DRONI: SENTINELLE DELL’AMBIENTE

20/12/2017

I “droni” o correttamente chiamati SAPR (Sistemi Aeromobili a Pilotaggio Remoto) altro non sono che velivoli di piccole dimensioni, senza pilota a bordo e teleguidati da un operatore a terra.
Sono da tempo impiegati per usi militari, ma l’evoluzione tecnologica e la nuova configurazione multirotore (che consente una maggiore semplicità d’uso e la possibilità di operare in spazi ristretti grazie alla capacità di volo verticale e stazionario) li rende idonei a numerosi impieghi in campo civile: ad esempio, le Agenzie ambientali impiegano i droni per la raccolta di dati e immagini nel caso di emergenze ambientali, per il monitoraggio di costa, zone boschive, laghi e fiumi, e in generale per l’analisi della qualità ambientale. Il problema principale di questi apparecchi è la ridotta autonomia di volo: per i droni a motori elettrici in genere è limitata a circa 30 minuti, il che li rende adatti solo per una serie limitata di applicazioni. Al fine di superare questi problemi, la ricerca scientifica è attualmente orientata verso lo sviluppo di piccoli elicotteri a propulsione endotermica, che grazie a una maggiore autonomia di volo potranno ampliare le applicazioni dei droni mantenendo tutti i vantaggi degli apparecchi multirotore.
Secondo le stime della società di ricerche BI Intelligence, entro la fine del 2017 si venderanno nel mondo 10 milioni di droni (contro 3 milioni del 2014), per un giro d’affari di circa 12 miliardi di dollari.

Esempi applicativi
L’Arpa Lombardia utilizza due diverse tipi di droni, di cui uno ad ala fissa ed uno ad ala mobile. Il primo ha l’aspetto di un aereo in scala ridotta ed è particolarmente adatto al rilevamento di estensioni di territorio ampie e pianeggianti, e anche fasce di territorio lineare; il secondo, invece, è un drone multirotore, più adatto al rilevamento di superfici dalla morfologia complessa, come discariche, siti contaminati, frane, ecc. ArpaL ha dotato tali droni di diversi sensori, tra cui una camera all’infrarosso termico utile per mappare la temperatura superficiale del suolo e che, quindi, può essere utilizzata per l’individuazione delle fuoriuscite di percolato e biogas dalle discariche, per l’individuazione di scarichi abusivi e per rilevare la possibile presenza nel sottosuolo di rifiuti sepolti abusivamente.
Lo stesso tipo di drone può essere impiegato per il controllo degli incendi. Ad esempio, nei terreni ricchi di torba possono accendersi piccoli focolai di combustione, che sono difficili da spegnere a causa della natura della torba, che è idrofoba e impedisce all’acqua di penetrare all’interno del materiale. Questi focolai possono mantenersi silenti a lungo, senza essere visibili in superficie perchè non producono fumo, e serpeggiare sotto la superficie per poi riaccendere incendi anche in zone distanti da quelle di innesco. La medesima tipologia di apparecchio può essere inoltre utilizzata per l’individuazione di combustioni abusive di rifiuti.
Nel Lazio, l’amministrazione regionale impiega droni per il monitoraggio degli sversamenti in mare di idrocarburi e della presenza e distribuzione di rifiuti spiaggiati. Quanto all’oil spill, il telerilevamento per mezzo di droni rappresenta un utile strumento per definire le opere di contenimento e bonifica dirette a contrastare la diffusione degli inquinanti, oltre che per verificare l’eventuale permanenza di macchie oleose.
Arpa Umbria ha partecipato alla realizzazione di Galileo, un vascello a controllo remoto (USV) a navigazione autonoma, da impiegare per il loro monitoraggio degli ecosistemi lacustri. Il natante è equipaggiato con sistemi di controllo remoto, che ne garantiscono la governabilità anche in caso di imprevisti, avarie o cambiamenti improvvisi delle condizioni meteo; esso è dotato anche di telecamera a infrarosso ed ecoscandaglio, con cui si possono verificare nell’immediato eventuali scarichi abusivi e come questi si diffondono nei laghi, distribuendo il loro carico inquinante.
L’impiego di questo “drone acquatico” consente di acquisire una serie di informazioni e misure, tra cui le misure di parametri chimico-fisici mediante l’impiego di una sonda multiparametrica, quali: ossigeno disciolto, temperatura dell’acqua, conducibilità, pH, torbidità, potenziale redox, clorofilla. Galileo, inoltre, è dotato di un autocampionatore, che preleva campioni d’acqua in posizioni georeferenziate e a quote differenziate lungo la colonna d’acqua. I campioni vengono conservati a temperatura controllata (4 °C) nella cella frigo, rispettando le condizioni di sterilità del campionamento, per essere poi consegnati ai laboratori per le analisi batteriologiche.
Arpa Umbria ha inoltre avviato un programma per valutare l’utilizzo di droni dotati di sensori per inquinanti gassosi o polvere, per ottenere un’analisi delle dinamiche spaziali di emissioni inquinanti.
Un altro efficace esempio di impiego di droni con funzione di monitoraggio dell’ambiente arriva dalla Puglia. Nello stabilimento petrolchimico Versalis di Brindisi, a causa del blocco del ciclo frigo propilene K5001 dell’impianto Steam Cracking P1CR, improvvisamente si attivò la torcia RV101C con una poderosa sfiammata. Nonostante i tempestivi interventi per individuare e sostituire il componente dell’elettronica di controllo risultato guasto, con successivo riavvio della macchina, l’Amministrazione comunale della città chiese comunque l’intervento di un drone per effettuare gli immediati controlli ambientali. I dati raccolti sono stati poi inviati all’Arpa per la validazione. Questi i parametri analizzati: monossido di carbonio (CO), anidride solforosa (SO2), diossido di azoto (NO2).

