I droni in aiuto delle infrastrutture americane

I piani infrastrutturali dell’Amministrazione americana sono tra i più ambiziosi degli ultimi decenni e puntano a ridare smalto alla rete stradale e autostradale, rimettere in piena forma ponti, viadotti, tunnel, migliorare le reti elettriche, investire nelle ferrovie, rendere l’acqua potabile un bene comune.

Tutto parte dalla constatazione che gran parte delle infrastrutture esistenti siano obsolete e, comunque, non all’altezza dei bisogni degli americani. L’ASCE (American Society of Civil Engineers) ha assegnato per il 2021 il voto “C-” all’intero complesso infrastrutturale del Paese, che nella scala decrescente da A a D non raggiunge la sufficienza.

Certo, si è registrato un miglioramento dalla pagella “D” assegnata quattro anni prima, ma – sostiene l’ASCE, per esempio – ancora oggi c’è un’interruzione della rete idrica ogni due minuti, con circa 6 miliardi di galloni d’acqua trattata persi ogni giorno negli Stati Uniti. Oppure, la crescente usura delle strade nazionali ha lasciato il 43% della rete in condizioni scadenti o mediocri. O, ancora, il 42% dei ponti ha oltre 50 anni di vita e il 7,5% è da considerare strutturalmente inadeguato a sopportare un traffico che è di 178 milioni di viaggi al giorno.

Numeri da capogiro ai quali spesso viene associata la domanda: chi ha compiuto queste rilevazioni, come sono state fatte le ispezioni?

E qui entra in campo una sigla, UAVs, e un altro numero assai importante: 100 miliardi di dollari, pari alla dimensione stimata nel 2020 da Goldman Sachs per il mercato legato a quella sigla che sta per gli “Unmanned Aerial Vehicles”, più semplicemente noti come “droni”.  Come è stato per internet, il tracciamento GPS ed altre tecnologie sperimentate a scopo militare, l’utilizzo dei droni in campo civile è in rapidissima crescita con la nascita di nuove professionalità, la diffusione di una miriade di contrattisti specializzati e con l’introduzione di sistemi sempre più sofisticati e affidabili.

Secondo lo studio di Goldman Sachs, i droni hanno già fatto il salto nel mercato dei consumatori, tanto da essere impiegati nella raccolta di dati climatici, nel monitoraggio antincendio e nelle costruzioni diventando il settore al primo posto di questo fiorente mercato con oltre 11 miliardi di valore nel 2020. Si tratta di un dato che rende giustizia all’industria delle costruzioni, popolarmente considerata tra le più tradizionali mentre è spesso tra le prime a plasmare le nuove tecnologie per progettare e realizzare palazzi, dighe, tunnel e opere in situazioni geologiche complesse e aree difficili da raggiungere.

Il nuovo Canale di Panama, progettato e costruito da Webuild con un consorzio di costruttori europei, è stato un banco di prova delle nuove tecnologie, con i primi voli teleguidati per fotografare e rilevare gli scavi nelle zone più impervie della foresta pluviale panamense. Ma non soltanto i droni hanno aiutato a realizzare l’opera nel paese centroamericano. Nella primavera del 2015 ha fatto il giro del mondo l’immagine del tecnico italiano con in mano una consolle grande come un iPad. Quel tecnico, con piccoli movimenti perfettamente dosati di un joystick, è riuscito a infilare una dopo l’altra, in uno stretto comparto di calcestruzzo, le gigantesche paratoie d’acciaio usate dalle chiuse del nuovo Canale. Alte 30 metri, lunghe 58 e pesanti oltre 4mila tonnellate, sono state telecomandate all’interno di alloggiamenti con una tolleranza di pochi centimetri per parte.

Il ruolo degli UAVs si sta imponendo sempre più al crescere della complessità dell’opera, tanto in ecosistemi difficili da raggiungere con i normali strumenti di lavoro, quanto per progetti di lunga estensione e dalla necessità di rilievi continui e progressivi della costruzione. Lane Construction, la controllata americana di Webuild, ha in uso i droni in cantieri come il progetto C-43 per la realizzazione di un bacino nell’estuario Caloosahatchee nella costa Sud Ovest della Florida, con una diga in terra con perimetro di 26,2 chilometri e un setto separatore dei due bacini di 4,5 chilometri. In totale i bacini si estenderanno per circa 40,5 chilometri quadrati e conterranno 210 milioni di metri cubi d’acqua. Durante i periodi di pioggia, il bacino permetterà di contenere le acque contaminate provenienti dai terreni residenziali e agricoli dell’area e, nei periodi di secca, garantirà l’apporto idrico necessario per mantenere livelli ottimali di salinità.

