitali stanno trasformando il modo in cui amministrazioni, imprese e ricercatori progettano e gestiscono gli ambienti urbani. Grazie all’integrazione di dati, intelligenza artificiale (AI) e modelli di simulazione, consentono di analizzare scenari complessi prima di intervenire nel mondo reale.
Ma cos’è un digital twin, come funziona e perché rappresenta un’opportunità per le smart city europee? Scopriamolo insieme, approfondendo anche le iniziative dell’Unione europea per favorirne l’adozione.
Indice dei contenuti
Digital twin: cos'è e cosa significa
Un digital twin, o gemello digitale, è una rappresentazione virtuale di un oggetto, di un sistema o di un ambiente fisico, alimentata da dati che permettono di analizzarne il comportamento, monitorarne l’evoluzione e simulare scenari alternativi.
A differenza di un semplice modello tridimensionale (3D), il gemello digitale non si limita a riprodurre l’aspetto di ciò che rappresenta. Integra informazioni e modelli che permettono di comprenderne il funzionamento.
Per esempio, un digital twin di un edificio può utilizzare dati relativi alla temperatura, ai consumi energetici e all’occupazione degli spazi per simulare interventi di efficientamento energetico.
Quando questa tecnologia viene applicata a quartieri, infrastrutture o intere città, si parla di urban digital twin o local digital twin (LDT).
Come funziona un digital twin?
Il funzionamento di un gemello digitale si basa sull’integrazione di diverse tecnologie: Internet of Things (IoT), big data, intelligenza artificiale, cloud computing e strumenti di simulazione.
Il processo può essere suddiviso in 4 fasi.
1. Raccolta dei dati
Il primo passaggio consiste nell’acquisizione delle informazioni relative all’ambiente fisico.
Sensori IoT, sistemi informativi geografici (GIS), banche dati e altre fonti possono raccogliere informazioni su traffico, consumi energetici, qualità dell’aria, infrastrutture e condizioni ambientali.
La qualità dei dati è determinante: informazioni incomplete o non aggiornate possono compromettere l’affidabilità delle simulazioni.
Un esempio collegato alle competenze del JO Group è Domus Sapiens, progetto che coinvolge HT Apps e utilizza sensori connessi, infrastrutture cloud e dati armonizzati per monitorare parametri ambientali e vitali e supportare sistemi di allerta predittiva. Pur non essendo presentato come un digital twin, mostra l’importanza dell’integrazione dei dati e dell’IoT, tecnologie alla base di modelli virtuali più complessi.
2. Creazione del modello digitale
I dati raccolti vengono integrati in una rappresentazione virtuale del sistema.
Nel caso di una smart city, il modello può comprendere edifici, reti stradali, spazi pubblici e infrastrutture energetiche.
La rappresentazione può essere tridimensionale, ma ciò che la rende realmente utile è la possibilità di collegare gli elementi digitali alle informazioni e ai processi del mondo fisico.
3. Analisi e simulazione degli scenari
Attraverso algoritmi, modelli matematici e, quando opportuno, sistemi di AI, il digital twin consente di simulare situazioni alternative.
Un’amministrazione potrebbe, per esempio, valutare gli effetti della modifica di una rete stradale sulla mobilità urbana prima di realizzare l’intervento.
Le simulazioni non garantiscono previsioni certe, ma aiutano a confrontare possibili risultati e rischi.
4. Supporto alle decisioni
Le informazioni ottenute permettono agli amministratori e ai tecnici di individuare criticità, confrontare soluzioni e pianificare gli interventi.
In questo modo, il digital twin diventa uno strumento di supporto alle decisioni basate sui dati, contribuendo a rendere la pianificazione più consapevole.
Digital twin e smart city: 5 applicazioni concrete
L’integrazione tra digital twin e smart city apre nuove possibilità per lo sviluppo urbano sostenibile.
Vediamo 5 ambiti nei quali questa tecnologia può contribuire a migliorare la gestione delle città.
1. Mobilità intelligente e gestione del traffico
Attraverso un gemello digitale urbano è possibile simulare i flussi di traffico, valutare modifiche alla viabilità e studiare l’impatto di nuove infrastrutture.
Per esempio, prima di realizzare una pista ciclabile o modificare un incrocio, un Comune potrebbe confrontare diversi scenari per comprenderne gli effetti sulla circolazione.
L’obiettivo? Favorire una mobilità più efficiente, accessibile e sostenibile.
