Monitorare le infrastrutture: un presidio essenziale per un futuro più sicuro

Siamo all’indomani del secondo conflitto mondiale: le infrastrutture italiane sono gravemente danneggiate, gli spostamenti e i trasporti enormemente difficoltosi. È il cemento che in questo contesto e fino alla metà degli anni Cinquanta diventa protagonista nella rinascita delle reti d’Italia: armato e precompresso ricostruisce, anche grazie agli ingenti investimenti derivati dal Piano Marshall, strade, ponti e ferrovie. E oggi?

Le infrastrutture, un tempo considerate pilastri statici e immutabili del nostro tessuto, si trovano di nuovo al centro di una profonda e urgente trasformazione. Mentre si assiste a un fenomeno di urbanizzazione e si intensificano gli eventi estremi legati ai cambiamenti climatici, le infrastrutture esistenti hanno bisogno di essere ripensate. L’invecchiamento del patrimonio infrastrutturale, unito all’esigenza di fronteggiare gli effetti della crisi climatica e di adattarsi a un mondo sempre più digitale, rende prioritario un ripensamento multidimensionale del modo in cui progettiamo, costruiamo e gestiamo le nostre reti di trasporti, di energia e di servizi.

Di fronte a questa complessità, è indispensabile adottare un approccio integrato e sostenibile nella realizzazione delle stesse. La combinazione tra materie prime impiegate, calcestruzzo in primis, tecnologie e soluzioni innovative può trasformare le nostre strutture fisiche in sistemi intelligenti, capaci di adeguarsi e rispondere rapidamente alle nuove esigenze. Le cosiddette “infrastrutture intelligenti” rappresentano infatti il futuro del nostro sistema: reti che non solo funzionano in modo efficiente, ma che possono anche raccogliere, analizzare e utilizzare dati in tempo reale per migliorare la loro resilienza e sostenibilità. L’integrazione tra sistemi fisici e digitali permette di monitorare costantemente le condizioni, prevedere eventuali criticità e intervenire tempestivamente per evitare disservizi o danni. Se da un lato, questo tipo di approccio aumenta la sicurezza e l’affidabilità, dall’altro, contribuisce a ridurre i costi di manutenzione e gestione, promuovendo al contempo una maggiore sostenibilità ambientale. Dunque, in un mondo sempre più interconnesso, è evidente che l’adozione di infrastrutture intelligenti non è solo un’opzione, ma una necessità per garantire la continuità dei servizi e la salvaguardia delle persone. Un lavoro di concerto con l’ampia filiera delle costruzioni.

Viviamo in un’era di rapide e significative trasformazioni: trend demografici, cambiamenti climatici, urbanizzazione e salute sono solo alcuni dei fattori che stanno rimodellando le società in tutto il mondo. Le innovazioni tecnologiche, in particolare, stanno influenzando profondamente ogni ambito del quotidiano: dall’istruzione al lavoro, dal benessere alla mobilità. La capacità di adattarsi a questi mutamenti determinerà il successo delle comunità future.

Mobilità e infrastrutture sono al centro dei cambiamenti in atto, non solo come effetti, ma anche come protagonisti. È attraverso il loro sviluppo che possiamo raggiungere obiettivi chiave per il futuro, in un costante, e a questo punto storico, parallelismo che vede l’industria delle costruzioni e del cemento in particolare muoversi insieme nella medesima direzione.

In primis oggi vi è la decarbonizzazione: da sempre la filiera del calcestruzzo si affianca a quella dei trasporti per emissioni di carbonio, dove questi ultimi rappresentano il 25% delle stesse. Ci si muove in questa ottica dove decarbonizzare entrambi significa contribuire alla decarbonizzazione globale, un obiettivo che richiede oltre alla ricerca e studio dei materiali, una serie di strumenti e politiche tecnologicamente neutrali.

Ancora la mobilità persegue mete di accessibilità, di decongestionamento per migliorare la qualità dell’aria e della vita, e di sicurezza, dove non è più tollerabile la perdita di vite umane sulle strade e sul lavoro.