I lavori, che hanno visto un balzo in avanti importante durante la stagione secca, permettendo di mettere “fuori terra” molte aree per poter proseguire malgrado l’impatto della stagione delle piogge, sono costantemente monitorati da droni che forniscono il controllo qualità, raccolgono dati, fotografano i progressi dell’opera e realizzano rendering. Il progetto C-43, completato nella preparazione della fondazione, con drenaggi ormai al 50% effettuati, l’impermeabilizzazione in argilla del nucleo al 30% e il rilevato della diga al 20% consentirà di risanare l’equilibrio delle Everglades, il polmone verde dell’America, e di salvare le spiagge della Florida minacciate ogni anno dal fenomeno della red tide provocato dalle alghe nocive che si riversano in mare uccidendo pesci e specie protette come i lamantini.

L’utilizzo di applicazioni IoT (Internet of Things) e in particolare della possibilità di seguire i cantieri in maniera digitale, o per così dire “gemella” grazie all’utilizzo dei droni sta cambiando anche le varie fasi del processo costruttivo, sia durante la rilevazione del territorio, sia nell’esecuzione dell’infrastruttura. Monitoraggio dell’ambiente, controllo strutturale, mappatura planoaltimetrica, scansione laser, flusso di dati in tempo reale, interventi di manutenzione, comunicazione fra sito e direzione lavori, sorveglianza e sicurezza, fino al trasporto di materiali: i campi di utilizzo dei droni nelle costruzioni si allarga progressivamente, rendendo quella stima di Goldman Sachs perfino sottovalutata.

Negli Stati Uniti ci sono oltre 220mila piloti commerciali di droni registrati alla Federal Aviation Administration (FAA), che dipende dal Dipartimento dei Trasporti. Un numero destinato a crescere rapidamente, anche perché per registrarsi come pilota certificato di drone – si legge nel sito FAA – bisogna avere “almeno 16 anni di età, saper parlare, leggere, scrivere in inglese ed essere in condizioni psicofisiche idonee a far volare un Unmanned Aerial Vehicle”. La registrazione del drone costa 5 dollari ed è valida tre anni.

Naturalmente, come ogni medaglia anche l’utilizzo degli UAVs ha il suo rovescio, con implicazioni di sicurezza nazionale di non poco conto. Negli Stati Uniti la regolamentazione del volo teleguidato lascia ben pochi spazi all’utilizzo dei droni, specie in aree vicino aeroporti, porti, zone militari, edifici federali (come sono considerati anche quelli che ospitano il servizio postale), arterie stradali di larga importanza, prigioni, impianti elettrici e altri considerati come obiettivi sensibili. Stato per stato vi sono poi ulteriori restrizioni che arrivano a proibire l’uso dei droni anche su aree residenziali private perché considerato violazione della privacy o addirittura “stalking”.

Regole che a volte rendono l’utilizzo di questi strumenti un percorso a ostacoli per ottenere le approvazioni o ridurre le limitazioni. Per questo motivo, l’AUVSI (Association for Unmanned Vehicle Systems International) ha salutato con favore la nomina di Pete Buttigieg a Segretario dei Trasporti, noto per essere favorevole alle nuove tecnologie durante il suo periodo di sindaco di South Bend nell’Indiana. «Infatti – ha commenta l’AUVSI in una dichiarazione ai media – la città è un membro dell’AUVSI e si è unita ai nostri ranghi sotto la guida del sindaco Pete nel 2018. Strumenti come droni, veicoli autonomi e navi marittime senza equipaggio hanno dimostrato il loro uso lavorando anche durante la pandemia».

Gli UAVs si stanno rilevando di estrema importanza per i cantieri americani, con una gamma di vantaggi finora impensabili nella logistica, nel monitoraggio dei progressi, nelle analisi volumetriche e di qualità. I droni possono ispezionare ponti, ferrovie, linee elettriche, condutture, torri di raffreddamento e torri cellulari. Perfino legare le armature, entrare in miniere e tunnel, fornire dati per la gestione dell’inventario o connessione internet ad aree scarsamente servite o colpite da interruzioni.

I droni, secondo l’UAVSI, possono contribuire alla manutenzione e al miglioramento delle infrastrutture americane, la cui scala di grandezza è descritta da oltre 160mila ponti, 140mila miglia di ferrovie, 4 milioni di miglia di strade, 835mila chilometri di oleodotti, 550mila torri cellulari, 6.500 grandi miniere attive, 90mila pozzi di petrolio e gas, circa 200mila miglia di linee elettriche ad alta tensione e 5,5 milioni di miglia di linee elettriche residenziali. Dati che fanno adattare ai droni il vecchio adagio “vale più un’immagine di mille parole”.