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Cos’è il Monitoraggio Infrastrutturale?

La risposta breve? Monitorare un’infrastruttura vuol dire controllarne le condizioni e verificarne lo stato di salute in modo costante.

Quando parliamo di monitoraggio infrastrutturale – più conosciuto nella sua versione inglese, infrastructure monitoring – di solito parliamo di monitoraggio attivo dell’infrastruttura che si sta tenendo sotto controllo. Vedremo gli elementi fondamentali e i benefici di un monitoraggio costante fra un po’, insieme a quali tecnologie stanno invadendo il mercato e cosa vuol dire davvero implementare un sistema di monitoraggio nella gestione quotidiana di un’infrastruttura. 

UN PO’ DI BACKGROUND

La recente contrazione globale non ha fermato la crescita dei nuovi trend del mercato dell’infrastruttura (Deloitte 2020 Midyear Update), dove gli stati in via di sviluppo sono sempre più una sfida per lo status quo di un mercato controllato dalle potenze occidentali, soprattutto la Cina.

La Nuova Via Della Seta (conosciuta anche come One Belt One Road), ad esempio, si fa forte di un finanziamento di US$667 trilioni che la Cina ha promosso per migliorare lo stato delle infrastrutture dentro e fuori il paese. Così come anche gli Stati Uniti, che hanno approvato un progetto di legge che vede allocare US$1,5 trilioni per le loro infrastrutture.

Mettendo in prospettiva il fatto che la Cina, gli Stati Uniti e l’Europa compongono il 42% del gap degli investimenti infrastrutturali nel 2020, 2030 e 2040 – con gli Stati Uniti che presentano il maggior gap – possiamo anche notare come il mercato abbia molte possibilità di ricevere attenzioni particolari da parte di governi e multinazionali e la loro intenzione di entrare a far parte di un trend che non sembra arrestarsi nei prossimi anni (Franklin Templeton). 

Tuttavia, nonostante ciò ci dia un veloce panoramica sulla situazione delle infrastrutture globali, non dobbiamo dimenticare che con “infrastruttura” non ci riferiamo solo a ponti monumentali e grattacieli. Infrastrutture sono anche palazzi residenziali, strade, ponti più piccoli, autostrade e così via. L’infrastruttura è tutto il sistema di connessioni, utenze, servizi di cui le persone hanno bisogno quotidianamente. Tutti abbiamo bisogno che i nostri quartieri siano ben tenuti, i fiumi arginati o che i nostri rifiuti vengano gestiti.

L’andamento odierno delle infrastrutture ci dà motivo di essere ottimisti sulle molte opportunità future nel mercato globale, ma queste devono essere sotto costante attenzione in termini di investimenti e continua manutenzione. Le infrastrutture non possono essere ignorate in qualunque circostanza, specialmente se hanno a che fare con situazioni di pericolo, come la vita delle persone o il benessere economico di una regione.

NUOVE TECNOLOGIE DISPONIBILI

La manutenzione, in particolare, può essere gestita meglio attraverso alcune delle nuove tecnologie di cui siamo a disposizione.

Nuove generazioni di sensori, ad esempio, ci possono aiutare a raccogliere i dati necessari per un controllo costante dello stato di salute (parziale o intero) dell’infrastruttura in tempo reale durante il suo ciclo operativo.

In pratica, i sensori sono delle “spie” posizionate strategicamente sull’opera infrastrutturale che ci dicono in ogni istante cosa sta succedendo e cosa succederà se non interveniamo tempestivamente. Lo fanno attraverso la raccolta di piccoli dati immediatamente inviati in cloud attraverso i loro dispositivi di rete. Possiamo dividere questi sensori in:

  • Misure statiche: come inclinazione, forza dei pilastri e delle travi, estensione dei materiali, per valutazioni del comportamento statico di componenti critiche di opere per monitoraggio in fase di operazione e sottolinearne le conseguenza di degrado e/o deterioramento;
  • Misure dinamiche: cioè le variabili temporanee dovute a sfruttamento dell’opera, attraverso la verifica di ipotesi di progettazione, per valutare potenziali perdite di performance strutturale anche in seguito a fenomeni straordinari come terremoti, inondazioni, ecc.; 
  • Misure visive: per supporti ed elementi critici attraverso telecamere IP bidirezionali. Permettono la valutazione visiva diretta di segmenti e/o elementi critici per ottimizzare attività di sorveglianza, ispezione e manutenzione secondo piani.

