Prendiamo l’esempio proprio di come monitorare un ponte, una delle infrastrutture più importanti per la vita economica e sociale di una data area geografica.

Un sistema di monitoring completo integra varie tipologie e tecnologie di misura, fra cui:

• Misure statiche: prevedono l’applicazione di strumenti atti a misurare spostamenti assoluti o relativi di elementi strutturali quali pile, appoggi e travi, per consentire la valutazione del comportamento statico di elementi critici e delle condizioni dell’opera in fase di esercizio, evidenziando le conseguenze dovute a degrado e/o ammaloramento.
• Misure dinamiche: si basano sull’analisi di segnali provenienti da vibrazioni naturali o indotte e consentono, in aggiunta alla verifica delle ipotesi progettuali, la valutazione del comportamento dinamico delle strutture durante il loro ciclo operativo di vita, attraverso l’analisi della variazione dei parametri modali ( frequenze naturali di vibrazione, deformate modali, smorzamenti, etc.) e delle eventuali perdite di performance strutturali anche a seguito del verificarsi di fenomeni eccezionali quali sismi, inondazioni, ecc.
• Misure visive: componente di controllo per appoggi ed elementi critici mediante telecamere IP direzionabili per la valutazione visiva diretta in prima approssimazione di punti e/o elementi critici delle opere per ottimizzare le attività di sorveglianza ispezione e manutenzione da parte di personale addetto e secondo quanto previsto nel piano di manutenzione.

Queste tipologie prevedono l'installazione dei reti di sensori che controllano costantemente il benessere infrastrutturale del ponte, come ad esempio la sua inclinazione, la differenza nell’espansione dei materiali dovuta a calore o altri fattori, spostamenti relativi ad appoggi di carichi o impalcature, temperatura dei materiali, impatto del traffico o la classica videosorveglianza della zona.

Esempi di sensori che formino una rete completa ed efficiente per monitoraggio statico e dinamico sono quindi: estensimetro, misuratore di giunto, clinometro biassiale, accelerometro triassiale, sensori di temperature, telecamere direzionabili, ecc.

La soluzione proposta attraverso l’installazione di questi sensori - cioè di un sistema integrato - si caratterizza per la possibilità di ottimizzare e massimizzare il valore dei dati e delle informazioni raccolti permettendo un’analisi comportamentale più affidabile e meno soggetta all’influenza di effetti locali.

Le componenti del sistema vanno così a formare un insieme, piuttosto che essere elementi disgiunti, permettendo una valutazione globale dello stato di salute dell’opera e valorizzandone la potenzialità attraverso l’unione di un sistema ben integrato anche con i software aziendali.

In sintesi, la soluzione di controllo si presenta così:

• Una rete di sensori installata e disposta sulla struttura da monitorare - nel nostro caso un ponte;
• Sistemi di acquisizione dati, con unità per la memorizzazione e l'analisi delle misure estrapolate dai sensori;
• Sistemi di trasmissione dati a unità di elaborazione remota e procedure software per l'analisi e l'interpretazione dei dati con sistemi di allarmistica per eventuali problematiche;
• Piattaforma software per la visualizzazione dei dati storici o in near-real time.

Una solida rete di controllo permette al gestore dell’infrastruttura viaria di acquisire i dati necessari per valutare l'eventuale insorgere di fenomeni di degrado o situazioni anomale. La sensoristica installata viene così ad essere un elemento di riferimento per gli addetti alla manutenzione e verifica della sicurezza delle opere e un supporto fondamentale al piano di manutenzione, dando la possibilità di effettuare interventi più costanti e meno estremi, aumentando la sicurezza e la performance generale dell’opera ma anche diminuendo drasticamente i costi di manutenzione.

Innovare per noi significa adottare una visione olistica, un piano strategico win-win per il mercato e i suoi fruitori. Significa migliorare la concezione che abbiamo della realtà che viviamo ogni giorno, risolverne le problematiche e valorizzarne le qualità. Per altri progetti di ricerca che stiamo affrontando nei nostri laboratori puoi visitare la pagina dedicata nel nostro sito web. Per domande, dubbi o commenti su questo o altri progetti siamo sempre disponibili, contattaci!

VITO DISTANTE - BIOGRAFIA Laureato in ingegneria Civile Ambientale, si è occupato, sin dall'inizio del suo percorso professionale, di indagini geofisiche finalizzate alla caratterizzazione geotecnica e geologica dei terreni e delle rocce costituenti il sottosuolo e di monitoraggio geotecnico/strutturale attraverso la progettazione, messa in opera e gestione di sistemi complessi per l'acquisizione di misure statiche e dinamiche su diverse tipologie di infrastrutture civili ed industriali.

COS’è L’Industrial IoT?

Per comprendere cosa sia l’Industrial IoT (solitamente abbreviato con IIoT) è necessario fare un passo “indietro” e raccontare innanzitutto, e in estrema sintesi, cosa intendiamo quando parliamo di Internet of Things.

