SOLUZIONI WIRELESS PER LA PREVISIONE, PREVENZIONE E MITIGAZIONE DEI RISCHI AMBIENTALI

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1 SOLUZIONI WIRELESS PER LA PREVISIONE, PREVENZIONE E MITIGAZIONE DEI RISCHI AMBIENTALI

2 I.CO INNOVATIVE COMPANY I.Co Innovative Company Srl si occupa di rispondere a bisogni latenti, studiando soluzioni ad alto tasso di creatività e ingegno e finalizzando la ricerca pura verso la creazione di prodotti destinati a migliorare la vita delle città e dei suoi cittadini. In I.Co Srl perseguiamo l'obiettivo di offrire soluzioni innovative e tecnologicamente avanzate che migliorino la nostra esistenza e quella del nostro pianeta, e lo facciamo secondo il paradigma dell'open innovation Crediamo, infatti, che questo sia l'approccio imprescindibile con cui le aziende debbano oggi affrontare l'innovazione per lo sviluppo di soluzione e prodotti che vadano incontro alle reali esigenze del mercato.

3 LE ORIGINI DELLE SOLUZIONI INTEROPERABILI WSN Bluetooth RFID UWB Tecnologie Wireless SISTEMI INTELLIGENTI INTEROPERABILI PLC Power Line Communication Parterships strategiche di ricerca Parterships strategiche di ricerca R&D i.co Ricerca D.E.I. Università di Bologna, Ricerca C.I.R.I.

4 I MERCATI DI RIFERIMENTO E LE APPLICAZIONI Piattaforme WSN+ PLC SICUREZZA DEL TERRITORIO WIRELESS METER READING AUTOMATED METER READING Soluzioni interoperabili senza costi di trasmissione e minimi costi di infrastrutturazione ICT PER IL SOCIALE SVILUPPO URBANO SOSTENIBILE INFOMOBILITA

5 I RISCHI CLASSIFICATI DI PROTEZIONE CIVILE I rischi classificati dai piani di Protezione Civile sono rappresentati da fenomeni complessi difficilmente riducibili a singole casistiche. Tale varietà è anche fonte di grande incertezza nella prevenzione e previsione dei rischi e conseguentemente nella loro gestione. Le tecnologie individuate per i piani di prevenzione devono necessariamente distinguersi per interoperabilità, versatilità nell applicazione e scalabilità.

6 LA PIATTAFORMA THE GUARDIAN La flessibilità e la mobilità offerte dalle soluzioni wireless risultano ideali per il monitoraggio di parametri all'interno di aree estese e in continua evoluzione. The Guardian è una rete WSN (Wireless Sensor Network) sviluppata specificatamente per il monitoraggio secondo un sistema interamente wireless ai fini della previsione, prevenzione e mitigazione dei rischi ambientali. The Guardian è una rete WSN massimamente interoperabile, di facile uso e immediatamente compatibile con il 90% dei sensori in commercio.

7 LA PIATTAFORMA THE GUARDIAN Le reti di sensori wireless sono infrastrutture tecnologiche costituite da nodi intelligenti, in grado di rilevare informazioni di natura fisica dall'ambiente nel quale vengono collocati. Ciascun nodo possiede tre caratteristiche principali: è in grado di autoalimentarsi è in grado di colloquiare con uno o più nodi della rete è in grado di ottenere informazioni da uno o più sensori elettronici Ciò significa che ogni nodo deve essere dotato di Sistema di alimentazione a batteria a basso consumo per un massimo di 6V dotato di sistema integrato di cogenerazione a pannello solare e di politiche di riduzione dei consumi del corpo batteria adottando tecniche di accesso al canale di tipo TDMA (Time Division Multiple Access) e di un'opportuna scheda elettronica per leggere i dati da uno specifico sensore.

