Trasporti: ENEA, sensori avanzati e modelli IA per rilanciare navigabilità del fiume Po

Intelligenza artificiale e sensoristica avanzata per rilanciare la navigabilità e il trasporto fluviale lungo il Po: sono queste le tecnologie sviluppate da ENEA nell’ambito del progetto europeo CRISTAL^[1] da 6,8 milioni di euro, che ha coinvolto 16 partner di 9 Paesi per analizzare tre grandi fiumi europei: il Po in Italia, la Mosella in Francia e la Vistola in Polonia. Il progetto CRISTAL rientra nella politica europea che punta a riportare le vie d’acqua interne al centro della mobilità sostenibile, trasferendo fino al 20% del traffico merci dalla strada all’acqua.

ENEA ha sviluppato un sistema tecnologico integrato che combina modelli di analisi dei dati basati sull’intelligenza artificiale con soluzioni di sensing avanzate, in grado di prevedere le condizioni di navigabilità del fiume Po.

“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 – aggiunge - 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”.

Il sistema ENEA punta al monitoraggio continuo dell’accumulo di sedimenti e detriti sul fondale del fiume, garantito da una rete di piastre di pesatura subacquee installate nei punti più critici del fiume, dotate di sensori in fibra ottica con tecnologia FBG (Fiber Bragg Grating)^[2], sviluppata dal Laboratorio Fotonica del Dipartimento Nucleare. I dati raccolti vengono poi integrati con parametri idrologici e meteorologici per poi essere elaborati da un modello di intelligenza artificiale sviluppato dal Laboratorio Infrastrutture Critiche di TERIN. Grazie a questo sistema integrato, è possibile ottenere informazioni precise e in tempo reale, utili a pianificare interventi mirati di manutenzione preventiva dei fondali e a garantire la sicurezza della navigazione, anche in caso di eventi climatici estremi.

“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 – aggiunge - 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.