Droni industriali: un nuovo mercato in evoluzione

a cura di S. Iacobucci

Valutare e mappare coltivazioni agricole, estensione di boschi, emissioni di inquinanti, danni subiti a seguito di eventi calamitosi o catastrofici: applicazioni a cui i droni assolvono in modo efficace ed economico

I droni rappresentano oggi uno strumento sempre più versati­le, grazie ai numerosi utilizzi e campi di applicazione, tanto da caratterizzare un mercato in forte crescita anche nel nostro Paese. Secondo un rapporto stilato dall’ENAC nel 2015, in Italia erano già in uso due anni fa più di 1200 velivoli ad uso professionale, con ben 600 aziende specializzate nella loro produzione, e questo numero sta crescendo in modo esponen­ziale, grazie ai reali vantaggi offerti dall’im­piego di queste minuscole macchine. Dalle sue origini militari, questo fenomeno si è spostato all’uso civile e industriale, inve­stendo settori che spaziano dalla sicurez­za all’edilizia, passando per l’architettura, l’agricoltura e la manutenzione predittiva di impianti industriali. Il settore può essere essenzialmente suddiviso in due macro aree, una riguardante i rilievi topografici e l’al­tra orientata a vere e proprie campagne di misura, che prevedono l’installazione a bordo di sofisticati sensori e dispositivi quali ad esempio termocamere e sistemi LIDAR (Light Detection and Ranging o Laser Imaging Detection and Ranging). Stiamo assistendo ad una progressiva specializzazione del settore, da cui stanno emergendo soluzioni industriali sempre più verticali, che lasciano sempre meno spazio all’im­provvisazione degli hobbisti, puntando verso una maggiore qualificazione, promossa dal contributo della normativa di settore dettata dall’ENAC per regolamentare l’utilizzo dei droni in ambienti aperti. Il reale vantaggio derivante dall’utilizzo dei droni consiste nell’aumento di produttività, poiché consente in poco tempo e i modo più economico di compiere operazioni che in altri tempi prevedevano necessariamente l’impiego di aerei ed elicotteri veri e propri.

Fig. 1 ll drone Intellisystem Technologies TT1640S-TID-A

La rapidità di accesso, la capacità di avvicinarsi e di spostarsi in tutte le direzioni, di mantenere una posizione per tutto il tempo desiderato ed effettuare riprese da prospettive differenti, tipiche di un drone, consentono di individuare facilmente punti di una struttura in cui risulti necessario un intervento, consentendo una riduzione di costi e tempi in fase di manutenzione. Anche se i droni aerei sono quelli maggiormente dif­fusi nel mercato, il termine “drone” sta assumendo un significato sempre più allargato, comprendendo non solo velivoli, ma anche apparecchiature terrestri (“rover”) e veri e propri sommergibili in miniatura. I velivoli si utilizzano quando si rende necessaria una visione dall’alto per scopi ben precisi: riprese aeree, ispezioni, mappatura, fotogrammetria, campagne di misure. I rover sono droni su ruote che garantiscono grande stabilità e possibilità di caricare pesi mag­giori, equipaggiabili con video-camere e sensori, che consentono riprese stabili dal basso particolarmente utili in situazioni di ispezione e sorveglianza. I droni marini sono invece simili a piccoli sottomarini su cui è possibile installare una telecamera stagna per fare riprese subacquee, molto utili per il monitoraggio am­bientale e per il controllo della flora e della fauna di tutti gli ambienti acquatici quali laghi, fiumi, mari e oceani. Quello dei droni, grazie alla loro flessibilità d’uso, è diventato in poco tempo uno dei trend tecno­logici emergenti e sono in molti a credere e a investire capitali nell’industria dei remote piloted aircraft sy- stems; le prospettive sono ampie, così come le appli­cazioni che vedranno un uso sempre più intensivo di queste tecnologie nelle nostre città e industrie, am­bienti che possono presentare delle criticità comples­se da affrontare.

Fig. 2 – Particolare della telecamera

Alla luce di tutte queste considerazioni, l’azienda italiana Intellisystem Technologies ha messo a punto diversi strumenti drone-based denominati TID (acronimo di Thermal Inspection Drone) per la diagnostica e il monitoraggio industriale, mediante l’utilizzo di particolari droni progettati per un utiliz­zo professionale e intensivo. I droni di Intellisystem Technologies possono essere considerati come dei veri e propri strumenti di misura, in grado di librarsi in volo raccogliendo e trasmettendo i dati misurati a terra in modo facile, sicuro e decisamente economico. I sistemi TID vengono spesso equipaggiati con parti­colari termocamere ultra compatte, installate in una piattaforma stabilizzata, grazie alla quale è possibile ottenere le massime prestazioni in termini di stabilità delle riprese, che permettono la misura dei valori di temperatura superficiale senza entrare direttamente in contatto con l’oggetto da misurare, quale ad esem­pio una porzione di impianto o una linea aerea ad alta tensione. Grazie a queste particolari telecamere, è possibile ottenere dall’alto foto termiche d’insieme e mappature termiche a elevata risoluzione con una precisione che raggiunge gli 0,2 ⁰C. Pur non sosti­tuendo certe operazioni settoriali specialistiche dove aerei ed elicotteri rimangono indispensabili, questa soluzione innovativa rende possibile l’ispezione aerea termografica in tutta sicurezza e velocità anche negli ambienti più critici, come strutture e impianti indu­striali difficili da esaminare per collocazione o dimen­sioni, senza la necessità di allestire ponteggi, utilizza­re cestelli o ricorrere a costosi mezzi aerei alternativi. I droni di Intellisystem Technologies sono stati accu­ratamente applicati in diversi campi di utilizzo indu­striale; reti elettriche e ferroviarie, impianti energeti­ci come parchi eolici o distese fotovoltaiche, sono solo alcuni esempi in cui i sistemi TID sono stati utiliz­zati per individuare anomalie e malfunzionamenti, risparmiando tempo utile in fase di pianificazione dell’intervento e tagliando i costi operativi.