8 LA PIATTAFORMA THE GUARDIAN I nodi possono essere distribuiti nell'area di interesse in maniera eterogenea. Il collegamento wireless tra i nodi della rete è in banda ISM (Industrial, Scientific and Medical band). E' possibile avere un sistema di controllo e sincronizzazione giornaliero o più frequente con le soluzioni sensoristiche tramite l'orologio integrato su ogni nodo. I dati raccolti dai sensori vengono inoltrati dai nodi verso un Gateway, in grado di inviare i dati verso la rete internet, utilizzando una connessione GSM/GPRS e/o UHF su frequenze riservate al dipartimento di protezione civile nazionale come riserva.

9 LA PIATTAFORMA THE GUARDIAN Sui nodi è possibile integrare - anche successivamente alla prima installazione - fino a 15 sensori di tipologie diverse o uguali. La trasmissione sicura del dato è data dall'utilizzo dell'algoritmo di cifratura AES a 128 bit. Il Gateway ha la memoria non volatile integrata per registrazione e archiviazione dei dati. Ogni Nodo/Gateway è dotato di sistema antimanomissione con messaggistica allerta intrusione da remoto e box contenitivo per ambienti esterni (IP67).

10 LA PIATTAFORMA THE GUARDIAN I sistemi WSN The Guardian si distinguono per le notevoli performance di rete e per le caratteristiche hardware innovative che permettono di integrare al sistema una vasta gamma di sensori senza ulteriore adattamento del sistema (plug & play) alimentando il tutto mediante soluzioni stand alone fotovoltaiche. Gateway The Guardian Nodo The Guardian Nodo The Guardian

11 LA PIATTAFORMA THE GUARDIAN Nodi e coordinatori Nodi WSN The Guardian Dispositivo coordinatore di rilancio

12 Fasi di installazione LA PIATTAFORMA THE GUARDIAN

13 MONITORAGGIO DEI RISCHI IDROGEOLOGICI

14 MONITORAGGIO DEI RISCHI IDROGEOLOGICI Livello Bacino e Pompe di drenaggio Monitoraggio livello, portata, verifica pompe di drenaggio...

15 MONITORAGGIO DEI RISCHI IDROGEOLOGICI Livello Bacino e Pompe di drenaggio Rappresentazione mediante grafici multipli.

16 MONITORAGGIO DEI RISCHI IDROGEOLOGICI Vasche di Raccolta Acque di Prima Pioggia Verifica della presenza dopo 78 ore e del livello di sabbia e di prima pioggia nelle vasche.

17 MONITORAGGIO DEI RISCHI IDROGEOLOGICI Vasche di Raccolta Acque di Prima Pioggia Sensori all interno delle vasche.

18 MONITORAGGIO MOVIMENTI FRANOSI

19 MONITORAGGIO DEI RISCHI IDROGEOLOGICI Movimenti franosi in profondità Installazione di sensori di profondità come piezometri ed inclinometri. Lo scopo è quello di monitorare in routine o in emergenza fronti franosi a rischio crollo riducendo il rischio uomo-ambiente e minimizzando i costi di implementazione di reti di monitoraggio nell ottica di un piano integrato di previsione, prevenzione e mitigazione dei rischi idrogeologi. The Guardian

20 MONITORAGGIO DEI RISCHI IDROGEOLOGICI Movimenti franosi in profondità Sonde inclinometriche Piezometro elettrico

21 MONITORAGGIO DEI RISCHI IDROGEOLOGICI Movimenti franosi in profondità Elaborazione dei dati: screenshoot dell'andamento della falda idrica nel piezometro S4 monitorato in continuo con il sistema The Guardian di I.Co (campionamento ogni 10 minuti).

