Un mix di intelligenza artificiale e sensoristica avanzata per ridare slancio alla navigazione sul Po e al trasporto fluviale: è questa la sfida tecnologica affrontata da ENEA nell’ambito del progetto europeo CRISTAL[1], un’iniziativa da 6,8 milioni di euro che ha coinvolto 16 partner provenienti da 9 Paesi. Il progetto ha preso in esame 3 dei principali corsi d’acqua del continente – il Po in Italia, la Mosella in Francia e la Vistola in Polonia – con l’obiettivo di rafforzare il ruolo delle vie navigabili interne. Un traguardo che si inserisce nella strategia dell’Unione Europea per una mobilità più sostenibile, che punta a trasferire fino al 20% del traffico merci dalla rete stradale a quella fluviale. In questo contesto, ENEA ha messo a punto un sistema tecnologico integrato che unisce modelli di analisi dei dati basati sull’intelligenza artificiale a soluzioni di sensoristica avanzata. Il risultato è una piattaforma in grado di prevedere con maggiore precisione le condizioni di navigabilità del fiume Po, contribuendo a migliorare efficienza, sicurezza e pianificazione del trasporto via acqua.
“Il sistema navigabile del Po e dei canali collegati è riconosciuto come un’infrastruttura chiave ed è incluso nella ‘core network’ delle Reti Transeuropee di Trasporto (TEN-T), configurandosi come un asse strategico per i collegamenti tra il Mediterraneo e il centro Europa”, spiega la referente ENEA del progetto Sonia Giovinazzi, ricercatrice del Laboratorio Infrastrutture critiche del Dipartimento Tecnologie energetiche e fonti rinnovabili (TERIN). “Con il progetto CRISTAL abbiamo contribuito a sviluppare tutti gli strumenti necessari a rafforzare l’integrazione del Po nella rete multimodale europea, migliorando la connettività sostenibile e facilitando il trasporto merci tra il Nord Italia e il resto d’Europa”.
Un sistema di monitoraggio continuo del fondo del fiume per tenere sotto controllo sedimenti e detriti e migliorare la sicurezza della navigazione: è questa la soluzione messa a punto da ENEA. Il dispositivo si basa su una rete di piastre di pesatura subacquee installate nei tratti più critici del corso d’acqua. Le piastre sono dotate di sensori in fibra ottica con tecnologia FBG (Fiber Bragg Grating)[2], sviluppata dal Laboratorio Fotonica del Dipartimento Nucleare, in grado di rilevare con elevata precisione variazioni di pressione e accumuli sul fondale. Le informazioni raccolte vengono integrate con dati idrologici e meteorologici e successivamente elaborate da un modello di intelligenza artificiale progettato dal Laboratorio Infrastrutture Critiche di TERIN. Il sistema consente così di ottenere una fotografia aggiornata e in tempo reale delle condizioni del fiume. L’obiettivo è duplice: da un lato supportare la pianificazione di interventi mirati di manutenzione preventiva dei fondali, dall’altro garantire condizioni di navigabilità più sicure anche in presenza di eventi climatici estremi, sempre più frequenti e intensi.
“Ora dobbiamo sperimentare il sistema in tratti selezionati del Po per validarlo in condizioni reali, dopo i test in laboratorio”, spiega Michele Arturo Caponero del Laboratorio Fotonica del Dipartimento Nucleare dell’ENEA. “Una volta completata questa fase sarà possibile creare una rete permanente di monitoraggio lungo il fiume, offrendo dati in tempo reale agli operatori della navigazione, ai gestori delle vie fluviali e alle autorità responsabili della sicurezza”.
L’adozione di un sistema di monitoraggio basato su fibra ottica consente di superare l’approccio tradizionale basato su ispezioni periodiche con battelli batimetrici, che attualmente vengono utilizzati per rilevare le condizioni del fondale e redigere i bollettini di navigabilità. La misura distribuita tramite fibra ottica permette di disporre di dati più continui, più stabili nel tempo e disponibili anche in condizioni operative estreme, quando l’uscita dei battelli batimetrici potrebbe risultare difficoltosa o addirittura impossibile. A questo si aggiunge un beneficio ambientale significativo: la sostituzione delle campagne di misura quotidiane effettuate con imbarcazioni a diesel comporta una drastica riduzione delle emissioni di gas serra, abbattendo l’impronta di carbonio associata al monitoraggio della navigabilità.
Oltre a descrivere lo stato del fondale, il sistema ENEA è in grado di prevedere le condizioni di navigabilità fino a 10 giorni. “Queste previsioni sono particolarmente rilevanti per individuare in anticipo situazioni critiche, come l’accumulo eccessivo di sedimenti o detriti, che possono ridurre la profondità e aumentare il rischio di incaglio delle imbarcazioni”, sottolinea Maria Luisa Villani, ricercatrice del Laboratorio Infrastrutture critiche di ENEA-TERIN.
Disporre di informazioni predittive permette agli operatori della navigazione e della logistica di pianificare in modo più affidabile le spedizioni, evitando ritardi, fermo dei battelli e perdite economiche che possono avere effetti a catena sull’intera filiera.
Le tecnologie ENEA per il progetto CRISTAL nascono dall’incontro tra ricerca e bisogni reali, secondo un approccio living lab di coprogettazione sul campo. Gli utenti finali delle soluzioni CRISTAL sono infatti anche partner del progetto: AIPO (Agenzia Interregionale per il Fiume Po) impiegherà i dati per elaborare bollettini di navigabilità fino a 10 giorni; il gestore di diverse idrovie in Veneto, Infrastrutture Venete srl, ha svolto uno studio di fattibilità sia per ricaricare le imbarcazioni ibride ed elettriche che per consentire a tutte le imbarcazioni ormeggiate, anche quelle con solo motore endotermico, di utilizzare energia elettrica da terra al posto dei generatori diesel di bordo; Uniontrasporti utilizzerà le soluzioni sviluppate per migliorare la qualità del servizio e la sicurezza a supporto della logistica e degli operatori del settore; Sogesca ha svolto e continuerà a svolgere un ruolo chiave nel facilitare il dialogo tra innovazione tecnologica e necessità operative reali, garantendo che le soluzioni sviluppate possano essere allineate ai bisogni degli utenti e accompagnate fino all’adozione concreta. Attraverso i Living Labs, Sogesca ha inoltre contribuito al “Manifesto per lo sviluppo sostenibile del Sistema Idroviario Padano-Veneto”, un action plan elaborato insieme agli stakeholder chiave del sistema idroviario e presentato al Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti (MIT) per approfondire e dare seguito alle principali istanze emerse.
[1] CRISTAL – Climate Resilient Inland STreams And Logistics
[2]La piastra di pesatura è una ‘bilancia’ di massima semplicità meccanica e quindi di grande robustezza e durabilità. Non ci sono parti in movimento: la bilancia è in pratica un tamburo sigillato saldamente, interrato e bloccato sul fondo del fiume. I sensori in fibra ottica misurano le deformazioni della piastra superiore causate dal peso dei sedimenti e dei detriti che su di essa si accumulano. Ciò permette di calcolare in tempo reale l’altezza della colonna di materiale depositata. La tecnologia in fibra ottica non richiede alimentazione elettrica sul fondo del fiume ed è resistente a interferenze elettromagnetiche e all’immersione in acqua, caratteristiche necessarie per ridurre i guasti e minimizzare gli interventi di manutenzione.
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