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Sensori, droni e modelli 3D per proteggere le infrastrutture dai rischi

Sensori, droni e modelli 3D per proteggere le infrastrutture dai rischi

Da Enea soluzioni innovative per la valutazione e la gestione del rischio, in riferimento alle Linee Guida Italiane

Sensori, droni e modelli per le infrastrutture - Foto: media.enea.it
Sensori, droni e modelli per le infrastrutture - Foto: media.enea.it
di Rossella Calabrese
20/02/2024 - Modelli 3D di ponti e viadotti, piattaforme per la sicurezza delle infrastrutture critiche, reti di sensori, rilievi fotogrammetrici, droni, formazione e un ‘indice di attenzione’ per individuare gli interventi di manutenzione.
 
Sono alcune delle soluzioni per la sicurezza delle infrastrutture in caso di terremoti o altri rischi che ENEA ha presentato nei giorni scorsi al convegno “Ponti, viadotti, e gallerie esistenti: ricerca, innovazione e applicazioni” organizzato a Genova dal Consorzio Fabre*.
 
Nell’ambito dell’evento, ENEA con il Laboratorio di Analisi e Protezione delle Infrastrutture Critiche, rappresentato dai ricercatori Chiara Ormando e Alessandro Lipari, ha presentato tre studi sulla valutazione e la gestione del rischio per ponti e viadotti, in riferimento alle Linee Guida Italiane.
 
Più nello specifico, un gruppo interdisciplinare di ricercatori del Laboratorio ha lavorato allo sviluppo di un indice che consente di ottenere facilmente l’individuazione delle ‘classi di attenzione’ per ponti e viadotti previste dalle Linee Guida in materia. L'innovazione è utile per supportare gli studi e attribuire priorità agli interventi di manutenzione delle opere analizzate.
 
I lavori presentati sono stati sviluppati e testati su un gruppo di ponti e viadotti individuati tra quelli rientranti nelle attività di ispezione e analisi svolte da ENEA negli ultimi due anni. I risultati ottenuti, inoltre, potranno essere anche di ausilio per affinare le attuali normative.
 
Nel contesto delle numerose attività di ricerca a livello nazionale e internazionale, il Laboratorio ha inoltre sviluppato la piattaforma GIS-based CIPCast [1] per il monitoraggio e l’analisi del rischio delle infrastrutture critiche. Lavorando sia in modalità operativa che simulativa, la piattaforma è in grado di produrre scenari di danno atteso sulla base dell'ubicazione degli elementi infrastrutturali, delle loro vulnerabilità specifiche e in relazione al tipo di evento estremo previsto.
 
Con il supporto di un’ampia banca dati territoriale, CIPCast abbina risultati di modelli previsionali, dati provenienti da sensori in-situ e informazioni elaborate da immagini satellitari. Queste informazioni, analizzate spazialmente con la geolocalizzazione delle infrastrutture, concorrono a produrre lo scenario atteso di rischio e impatto.
 
“I dati satellitari possono essere utilizzati per analizzare e monitorare fenomeni di subsidenza o, più in generale, i movimenti lenti del terreno in prossimità di infrastrutture come ponti, viadotti ma anche edifici" ha evidenziato Maurizio Pollino, responsabile del Laboratorio ENEA di Analisi e protezione delle infrastrutture critiche. “Per quanto riguarda il monitoraggio in-situ, inoltre, è possibile installare un’adeguata rete di sensori per verificare in maniera continuativa lo stato di salute dell’opera e dei suoi componenti, fornire indicazioni, consentire lo sviluppo di applicazioni finalizzate all’allarme precoce e suggerire eventuali interventi di manutenzione”.
 

Agli approcci combinati di piattaforme GIS (sensori e satellite), si aggiunge anche l’utilizzo dei droni (sistemi di volo a pilotaggio remoto, UAS). Questi dispositivi consentono di realizzare rilievi fotogrammetrici degli elementi infrastrutturali, ottenendo ortofoto ad altissima risoluzione, modelli 3D e dati metrici della struttura.
 
La tecnica può essere di supporto per la valutazione dello stato di salute strutturale dei ponti e dei viadotti ed è applicabile sia per migliorare i modelli basati sul Building Information Modeling (BIM), fornendo dati in loco (ad esempio topografia, aggiornamenti sullo stato di avanzamento, condizioni del sito, ecc..) che per aggiornare i modelli in tempo reale.
 
Per la formazione di adeguate professionalità nel settore, ENEA ha inoltre organizzato corsi avanzati di rilievo fotogrammetrico con drone, articolati in cicli di lezioni teoriche, pratiche e voli operativi, rivolti a tecnici e ricercatori ENEA ma anche ai fruitori coinvolti nel consorzio di ricerca Fabre. Nell’ambito dei corsi sono state approfondite le metodologie per valutare i diversi rischi (statico, fondazionale, sismico e idrogeologico) e promuovere la verifica, il controllo e il monitoraggio delle infrastrutture, sviluppare tecniche innovative negli interventi di riparazione e/o miglioramento di ponti, viadotti e altre strutture e modelli digitali in 3D delle opere.
 
“Grazie ai corsi è stato possibile migliorare le fasi di acquisizione delle informazioni geometriche di molteplici tipologie strutturali”, sottolinea Antonio Di Pietro del Laboratorio ENEA di Analisi e protezione delle infrastrutture critiche. “Queste informazioni, abbinate a una conoscenza dettagliata delle dimensioni degli elementi strutturali, della geometria esterna, della consistenza degli elementi non visibili e delle caratteristiche dei materiali, rappresentano elementi imprescindibili per giungere a una valutazione dello stato delle strutture, in linea con le norme tecniche per le costruzioni”, conclude Di Pietro. Durante l’ultimo corso in Umbria, è stato elaborato e prodotto un modello digitale 3D del ponte Beroide, nei pressi di Spoleto (Perugia).
 
 
*Consorzio che riunisce ENEA, Politecnici di Milano e Torino, Università di Perugia, Padova, Pisa, Camerino, Messina, della Campania “Luigi Vanvitelli” e “Sapienza” di Roma, istituito con l’obiettivo di valutare lo stato di salute delle infrastrutture stradali del nostro Paese e sviluppare tecniche innovative per interventi di ripristino di ponti, viadotti e altre strutture.
 
[1] Critical Infrastructure Protection foreCAST
 
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