La società deve capitalizzare gli sforzi delle trasformazioni per garantire un futuro sostenibile, pur gestendo le incertezze derivanti da shock imprevisti come tensioni geopolitiche, terremoti, pandemie, attacchi terroristici o guerre, che possono limitare la mobilità e le condizioni di accessibilità. Di fronte a queste incognite, all’interno del comparto delle costruzioni ogni processo di pianificazione e progettazione della mobilità e delle infrastrutture necessita di approcci e strumenti orientati alla resilienza, sfruttando le opportunità offerte da nuove tecnologie disruptive.

Oggi l’innovazione nel settore delle infrastrutture passa attraverso il monitoraggio continuo, un processo indispensabile sia per le nuove strutture che per quelle esistenti, in quanto fornisce i dati necessari per prendere decisioni informate sulla manutenzione, sulla gestione e sull’interazione con gli utenti. Un sistema di monitoraggio efficace consente infatti di rilevare continuamente la condizione delle infrastrutture, identificare problemi potenziali e intervenire tempestivamente per evitare guasti, garantendo la continuità dei servizi. Inoltre, i dati raccolti sono fondamentali per comprendere le esigenze e valutare l’efficacia delle scelte politiche in termini di pianificazione e programmazione.

Se tradizionalmente tale attività di controllo si basava su ispezioni manuali e periodiche, oggi è supportata da tecnologie all’avanguardia come il Digital Twin, l’Internet of Things e l’Intelligenza Artificiale, strumenti che, attraverso una fitta rete di sensori distribuiti strategicamente, permettono un accertamento continuo e in tempo reale. Nello specifico, il Digital Twin crea una replica virtuale delle strutture fisiche, permettendo simulazioni dettagliate e analisi predittive che riflettono il comportamento reale delle strutture. Questa tecnologia non solo offre una visione precisa dello stato attuale, ma permette anche di testare diversi scenari e strategie di manutenzione in un ambiente virtuale, ottimizzando le decisioni prima della loro implementazione fisica. L’Internet of Things (IoT) sfrutta una rete di sensori integrati per raccogliere dati su vari parametri delle infrastrutture, come vibrazioni, sollecitazioni, temperature e deformazioni. Questi sensori, costantemente attivi, inviano informazioni in tempo reale a sistemi di monitoraggio centralizzati, che elaborano e analizzano i dati per rilevare eventuali irregolarità o segni di deterioramento. L’Intelligenza Artificiale, infine, analizza i dati raccolti dai sensori per scoprire pattern e anomalie che potrebbero indicare problemi imminenti. I suoi algoritmi sono capaci di prevedere malfunzionamenti e suggerire interventi preventivi, ottimizzando le operazioni di manutenzione e prolungando la vita utile delle infrastrutture.

In Italia, è in corso un programma di digitalizzazione delle strade che prevede l’installazione di sensori, telecamere e altri dispositivi intelligenti lungo migliaia di chilometri per raccogliere dati su traffico, condizioni meteo e stato della pavimentazione. Ed è anche all’interno di questa rete che la materia grigia del calcestruzzo può tornare a essere protagonista, integrando quell’aggettivo “intelligente” che permette stavolta di dare informazioni sullo stato deformativo del materiale e dunque sul monitoraggio dell’integrità strutturale.

Tuttavia, ora più che mai, serve un approccio collaborativo per sostenere questi progetti, con relazioni intersettoriali che facilitano lo scambio di conoscenze e amplificano l’impatto delle scoperte scientifiche. In particolare, nuove connessioni tra il mondo accademico e l’industria, come nel caso del Centro Nazionale per la Mobilità Sostenibile MOST, possono svolgere un ruolo fondamentale nel tradurre i risultati della ricerca in soluzioni di impatto per affrontare le sfide della sostenibilità e della sicurezza delle infrastrutture, contribuendo a mantenere competitivo l’intero settore.

Per concludere, il monitoraggio delle infrastrutture è oggi un processo data-driven, reso possibile da un’integrazione senza precedenti di materie prime e di tecnologie che ci offrono una visione accurata e immediata del loro stato. La sinergia di questi strumenti con altre soluzioni apre letteralmente la strada alla creazione di sistemi infrastrutturali sempre più performanti.

Tuttavia, la vera sfida è trovare un equilibrio tra le esigenze di manutenzione urgenti e la pianificazione di una futura infrastruttura moderna, sostenibile e digitale. Una pianificazione che abbia come obiettivi flessibilità e soprattutto resilienza, capace di rispondere a imprevisti, di adattarsi rapidamente e in grado di ripristinare le proprie condizioni di normalità.

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