Registrarsi è d’obbligo
Dal 1 luglio 2016 vi è l’obbligo di registrare i droni professionali presso un pubblico registro a disposizione delle autorità. D-Flight (www.d-flight.it) è il sito sperimentale che permette la registrazione dei droni nella banca dati italiana e l’assegnazione di un codice univoco di identificazione per ciascuno di essi. Si tratta di un codice QR da attaccare al drone, che sarà presto sostituito da chip identificativi elettronici in grado di permettere l’identificazione in real time dell’apparecchio in volo. In questa prima fase non è previsto alcun costo per la registrazione, mentre in futuro verranno applicate le normali tariffe Enac.
Il portale D-Flight, inoltre, offre informazioni utili per far volare i droni in sicurezza ed in conformità alle normative vigenti.
Quello dei droni è un settore che, da fenomeno di nicchia limitato ad una ristretta cerchia di esperti ed appassionati, sta progressivamente conquistando interesse e consensi, e quindi fa prefigurare interessanti opportunità di business nei diversi ambiti in cui trova applicazione questa nuova tecnologia.
L’Italia è stato uno dei primi paesi ad aver adottato una normativa ufficiale sul tema. L’ENAC (Ente Nazionale per l’Aviazione Civile) ha presentato il Regolamento sui Mezzi Aerei a Pilotaggio Remoto, documento che contiene indicazioni specifiche su autorizzazioni necessarie per i piloti, equipaggiamento, certificazioni da ottenere prima del volo e altro ancora.
Si tratta di un passaggio importante, che potrebbe dare ulteriore impulso ad un settore già in notevole espansione, con circa 70 imprese che attualmente compongono la filiera italiana dei droni.

