Un connubio tra l’ambito del procurement e il paradigma di Industria 4.0: questa la natura intrinseca del decreto Sblocca cantieri. Un’anima che fa sperare nella spinta di un settore, quello delle infrastrutture e in generale dei lavori pubblici, che sembra essere impermeabile più di altri all’ICT, nonostante la digitalizzazione porterebbe vantaggi.
L’atteso provvedimento, dal titolo “Disposizioni urgenti per il rilancio del settore dei contratti pubblici e misure per l’accelerazione degli interventi infrastrutturali”, contribuirà a riavviare i vari settori che, in questi ultimi anni, hanno particolarmente sofferto (come i settori dell’edilizia, dei trasporti, il settore viario e degli edifici pubblici, ma anche il patrimonio culturale). Finalmente si potrà procedere nelle opere di costruzione di nuove, non più procrastinabili, infrastrutture e della urgente manutenzione delle principali esistenti, cercando di supportarle con l’applicazione del piano Industria 4.0. Un tema su cui riflettere.
Infrastrutture e Industria 4.0
Si tratta di utilizzare processi di innovazione che impiegano soluzioni tecnologiche e le reti informatiche, consentendo un miglioramento delle performance nella gestione del servizio: basti pensare allo smart metering e alle smart grids. Oggi, più che mai, è necessaria la conoscenza e il censimento delle infrastrutture attraverso investimenti in nuove tecnologie, atte a misurarne e mapparne lo stato, soprattutto nell’ottica di uno sviluppo industriale del settore, operazione che sta alla base della pianificazione degli investimenti ed è propedeutica alla loro razionalizzazione e ad una loro gestione efficiente. Si rende necessario un piano strategico nazionale per l’adozione delle tecnologie digitali che deve fungere da grande volano del cambiamento tecnologico e della crescita del nostro Paese.
Infrastrutture come i ponti e reti stradali, balzate alla cronaca negli ultimi mesi, necessitano più che mai di un intervento urgente. Secondo le normative vigenti, per esempio, i ponti devono essere in grado di reggere ca. 2 volte e mezzo la portata autorizzata, ma dobbiamo anche tenere in considerazione che i cedimenti strutturali si verificano dopo ca. 10-20 anni, anticipati da segnali premonitori molto evidenti (ricordiamoci che l’età media dei nostri ponti si aggira intorno ai 40 anni). Quando un ponte crolla, non resta che cercarne la causa nel decadimento del cemento armato, oppure nella mancata prevenzione a causa degli ingenti costi di manutenzione che hanno rallentato gli interventi nella prospettiva – ritenuta più economica – di costruire un nuovo ponte secondo parametri più rispondenti al traffico intenso di mezzi pesanti. Non di meno “sofferenti” sono le varie vie di comunicazione stradali o ferroviarie, continuamente colpite a causa di dissesti idrogeologici.
Innegabile che l’assenza di vigilanza e di investimenti e, soprattutto la mancanza di un censimento attendibile – in grado, per quanto riguarda i ponti presenti sulla nostra rete viaria, di risalire ai gestori di queste infrastrutture – rende tutto più drammaticamente difficile. Siamo nell’era della tecnologia “spinta”, attorniati da Intelligenza artificiale e Internet delle cose; abbiamo avviato, a livello Paese, piani di investimento Industria 4.0 e stiamo intraprendendo la grande corsa all’installazione di reti 5G, ma non siamo stati ancora in grado di utilizzare al meglio programmi informatici di cui disponiamo e che, non solo permetterebbero di catalogare le strutture, ma anche di fornire le caratteristiche e gli esiti delle ispezioni. Invertendo questo atteggiamento, si riuscirebbe a gestire le priorità, ma risulta che, attualmente, solo ca. 50 Enti in Italia vi si attengono (senza considerare che ogni 5 anni il costo di risanamento raddoppia).