Kevin Ashton, ricercatore del MIT di Boston ha descritto l’Internet of Things come quell’insieme di tecnologie che permette di controllare, monitorare e trasferire informazioni collegando un dispositivo ad Internet.

L’Industrial Internet of Things è quindi una verticalizzazione del concetto di IoT, focalizzata sull’ecosistema industriale e abilitata da tecnologie come cyber-security, cloud e edge computing, analisi di big-data, intelligenza artificiale e machine learning.

MERCATO DELL’ IIOT

Secondo un report elaborato da IndustryARC, il mercato dell’Industrial IoT raggiungerà i 124 miliardi di dollari  entro il 2021 e dovrebbe superare i 771 miliardi di dollari entro il 2026. Il CAGR (tasso annuo di crescita composto), nel periodo di previsione 2018-2026, viene invece stimato al 24,3%.

La chiave di questa crescita risiede nel fatto che dati ottenuti in ​​tempo reale non solo consentono una migliore gestione del processo produttivo, ma anche un miglior governo di tutti gli asset aziendali, offrendo un quadro chiaro e immediato dell’andamento dell’impresa in tutti i suoi ambiti.

ARCHITETTURA DI UN SISTEMA IIOT

L’ordinaria struttura di un sistema IIoT è un’architettura modulare articolata in 4 livelli :

1. livello del dispositivo: è la componente fisica del sistema IIoT: hardware, macchine e sensori;
2. livello di rete: è costituito da protocolli di comunicazione, cloud computing e reti wifi che raccolgono i dati e li trasferiscono al livello successivo;
3. livello di servizio:  si compone di applicazioni e software funzionali all’analisi e alla trasformazione dei dati in informazioni che possono essere visualizzate sulla dashboard del driver;
4. livello di contenuto: è l’ultimo strato dello stack ed è formato dai dispositivi di interfaccia utente;

VANTAGGI DELL’ IOT INDUSTRIALE

L’ampia disponibilità di dati rilevati rende possibile monitorare e manutenere (anche in maniera predittiva) infrastrutture strategiche, utilizzando l’IA e il machine learning per generare stime e previsioni sui possibili rischi e suggerendo misure da adottare prima che si verifichino guasti.

Ad esempio nel settore delle infrastrutture, i sensori IoT e gli algoritmi predittivi potrebbero consentire un continuo monitoraggio:

• di tunnel: per valutarne le deformazioni e la convergenza;
• di ponti: per controllarne le inclinazioni e le misure di deflessione; 
• di costruzioni: per misurare le deformazioni statiche sugli edifici e verificarne l’integrità strutturale;
• del sistema fognario: per valutare la velocità e il flusso delle onde;

Il risultato di progetti basati sull’Industrial IoT si concretizza nella riduzione dei costi energetici e di manutenzione, oltre che nel miglioramento generale della produttività aziendale e della qualità del lavoro. 

CRITICITÀ DELL’IIOT

• Cyber security: le misure di sicurezza informatica esistenti per i dispositivi IoT sono di gran lunga inferiori, e i rischi talvolta sottovalutati, rispetto alle misure esistenti per computer e device più tradizionali. Il rischio di connettere alla rete un dispositivo è quindi quello di renderlo un potenziale bersaglio di un attacco informatico.
• Mancanza di standardizzazione nei protocolli di comunicazione:  i protocolli di comunicazione industriale sono la conditio sine qua non per l’interconnessione e lo scambio dati tra un macchinario e un software. Nella maggior parte delle aziende l’hardware è estremamente variegato per età, produttore e tecnologia impiegata. Tale eterogeneità richiede spesso l’utilizzo di protocolli di comunicazione diversi rendendo quindi l’operazione di interconnessione complessa e costosa.

Queste criticità non devono però scoraggiare gli investimenti in progetti IIoT. I benefici apportati nel lungo termine sono estremamente superiori agli sforzi, in termini di risorse umane ed economiche, occorrenti nel breve termine.

IIOT IN GREENVULCANO

Ben prima che l’IoT diventasse un trend di ricerca, GreenVulcano già sviluppava una sua soluzione da proporre ai clienti.

Leader sul mercato dell’integrazione grazie ad un’esperienza di oltre 10 anni, ha recentemente messo sul mercato la propria piattaforma IoT: Sibyl. Si tratta di un servizio cloud (ma utilizzabile anche on premise), plug and play, dedicato alla gestione, al controllo da remoto e alla manutenzione predittiva di sistemi infrastrutturali complessi.

Scopri quale potrebbe essere la soluzione giusta per le esigenze della tua azienda e non esitare a scriverci per approfondimenti.

Per saperne di più sulla soluzione IoT di GreenVulcano visita il sito ufficiale e non perdere l’uscita del prossimo articolo.