SUBSEA FENIX

Subsea Fenix è una società che fornisce servizi di ispezione ed intervento con robot subacquei a controllo remoto ed ingegneria per lavori subacquei. L’azienda è gestita da un pool di professionisti esperti e qualificati, dinamici ed entusiasti. La cultura d'impresa è incernierata attorno alla brillantezza professionale e al miglioramento continuo dei servizi a controllo remoto nella qualità, varietà ed affidabilità. Particolare cura e attenzione sono rivolti alla salute e sicurezza in tutte le attività e alla ricerca e studio di soluzioni innovative e più efficaci per i progetti ed i lavori subacquei.
l core business di Subsea Fenix sono i controlli non distruttivi subacquei su strutture in acciaio di piattaforme petrolifere con veicoli a controllo remoto pilotati in superficie da operatori qualificati e certificati in base alle norme internazionali. Negli ultimi anni, però, l’azienda ha sviluppato una notevole esperienza anche nei lavori subacquei in acque interne, disponendo di attrezzature e mezzi di supporto galleggianti modulari specifici per interventi in fiumi, gallerie subacquee, tubazioni d’acqua dolce, tubazioni di reti fognarie, cisterne antincendio, vasche d’accumulo di impianti di depurazione, nei laghi di acqua dolce in altitudine, in particolare nei bacini idroelettrici.
Grazie a robot telecontrollati dalla superficie e ad attrezzature specifiche sviluppate internamente, l’azienda è in grado di effettuare ispezioni molto dettagliate sulle condizioni di mantenimento di opere civili subacquee quali, banchine, pilastri dei ponti, scarichi, opere di presa e condotte forzate di dighe.
Grazie l’ausilio di un ROV-Remotely Operated Vehicle è possibile eseguire, oltre che ispezioni visive, anche rilievi strumentali in campo ambientale e interventi localizzati in aree e in condizioni non praticabili dall’uomo.
Le ispezioni sono eseguite visivamente tramite le telecamere montate sul veicolo, ma anche in caso di scarsissima visibilità (acque molto torbide o assenza di luce) viene impiegato un sonar multibeam bidimensionale con restituzione real time del segnale (telecamera sonora).
Tali macchine sono collegate alla consolle di controllo ed alimentazione in superficie da ombelicali a fibra ottica rinforzati in fibra di Kevlar e possono spingersi fino a 3.000 m dal punto di lancio in condotte orizzontali e sopportare pressioni idrostatiche fino a 300 m di profondità.
La flotta comprende veicoli subacquei propulsi ad elica e veicoli anfibi con trazione su ruota e su cingolo. Le macchine sono adattate di volta in volta alle necessità e peculiarità del lavoro (ad esempio per diversi diametri delle tubazioni o per situazioni critiche di lancio e recupero) e possono essere interfacciate con diversi sensori e strumenti di misura quali, fonometri per l’individuazione di perdite, CTD probe per la misurazione di pressione, conduttività e temperatura dell’acqua, correntometri, misuratori di torbidità e rilevatori specifici di sostanze inquinanti.
I veicoli possono essere inoltre dotati di speciali manipolatori subacquei con cui eseguire interventi meccanici sui target ispezionati. E’ in pratica possibile: recupero e/o rilascio di oggetti in posizione, taglio di funi, azionamento di valvole, pulizia di particolari meccanici e superfici metalliche o in cemento.
Subsea Fenix ha sviluppato una metodologia rapida, a basso costo e molto precisa per rilevare morfologicamente e dimensionalmente l’eventuale presenza di corpi estrani e/o anomalie di target subacquei. Unito a ciò, l’azienda può fornire servizi di rilievo bati-morfologico e modellazione 3D per determinare volumetrie, livelli di interramento e stato di fondali e condotte. E’ inoltre possibile mappare la traiettoria di una condotta sotterranea e restituirne la sezione e il profilo in pianta. Di successo anche i recenti lavori eseguiti di dragaggio e pulizia dello scarico a fondo diga in un bacino idroelettrico e all’interno di una tubazione di adduzione in un impianto di raffinazione per rimuovere il sedimento che ne occludeva il flusso. Le operazioni non hanno coinvolto personale subacqueo e sono state interamente gestite e monitorate grazie a robot subacquei. www.subseafenix.com

 

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