22 MONITORAGGIO DEI RISCHI IDROGEOLOGICI Movimenti franosi in superficie Installazione di sensori come tiltmetri ed estensimetri per il monitoraggio di movimenti franosi superficiali. Tiltmetro superficiale Estensimetro

23 MONITORAGGIO DEI RISCHI IDROGEOLOGICI La soluzione The Guardian per il monitoraggio dei rischi idrogeologici può integrare i seguenti sensori: anemometro pluviometro termoigrometro barometro misuratore di livello ad asta idrometrica digitale mulinello idrometrico per la misura della portata dell'acqua sensore di livello ad ultrasuoni piezometri elettrici estensimetri tiltmetri superficiali sonde inclinometriche

24 MONITORAGGIO DEL RISCHIO DI INCENDI

25 MONITORAGGIO DEL RISCHIO INCENDI La soluzione The Guardian, applicata all'allerta incendi, consente di monitorare aree considerate a rischio di incendio integrando a termocamere e Computer Vision, metodi automatici di rilevamento fumo e incendi mediante sensori di campo distribuiti sul territorio. I nodi vengono associati a sensori in grado di rilevare le grandezze fisiche di temperatura, umidità, monossido di carbonio (CO) e anidride carbonica (CO 2 ). Sensori e rilevatori di ossigeno (O 2 ) a zirconia o elettrochimici permettono di verificare che la soglia di allarme connesso al superamento del tenore di ossigeno in aria sia inferiore al 23%, valore oltre il quale inizierebbe a paventarsi una situazione di possibile rischio incendio.

26 TEST DI CERTIFICAZIONE SISTEMA SU FRONTE Immagine nel visibile Immagine nell infrarosso 50 C Modellazione matematica 3D Modellazione matematica con definizione soglia

27 INSTALLAZIONE SISTEMA GALILEO I-FIRE

28 STEP DI VERIFICA SULLE IMMAGINI Primo step implementazione: Impostazione soglia a 70 C; (falsi) positivi su immagini (minuti) raccolte dalla termocamera. Evoluzione dell algoritmo: Impostazione soglia a 85 C; Spot, sopra gli 85 C, immobile per più di 5 acquisizioni (5 minuti immagine ferma). Temperatura non decrescente; 0 (falsi) positivi su immagini raccolte. Area totale di copertura mq; Spot minimo di 13 cm.

29 MONITORAGGIO DEL RISCHIO SISMICO

30 MONITORAGGIO DEL RISCHIO SISMICO La soluzione The Guardian può integrare sensori come l'accelerometro in grado di misurare direttamente l accelerazione del suolo e di registrare i forti terremoti anche in prossimità dell epicentro. Applicando i dispositivi agli edifici pubblici presenti nel territorio (scuole, biblioteche, ospedali, ecc.) è possibile effettuare un monitoraggio per verificare la stabilità strutturale degli edifici.

31 MONITORAGGIO DEL RISCHIO SISMICO A tutela e protezione delle soluzioni e dei prodotti progettati e sviluppati sul tema del monitoraggio sismico sono stati depositati e registrati Brevetti per invenzione industriale e Marchio di proprietà esclusiva di I.CO Innovative Company srl. Brevetto n : BO2013A METODO E DISPOSITIVO PER SEGNALARE UNA SCOSSA SISMICA Brevetto n : BO2013A METODO E DISPOSITIVO PER SEGNALARE VARIAZIONI DI INCLINAZIONE DI UNA PARETE DI UN EDIFICIO IN SEGUITO AD UNA SCOSSA SISMICA Marchio «THE GUARDIAN»

32 THE GUARDIAN SISMALARM Il SismAlarm - Public Buildings è un dispositivo innovativo per l allerta e l analisi degli eventi sismici. Calibrato su una determinata soglia di allarme, il SismAlarm è in grado di riconoscere l onda primaria di un evento sismico secondo algoritmi mediati dalla letteratura scientifica, testati in laboratorio e oggetto di domanda di brevetto depositato. Dalla sorgente sismica, infatti, si propagano due tipi di onde: l onda primaria, più veloce e meno dannosa e l onda secondaria, più lenta ma anche più distruttiva. L onda secondaria, come dice il nome stesso, viene avvertita dopo l onda primaria e la sua velocità è circa il 60-70% di quest ultima.