2. Efficienza energetica degli edifici
Un digital twin può supportare l’analisi dei consumi energetici e la valutazione di interventi di riqualificazione.
Grazie ai dati sulle caratteristiche degli edifici e sui sistemi di riscaldamento e raffrescamento, è possibile simulare differenti strategie di efficientamento.
Queste informazioni possono aiutare le amministrazioni a stabilire le priorità degli investimenti.
3. Monitoraggio ambientale
La tecnologia digital twin può essere impiegata per analizzare la qualità dell’aria, le temperature urbane e altri fenomeni ambientali.
Per esempio, un modello potrebbe simulare gli effetti della creazione di nuove aree verdi sulle temperature di un quartiere.
Si tratta di un’applicazione particolarmente interessante per la pianificazione degli interventi di adattamento ai cambiamenti climatici.
4. Pianificazione urbana e gestione delle infrastrutture
La costruzione di nuovi edifici, la riqualificazione degli spazi pubblici e lo sviluppo delle infrastrutture possono essere analizzati attraverso simulazioni digitali.
I decisori pubblici possono così confrontare differenti progetti, valutandone i possibili effetti sulla mobilità, sui servizi e sull’ambiente.
Le infrastrutture portuali rappresentano un’applicazione concreta di queste tecnologie, oltre il contesto delle strade urbane. GeminiPort, progetto di ricerca e sviluppo che coinvolge HT Apps all’interno di JO Group, mira alla realizzazione di un digital twin di un porto marittimo integrato con un Port Community System (PCS). L’architettura prevista combina IoT, intelligenza artificiale e blockchain per sostenere logistica, monitoraggio, simulazione degli scenari operativi e decisioni informate. Poiché il progetto si svolge da maggio 2025 a novembre 2027, si tratta di obiettivi progettuali e non di risultati già completati.
5. Prevenzione e gestione dei rischi
Un digital twin può contribuire anche all’analisi di fenomeni come alluvioni, ondate di calore ed eventi meteorologici estremi.
Attraverso simulazioni basate su dati territoriali e modelli specifici, le autorità possono valutare scenari di rischio e pianificare misure preventive.
Nell’ambito del JO Group, SECESTA ViaSAFE offre un esempio affine di monitoraggio mediante sensori e modellazione predittiva. Con il coinvolgimento di PMF Research, il progetto utilizza informazioni pressoché in tempo reale sulle ceneri vulcaniche e modelli della loro dispersione e ricaduta per contribuire a una mobilità più sicura nell’area metropolitana di Catania. È un caso di gestione dei rischi basata sui dati, non un progetto formalmente identificato come digital twin.
Quali sono i vantaggi dei gemelli digitali per le città?
L’utilizzo dei gemelli digitali può offrire numerosi benefici alle amministrazioni pubbliche, alle imprese e ai cittadini.
Tra i principali vantaggi troviamo:
- decisioni più informate: i dati e le simulazioni aiutano a valutare le conseguenze delle scelte amministrative;
- ottimizzazione delle risorse: la comparazione degli scenari può contribuire a individuare interventi più efficienti;
- sostenibilità ambientale: i modelli permettono di studiare strategie per ridurre consumi energetici ed emissioni;
- maggiore resilienza urbana: l'analisi dei rischi supporta la pianificazione di misure preventive;
- partecipazione dei cittadini: le rappresentazioni digitali possono rendere più comprensibili i progetti urbani e facilitare il confronto pubblico.
Questi benefici dipendono, tuttavia, dalla qualità dei dati, dall’affidabilità dei modelli e dalla capacità delle amministrazioni di utilizzare correttamente gli strumenti.
Digital twin in Europa: cos'è l'EU Local Digital Twin Toolbox
La diffusione dei gemelli digitali rappresenta anche una delle direttrici della trasformazione digitale europea.
Per favorire l’adozione di queste tecnologie, la Commissione europea ha sostenuto lo sviluppo dell’EU Local Digital Twin Toolbox, un insieme di strumenti open source progettati per aiutare città e regioni a creare, analizzare e utilizzare modelli digitali urbani.
Nel giugno 2026 è stata annunciata la conclusione della fase di sviluppo della Toolbox e l’avvio della fase di adozione da parte delle città europee.
La soluzione comprende componenti modulari, dati armonizzati e modelli algoritmici utilizzabili per simulazioni relative a mobilità urbana, clima, energia e pianificazione degli spazi pubblici.