La necessità di una soluzione multidisciplinare
Siamo di fronte ad una sorta di “teatro dell’assurdo”: ci sono fondi Europei che non vengono spesi per incorretta progettazione e rendicontazione e stanziamenti governativi che non vengono impiegati a causa di iter burocratici cavillosi e di tempistiche lunghissime. Non si genera valore aggiunto, non si stimola l’indotto e i nostri collegamenti logistici restano fermi ad almeno 30 anni fa, mentre tutto il mondo è enormemente più connesso e veloce. È necessario sviluppare una piattaforma multidisciplinare per la fornitura alle imprese di tecnologie e know-how, finalizzati al monitoraggio e alla gestione delle infrastrutture e dei rischi ad esse connessi, in modo tale da ovviare alla mancanza di prevenzione e all’assenza di progetti che impiegano sistemi ICT (dai sensori ai microprocessori) sia in fase di progettazione sia come supplemento di sicurezza.
È sotto gli occhi di tutti che le strade, gli edifici e qualsiasi tipo di infrastrutture civili edili, direttamente o indirettamente gestiti dalla Pubblica Amministrazione/Stato rappresentano, quindi, uno dei settori più arretrati nell’introduzione di strumenti ICT, che potrebbero contribuire enormemente alla gestione delle infrastrutture esistenti. L’assenza di un catasto informatico, completo ed efficiente, è solo la punta dell’iceberg che rivela come il nostro Paese non sia in grado di monitorare il patrimonio infrastrutturale sulla base di tecniche oggi largamente disponibili e già impiegate in molti altri settori, in grado di fornire una sorveglianza continua e una conoscenza storica certificata degli impianti a rischio.
Possibili soluzioni tecnologiche
In Germania, ad esempio, l’Istituto di ricerca federale sulle autostrade (BundesanstaltfürStraßenwesen – BAST) e il Ministero dei trasporti e dell’infrastruttura digitale (BMVI) hanno lanciato insieme, fin dal 2011, il programma di ricerca “Intelligente Brücken” (Ponti intelligenti), che mira all’impiego delle tecnologie dell’informazione in tempo reale come supplemento alle ispezioni di ponti e viadotti. Spesso le crepe che si rilevano sulle infrastrutture sono il campanello d’allarme per la sicurezza dei ponti e lo 0,3 mm di spessore è il massimo consentito per garantire l’integrità della infrastruttura stessa; di conseguenza è molto importante identificare tempestivamente le crepe della struttura del ponte e fornire informazioni fondamentali a chi si occupa degli aspetti strutturali di manutenzione.
L’utilizzo di droni potrebbe rappresentare una soluzione efficace, rendendo possibile sia un monitoraggio rapido e a basso costo, sia la ricostruzione dell’’evoluzione della struttura, in un’ottica di resilienza e continuità e di gestione del rischio. Esistono, inoltre, diversi tipi di sensori che, sfruttando le tecnologie wireless, possono fornire informazioni sull’integrità strutturale oppure sulle deformazioni delle strutture oppure gli accelerometri che misurano le vibrazioni.
Ad esempio, chip di identificazione a radiofrequenza messi a punto dalla Facoltà di Ingegneria civile ed ambientale del Georgia Institute di Atlanta sono estremamente interessanti. Trattasi di sensori wireless applicabili su substrati polimerici flessibili che non necessitano di alcuna alimentazione. L’unico componente elettronico nel sensore è un chip di identificazione a radiofrequenza molto economico (tecnologia RFID) e resistente agli agenti atmosferici. In questo modo, i micro sensori, costituiti da un piccolo pezzo di rame montato su un substrato polimerico, più un 1 millimetro di chip RFID, potranno venire rapidamente apposti sulle varie strutture, promettendo durevolezza nel tempo. Finché l’elemento strutturale, a cui è applicato il sensore, rimane completamente stabile, la sua frequenza rimane invariata; mentre una leggera deformazione nella struttura è in grado di alterare la frequenza di risposta del sensore: in questo modo, si auspicano gli scienziati, sarà possibile monitorare molte infrastrutture che versano in stato critico, evitando incidenti pericolosi!