33 MONITORAGGIO DEL RISCHIO CHIMICO-INDUSTRIALE

34 MONITORAGGIO DEL RISCHIO CHIMICO-INDUSTRIALE Il sistema The Guardian consente di allertare gli organi istituzionali presenti sul territorio con il maggior tempismo possibile, riducendo l esposizione delle persone alle sostanze tossiche, nonché limitando i danni al territorio attraverso l attuazione di misure di prevenzione in tempo reale. I nodi vengono associati a sensori in grado di rilevare le grandezze fisiche di temperatura, umidità, multigas, monossido di carbonio (CO), anidride carbonica (CO 2 ) e ossigeno (O 2 ).

35 SISTEMA DI COMUNICAZIONE E ALLERTA

36 SISTEMA DI COMUNICAZIONE E ALLERTA Il sistema The Guardian, grazie alla sua rete di nodi Wireless, permette di avere i dati in continuo sul monitoraggio dei rischi ambientali, allo scopo di allertare tempestivamente con invio di e sms la Protezione Civile, le autorità comunali e gli altri organi competenti in caso di superamento delle soglie di rischio prefissate al fine di evacuare la zona e mettere in sicurezza la popolazione. Il sistema informativo non è chiuso, bensì federato ed interagente con i vari livelli, ed è accessibile in relazione alla competenza nella pianificazione e nella gestione delle emergenze secondo quanto disposto dal Metodo Augustus.

37 SISTEMA DI COMUNICAZIONE E ALLERTA Livello Protezione Civile e autorità competenti Al superamento di soglie minime il sistema procede automaticamente all invio di e/o sms al personale della Protezione Civile e del Comune preposto ad allertare e mettere in sicurezza la popolazione. Grazie all'interazione della tecnologia delle onde convogliate (PLC, Power Line Communication) con il segnale di allerta, il sistema The Guardian attiverà le telecamere posizionate sui pali della pubblica illuminazione, in prossimità dei rischi, per visualizzare in tempo reale l evento calamitoso. Le telecamere effettueranno l'analisi della scena ripresa e invieranno i dati direttamente al server posto all'interno del Dipartimento di Protezione Civile. I dati visualizzabili in tempo reale sono disponibili, oltre che in modo tabellare, sotto forma di elaborazioni grafiche permettendo così un costante e facile monitoraggio. Inoltre il dato, così elaborato, può essere riutilizzato per analisi successive dagli esperti del settore.

38 SISTEMA DI COMUNICAZIONE E ALLERTA Livello cittadino Qualora il rischio per la popolazione sia immediato e debba rispondere a criteri di immediatezza è possibile che, al superamento delle soglie prefissate, la piattaforma invii messaggi di allerta direttamente agli abitanti dell area in pericolo. Invio sms al cellulare del cittadino interessato. Messaggi attraverso Hot-Spot Bluetooth (senza traffico telefonico, quindi il messaggio arriva sul mobile in prossimità della rete anche in caso di collasso delle linee telefoniche fisse e mobili). Pannelli alfanumerici posti sui pali della pubblica illuminazione. Sirene tornado. Attivazione di segnali semaforici e/o sbarre di interdizione all accesso (comandate da remoto) in prossimità della zona interessata dal fenomeno critico.

39 ARCHITETTURA DELLA PIATTAFORMA THE GUARDIAN

40 CASE HISTORY

41 CASE HISTORY Comune di Genova Monitoraggio frana «Rio Lago Lungo N. 22» Il versante destro del torrente Bisagno è interessato da una frana a scorrimento che presenta un movimento molto rapido e vivace evidenziato da importanti ed evidenti fratture nei muri e negli edifici. In corrispondenza del tratto di versante presso il muro di sostegno di via San Felice, si segnalano alcune fratture particolarmente attive che hanno prodotto evidenti lesioni, cedimenti e danni medio-gravi e gravi alla viabilità. Tale punto è definito come Lesione N.1-2-2b.