Dopo che i dati vengono raccolti dai sensori devono essere processati, tradotti e resi facilmente comprensibili per la mente umana. Qui è dove le piattaforme IoT entrano in gioco.

Brevemente, un piattaforma IoT è una tecnologia multilayer che “digitalizza” (cioè, trasporta nel mondo online) gli oggetti fisici, le “cose” dell’IoT, permettendo la comunicazione fra macchine senza bisogno di intermediazione umana. 

Ci sono diversi tipi di piattaforme IoT, nonostante si stiano tutte evolvendo per integrare i vari aspetti dell’IoT in un’unica soluzione, come ad esempio: piattaforme end-to-end, cloud, installazioni on-premise o AIoT (letteralmente l’Artificial Intelligence of Things) e così via.

In ogni caso, nonostante le diverse caratteristiche e funzioni, tutte le piattaforme IoT hanno qualcosa in comune: tutte fungono da middleware come data plumber per connettere dispositivi ad applicazioni per un dato fine. Ciò attraverso un ecosistema di sensori, controller, gateway, software per analisi e traduzione dati, applicazioni di back end e molto più.

Se dovessimo cercare di abbozzare un’architettura IoT elementare, potremmo dividerla in quattro fasi:

  • Raccolta dati (da dispositivi specifici, i.e. sensori) e conseguente conversione;
  • Conversione dati da analogico a digitale;
  • Trasferimento dati a sistemi di Edge IT per analisi;
  • Trasferimento dati processati al centro dati o al sistema cloud, a seconda del tipo di soluzione.

In fine, ciò che viene presentato agli addetti ai lavori è la traduzione di dati fondamentali sotto forma di dashboard graficamente godibili, parametri comprensibili, avvisi e notifiche per ricordarci cosa va fatto e quando, e molto altro. Tutti questi elementi supportano gli interventi umani quando e dove sono necessari, quasi come se ci dessero il potere di leggere il futuro!

BENEFICI

Questo potere ha un nome: manutenzione predittiva. Il suo significato è nel nome: predirre il momento in cui un edificio, un ponte, un’autostrada o quant’altro ha bisogno di manutenzione.

La manutenzione predittiva è possibilmente uno dei benefici più importanti di un ottimo sistema di monitoraggio. Ci aiuta a comprendere non solo il momento in cui un’opera infrastrutturale necessita un intervento di manutenzione, ma anche il punto esatto, permettendoci di avviare procedure più specifiche e mirate, piuttosto che investigazioni periodiche per l’intera infrastruttura. 

E meno ispezioni periodiche e più interventi mirati e specifici significano un qualcosa di cruciale: costi di manutenzioni ridotti sul budget annuale. Predire un potenziale danno o pericolo ci permette di risparmiare denaro che avremmo altrimenti speso su sostituzioni di materiale, dislocamento di personale, sull’intervento stesso, dato che il danno verrebbe fermato prima di diventare qualcosa di più pericoloso. 

Non solo, però: interventi più mirati, con un controllo costante della salute dell’infrastruttura, permettono la prevenzione di distruzione e danni dovuti a degrado o deterioramento e di tenere traccia degli effetti precisi di conseguenze di eventi straordinari (come terremoti, inondazioni, ecc.), aumentando la sicurezza e rafforzando la resilienza di ogni opera monitorata.

CONCLUSIONE

Le infrastrutture sono la base delle nostre vite, dei nostri legami, della nostra economia. Connettono famiglie distanti e ci permettono di viaggiare, vivere la città, di migliorare il nostro impatto sulla Terra.

Un sistema di monitoring più solido per le nostre infrastrutture ci permetterebbe di usufruire in modo più efficiente e sicuro di strade, ponti, dighe, reti fognarie, oltre alla possibilità di reinvestire il denaro risparmiato nei pochi interventi periodici.

I benefici dell’adottare questo tipo di soluzione abbraccia tutta la catena del valore, dalla costruzione alla gestione di ogni opera infrastrutturale, qualsiasi essa sia e per qualsiasi ragione. 

Questo è l’obiettivo principale di Sensoworks. Avanzare verso il miglioramento e la ristrutturazione totale del mercato e del settore delle infrastrutture, di modernizzare quello che concepiamo come infrastruttura oggi.

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