Uno degli aspetti più interessanti è l’interoperabilità: le amministrazioni possono utilizzare strumenti e standard condivisi, senza dover necessariamente sviluppare ogni componente da zero.
L’iniziativa mira quindi a rendere i Local Digital Twins più accessibili anche alle città che dispongono di risorse o competenze digitali limitate.
Digital twin e Citiverse: verso città più partecipative
Un’ulteriore evoluzione dei gemelli digitali è rappresentata dal Citiverse, un concetto promosso dalla Commissione europea per rendere gli ambienti urbani digitali più interattivi e accessibili.
Mentre il digital twin permette principalmente di rappresentare, analizzare e simulare il funzionamento di una città, il Citiverse punta anche a creare nuove modalità di interazione tra cittadini, comunità e amministrazioni.
Attraverso tecnologie come realtà aumentata (AR) e realtà virtuale (VR), le persone potrebbero esplorare progetti di riqualificazione prima della loro realizzazione, comprendere meglio le trasformazioni del territorio e partecipare ai processi decisionali.
Immagina, per esempio, di poter visitare virtualmente una piazza prima della sua ristrutturazione, osservando diverse alternative progettuali e contribuendo al confronto pubblico.
L’innovazione tecnologica diventa così anche un’opportunità per promuovere una cittadinanza più informata e partecipe.
Le sfide da affrontare per adottare un digital twin
Nonostante le opportunità, l’adozione dei gemelli digitali presenta alcune difficoltà.
La prima riguarda la disponibilità dei dati: informazioni provenienti da sistemi diversi devono poter essere raccolte, aggiornate e integrate.
Un secondo aspetto è rappresentato dalle competenze. Per sviluppare e gestire un digital twin servono professionalità nei campi della modellazione, dell’analisi dei dati, dell’urbanistica e delle tecnologie digitali.
Anche la sicurezza informatica, la protezione dei dati personali e i costi di gestione richiedono particolare attenzione.
Per questo motivo, la realizzazione di una città intelligente non può dipendere esclusivamente dall’acquisto di nuove tecnologie. Occorrono strategie condivise, formazione e collaborazione tra amministrazioni, imprese, università e centri di ricerca.
JO Education e l'innovazione digitale per le smart city
Promuovere la collaborazione tra gli attori dell’innovazione è uno degli obiettivi di JO Education, organizzazione non profit impegnata nella diffusione della cultura digitale e nello sviluppo di iniziative dedicate alla trasformazione tecnologica.
Attraverso l’Innovation Hub Catania (IHCT), JO Education sostiene la creazione di un ecosistema in cui imprese, università, istituzioni e innovatori possano condividere competenze e sviluppare nuove opportunità di collaborazione.
In questo contesto, tecnologie come i digital twin rappresentano un interessante ambito di approfondimento per chi si occupa di sviluppo urbano, sostenibilità e trasformazione digitale.
La diffusione delle competenze e il dialogo tra ricerca, imprese e territorio possono contribuire a creare le condizioni per sperimentare soluzioni innovative e costruire città sempre più intelligenti.
Domande frequenti sui digital twin
Che cos'è un digital twin in parole semplici?
Un digital twin è una rappresentazione virtuale di un oggetto, di un edificio o di un sistema reale. Utilizza dati e modelli per analizzarne il funzionamento e simulare possibili cambiamenti.
Qual è la differenza tra digital twin e simulazione?
Una simulazione riproduce il comportamento di un sistema secondo determinate condizioni. Un digital twin integra una rappresentazione di un sistema reale con dati e modelli che possono essere aggiornati nel tempo, permettendo di effettuare simulazioni e analisi contestualizzate.
Come vengono utilizzati i digital twin nelle smart city?
Nelle smart city i gemelli digitali possono essere utilizzati per analizzare traffico, consumi energetici, qualità dell’aria, infrastrutture e scenari di pianificazione urbana, supportando le decisioni delle amministrazioni.
Quali tecnologie servono per creare un gemello digitale?
Le principali tecnologie comprendono sensori IoT, sistemi di gestione dei dati, modelli matematici, cloud computing, strumenti GIS e, per alcune applicazioni, intelligenza artificiale e machine learning.
Anche i piccoli Comuni possono utilizzare i digital twin?
Sì. L’adozione dipende dalle risorse, dagli obiettivi e dai dati disponibili. Iniziative europee come l’EU Local Digital Twin Toolbox sono progettate per facilitare l’accesso a strumenti modulari e interoperabili anche da parte di amministrazioni con differenti livelli di maturità digitale.