Fig. 3 – Esempio di applicazione del Thermal Inspection Drone in situazione di emergenza

I sistemi TID possono essere impiegati in tutti quei settori industriali che prevedono l’offerta di servizi e soluzioni orientate alla conoscenza, al monitoraggio e alla governance del territorio attraverso l’utilizzo dei droni attraverso l’identificazione, la caratterizzazio­ne, la qualificazione e la misurazione degli elementi territoriali ripresi con la loro localizzazione, forma, dimensioni e caratteristiche. Recentemente, anche il comparto Oil&Gas ha mo­strato un particolare interesse verso l’utilizzo dei sistemi TID. Quando una compagnia petrolifera ha bisogno di effettuare delle misure termiche superfi­ciali in un impianto di una raffineria o su una piat­taforma petrolifera, deve sostenere enormi spese per la progettazione e costruzione di imponenti strutture di ponteggio che, nel caso delle piattaforme off-shore, possono superare anche i 100 metri di altezza. Utiliz­zando sistemi come quelli di Intellisystem Technolo­gies, è possibile ridurre drasticamente non solo tali costi ma anche il personale impiegato e i tempi di intervento, passando dall’utilizzo di un team di cin­que tecnici specializzati rispetto a una squadra di 100 persone e riducendo i tempi da diverse settimane a un paio di giorni. L’im­piego dei droni per questa tipologia di con­trolli permette alle com­pagnie petrolifere di of­frire anche una migliore sicurezza sul lavoro, contribuendo a ridurre i rischi a cui sono esposti gli operai che di norma si occupano della ma­nutenzione predittiva. Questo tipo di analisi aerea è un metodo che permette di valutare in maniera completa, rapida e affidabile le prestazioni di impianti di grandi dimensioni. Mantenere le strut­ture onshore e offshore in conformità a standard e requisiti normativi è fondamentale per assicurarne la sicurezza e il rispetto per l’ambiente.

Fig. 4 – Esempio di applicazione drone in ambito Oil & Gas

La soluzione offerta rappresenta quindi anche una delle tecnologie più promettenti per migliorare anche la risposta ai disastri ambientali che a volte purtroppo colpiscono il comparto Oil&Gas, proponendosi come valido stru­mento d’ausilio alle relative operazioni di soccorso poiché, grazie alle immagini termiche catturate dai droni, è possibile individuare superstiti, e in caso d’in­cendio è possibile quantificare la presenza dei focolai più attivi per i quali è necessario intervenire più tem­pestivamente. Al tempo stesso, i sistemi TID possono essere usati dai responsabili della sicurezza per avere una visione d’insieme della situazione di emergenza, permettendo una più fa­cile individuazione delle criticità strutturali del­le infrastrutture dan­neggiate e pericolanti. In questo modo, tutte le zone di diffìcile accesso e pericolose per l’uomo possono essere esplora­te e osservate nei detta­gli in tutta sicurezza. In questi scenari, i droni di Intellisystem Technolo­gies possono essere uti­lizzati per assistere la valutazione dei rischi, la mappatura e la pia­nificazione dei soccorsi rendendo le operazioni più sicure e veloci per le squadre di pronto in­tervento. Tra 10 anni, i droni saranno strumen­ti di uso comune grazie alle loro performance sempre più spinte, che faranno leva sulle mo­derne tecniche di In­telligenza Artificiale. Avranno a bordo sistemi avanzati anticollisione e una sensoristica sempre più sofisticata, grazie alla quale saranno in grado di mettersi in volo seguendo rotte sicure in modo del tut­to automatico e senza supervisione di esseri umani. Non saranno solo macchine atte a catturare dati ma saranno capaci di elaborarli in realtime, costituendo di fatto dei sistemi IoT che alimenteranno database in Cloud in modo efficiente, trasparente e fruibile. Intellisystem Technologies sta conducendo, in colla­borazione con altre aziende ed enti, una serie di studi e ricerche finalizzati ad attuare questa vision futura.

Articolo pubblicato su Embedded N. 66 – Novembre 2017

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