Anche i sensori dei cellulari, sempre in un’ottica di prevenzione, resilienza e gestione del rischio, possono aiutarci nella prevenzione. Di fatto ANAs, dallo scorso ottobre li sta sfruttando, al fine di migliorare il controllo delle infrastrutture stradali, grazie ad una partnership con il MIT di Boston, utilizzando i dati provenienti dai sensori presenti nei dispositivi mobili e nelle centraline delle automobili di nuova generazione.
Efficacia di test e prevenzione
I primi test sono stati avviati sulla Roma-Fiumicino e sul Grande Raccordo Anulare. In questo modo sarà possibile avere un sistema che, utilizzando dati diffusi e immediatamente disponibili, fornisce ulteriori informazioni sul comportamento delle opere durante il loro funzionamento in esercizio, ad integrazione dell’ampia catena di controlli per la vigilanza della rete. Inoltre se si procedesse alla costituzione di una banca dati pubblica relativa alle vibrazioni dei ponti e delle varie strutture, unita alla potenzialità dei sistemi di big data analysis, si potrebbe ottenere un monitoraggio di ponti e viadotti, strade, ecc. attraverso l’utilizzo di un software centralizzato, a basso costo, di fatto attivo su tutta la rete nazionale fin dal primo giorno di utilizzo, proprio in conformità ai principi di resilienza e gestione del rischio per una sempre maggiore continuità operativa, come “desiderata” per un Paese “smart”.
Dobbiamo anche ricordarci di quanto sia importante la prevenzione dei dissesti idrogeologici e quanto questi possano impattare sulle strutture viarie e sugli edifici. Abbiamo aziende italiane, riconosciute internazionalemente, operanti nel settore dei sistemi di monitoraggio meteorologico, idrologico e ambientale, quali Siap+MicrosSrl, recentemente acquisita dal gruppo Franco-Taiwanese formato da OSMOS, specialista riconosciuto nei sistemi di monitoraggio strutturale SHM (StructuralHealth Monitoring) e da Sanlien Technology Corp, con sede a Taiwan, fornitore di servizi di misura specialistici nell’ambito dell’ingegneria civile.
Questo gruppo Italo-Francese-Taiwanese progetta e produce sensori innovativi basati su una tecnologia a fibra ottica unica, Optical Strand, che consente il monitoraggio, la rilevazione e la misurazione di deformazioni e potenziali punti deboli di vari tipi di edifici, infrastrutture e attrezzature industriali. Inoltre il gruppo sviluppa anche con ingegneri, matematici e scienziati propri algoritmi per l’analisi e l’interpretazione dei dati consentendo di visualizzare, analizzare e interpretare le deformazioni delle infrastrutture. Il nuovo software SAFE Traffic di OSMOS combinato con i sensori Optical Strands fornisce, inoltre, sia il monitoraggio dello stato strutturale di ponti e cavalcavia ed edifici, reti stradali e ferroviarie, gallerie, monumenti storici e patrimonio, sia la misura delle varie sollecitazioni a cui sono sottoposte queste strutture.
Conclusioni
Pertanto mi domando, perché non sviluppare la partnership tra il settore pubblico e quello privato per creare un nuovo Paese, costruendo infrastrutture resilienti, gestendo il rischio e garantendo la continuità operativa, attraverso la promozione dell’innovazione e un’industrializzazione equa, responsabile e sostenibile? Serve un progetto a lungo termine, vanno sostenute le aziende nel loro processo di digitalizzazione; è fondamentale rendere più efficiente e digitale la pubblica amministrazione che nelle infrastrutture è il primo cliente delle nostre aziende.
Insomma, un cammino irto, ma possibile anche potenziando la ricerca scientifica e utilizzando le capacità tecnologiche di quelle aziende italiane eccellenti che dovrebbero essere maggiormente coinvolte dal nostro Governo in questo processo di prevenzione per riportare il nostro Paese alla crescita!