42 CASE HISTORY Comune di Genova Monitoraggio frana «Rio Lago Lungo N. 22» Nello specifico è stato individuato dai tecnici e dai geologi un segmento della frana particolarmente insidioso e strategico in prossimità del muro di sostegno presso via San Felice dove sono presenti evidenti ampie fratture nei muri che possono essere utilizzate in maniera significativa per il posizionamento di sensori a estensimetro. Tenuto conto della dimensione delle aree e della loro conformazione la piattaforma The Guardian è composta da: n. 1 Gateway RTX-GSM The Guardian n. 1 Nodo The Guardian n. 2 Sensori Estensimetri n. 1 Server Estensimetro 1 Estensimetro 2 The Guardian Nodo e RTX

43 CASE HISTORY Comune di Genova Monitoraggio frana «Rio Lago Lungo N. 22» I dati raccolti dalla rete di monitoraggio vengono automaticamente inviati al server senza alcun intervento da parte dei tecnici, riducendo in tal modo tempi e rischi per il personale comunale. Il sistema The Guardian invia i dati al server con una frequenza di 20 minuti (frequenza definita dai tecnici), e questi possono essere consultati tramite web, da qualsiasi postazione remota o con smartphone, con accesso autenticato in area riservata.

44 CASE HISTORY Comune di Volterra Monitoraggio frana presso «Via comunale della frana» Il sito preso in esame è la Via comunale della frana che costeggia il lato San Giusto, a partire dalla quota di 464 m slm e scende fino a quota 417 m slm. Il sito è interessato da due fenomeni franosi che interessano il bordo esterno di un gradone morfologico la cui sommità è costituita da terreni calcarenitici. L'evoluzione dei due movimenti franosi è sostanzialmente analoga, e si tratta di frane di crollo con parziale scivolamento/ribaltamento dei singoli blocchi.

45 CASE HISTORY Comune di Volterra Monitoraggio frana presso «Via comunale della frana» Nello specifico è stato individuato dai tecnici e dai geologi un segmento della frana particolarmente insidioso e strategico per l'intero fronte di frana. Tenuto conto della dimensione delle aree e della loro conformazione il sistema The Guardian è composta da: n. 1 Gateway RTX-GSM The Guardian n. 5 Nodi The Guardian n. 4 Sensori Estensimetri n. 4 Sensori Tiltmetri n. 1 Stazione Meteo n. 1 Server Estensimetro 1 The Guardian RTX The Guardian Nodo

46 CASE HISTORY Comune di Volterra Monitoraggio frana presso «Via comunale della frana» I dati raccolti dalla rete di monitoraggio vengono automaticamente inviati al server posizionato all'interno del CED del comune di Volterra senza alcun intervento da parte dei tecnici, riducendo in tal modo tempi e rischi per il personale comunale. Il sistema The Guardian invia i dati al server con una frequenza di 20 minuti (frequenza definita dai tecnici), e questi possono essere consultati tramite web, da qualsiasi postazione remota o con smartphone, con accesso autenticato in area riservata.

47 THE GUARDIAN SMART-SEA

48 THE GUARDIAN SMART SEA La rete The Guardian applicata al monitoraggio acque mediante boe attrezzate con sensori multiparametrici può diventare uno strumento per lo studio e la misurazione in tempo reale e in continua nel campo dell'idrologia. La piattaforma software consente di allertare gli organi istituzionali presenti sul territorio con il maggior tempismo possibile realizzando una gestione integrata della qualità delle acque allo scopo di mettere in atto azioni volte a prevenire l esposizione dei bagnanti a rischi e a limitare i danni al territorio.

49 THE GUARDIAN SMART SEA Parametri acquisibili in tempo reale mediante sensori parametrici

50 THE GUARDIAN SMART SEA Parametri acquisibili in tempo reale mediante sensori parametrici

51 PROPOSTA OPERATIVA

52 PROPOSTA OPERATIVA 1. Analisi, Briefing, Raccolta Documentazione (Carta Criticità, Relazioni Geotecnica, Geologica, idrogeologica ) 2. Sopralluoghi dedicati 3. Progettazione HW, FW, Comunicazione (GPRS; UHF, PLC, HiperLan ) 4. Ingegnerizzazione HW Customizzato 5. Installazione e Configurazione 6. Attivazione e Personalizzazione front-end SW Manutenzione Ordinaria Manutenzione Straordinaria

53 I.Co Innovative Company Srl