A Livorno si è tenuta una giornata di confronto
sulle soluzioni più innovative per la logistica portuale.
Tra digitalizzazione e transizione green
“Il sistema dell’innovazione e della ricerca per l’economia del mare” è stato il tema al centro di un evento organizzato dal Comune di Livorno.
Tenuto lo scorso 14 dicembre nella città portuale toscana. Un’occasione importante per esplorare le sfide e le opportunità legate alla digitalizzazione, automazione, cybersecurity e transizione green nel settore della logistica marittima. Accanto a stand espositivi di start-up innovative, centri di ricerca e imprese del settore, si sono tenuti momenti di confronto e condivisione di esperienze a livello internazionale. Oltre alle tavole rotonde infatti, è stato dato ampio spazio all’illustrazione di bandi e opportunità, nonché ai processi di creazione di reti virtuose tra ricerca e impresa.
L’iniziativa è stata patrocinata da: Regione Toscana, Università di Pisa, Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, Polo Tecnologico di Navacchio, Confetra Toscana, Interporto Amerigo Vespucci, Autorità di Sistema Portuale del Mar Tirreno Settentrionale e Confindustria di Livorno. Media partner, Tecnologia & Innovazione.
Alla sessione mattutina ha partecipato anche Andrea Bonaccorsi, professore ordinario di Ingegneria Gestionale dell’Università di Pisa, che ha parlato dei processi di innovazione come motore dello sviluppo economico del territorio. “Non esiste il trasferimento tecnologico”, ha spiegato, “esiste piuttosto un viaggio, quello della trasformazione produttiva della conoscenza. Le università tendono a sottostimare il processo di implementazione di nuove tecnologie in azienda, per ragioni quali i rischi, i tempi, i costi e un basso livello di maturità tecnologica”. Al tempo stesso, è cambiato anche lo scenario produttivo: “Il concetto di distretto tecnologico è stato superato da quello di ecosistema dell’innovazione”, ha detto ancora Bonaccorsi. In questo ecosistema gli attori principali sono anzitutto le università e l’industria, ma anche le organizzazioni non governative, i governi, e gli investitori. “Gli addensamenti territoriali – ha concluso – devono operare in logica di apertura e networking nazionale e internazionale”.
Nel corso della giornata sono state illustrate diverse soluzioni innovative ai principali problemi della logistica portuale. Dagli smorzatori idraulici e meccatronici SMART, che monitorano l’ormeggio e ne riducono il rischio di rottura delle linee (mentre recuperano energia dal movimento indotto dalle onde) ai sistemi di previsione meteo a scala locale a supporto della gestione dei porti. E ancora, AI e Realtà Aumentata per la navigazione assistita, radar trasportabili e integrabili in altre piattaforme, fino ai sistemi di monitoraggio dei container tramite sensori RFID chipless di nuova generazione. Infine, è stato anche illustrato un progetto per misurare l’eventuale presenza di materiale radioattivo sui containers durante il trasporto nave-banchina.
La sessione di pitch ha svelato anche soluzioni basate su algoritmi AI per ottimizzare l’intera filiera logistica portuale e gestire tutte le operazioni di carico/scarico merci, riducendo spese e tempi di inattività. Un’attenzione particolare è stata data anche ai problemi per i lavoratori. Secondo INAIL infatti, nel periodo 2003-2015 ci sono stati 7443 incidenti gravi nei porti, di cui l’8% mortali. Le cause principali sono le collisioni, la rottura dei macchinari e gli errori degli operatori. La formazione e l’investimento in macchine più sicure sono quindi i rimedi più importanti per invertire la rotta e rendere più sicuri i luoghi di lavoro.
Alle due sessioni di pitch hanno partecipato diversi centri di ricerca.
Le soluzioni proposte e i progetti ancora in corso guardano ai problemi più comuni della logistica portuale, con idee innovative e competenze trasversali. Eccone alcune:
Previsioni meteo per carico e scarico merci
Il numero di navi all’interno dei porti è in crescita, così come le dimensioni delle stesse. Il carico e lo scarico delle merci sono attività che devono essere svolte nel modo più efficiente possibile per poter stare al passo con gli altri porti commerciali del Mar Mediterraneo e dell’Europa del Nord. Queste condizioni richiedono un livello sempre più alto in termini di sicurezza, che dipende anche dalla presenza di vento, onde e correnti. Conoscere le condizioni meteo-marine diventa perciò fondamentale per garantirla. È in questo contesto che si inserisce il progetto SINAPSI (AsSIstenza alla Navigazione per l’Accesso ai Porti in Sicurezza), presentato dal ricercatore Stefano Taddei del Consorzio LaMMA. L’obiettivo del progetto è quello di studiare la caratterizzazione meteo-marina e idrodinamica dei porti per rendere le aree portuali più sicure e per fornire dati a supporto della pianificazione e dei piani di sviluppo delle stesse. Come? Utilizzando modelli numerici dell’atmosfera o dell’oceano, che fungono da digital twin, per fare previsioni sulla situazione del mare (onde, correnti, temperatura, salinità, etc…) a livello portuale partendo dal livello globale (downscaling). La riduzione di scala dei modelli si realizza attraverso due possibili approcci: più modelli a maglia regolare innestati in maniera telescopica; modello unico con maglia irregolare, a maggiore risoluzione solo dove necessario. Attualmente nel Porto di Livorno sono installati due profilatori di corrente ad ultrasuoni (ADCP) che misurano la velocità delle correnti a varie profondità. Questi fanno parte del sistema di osservazione regionale, a cui si aggiungono altri tre misuratori in loco e sei radar disposti lungo tutta la costa toscana attraverso cui vengono svolte le campagne di misurazione per la calibrazione e la validazione dei modelli.
Monitorare l’ambiente per proteggere le risorse marine
Intorno all’area portuale di Livorno sono installate cinque centraline AirQuino, piattaforme di monitoraggio ambientale ad alta precisione realizzate dal Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR). Il progetto, seguito dall’Istituto per la Bioeconomia (IBE) del CNR, nasce dall’esigenza di creare una rete di stazioni mobile per un monitoraggio più completo della qualità dell’aria in una determinata area urbana. Il sistema AirQuino offre la possibilità di rilevare gli agenti inquinanti presenti in atmosfera e identificarne le sorgenti. Grazie alla sua versatilità, è collocabile in più punti per realizzare una rete di monitoraggio capillare, flessibile ed economica. Oltre a questo, sono numerosi i progetti che il CNR segue e ha seguito nell’area portuale di Livorno, come spiegato dal ricercatore Francesco Serafino durante il convegno. Come il progetto RITMARE, nato con l’obiettivo di rafforzare la capacità dell’Italia di fronteggiare le grandi sfide del nostro tempo: la globalizzazione, la competitività, il cambiamento climatico, il degrado dell’ambiente marino, la sicurezza marittima e l’approvvigionamento energetico. Il progetto si propone di coniugare protezione e sfruttamento delle risorse marine sviluppando tecnologie altamente innovative per la conoscenza e il rispetto del sistema mare. A questi progetti se ne aggiunge un altro, denominato SCN_00393 – S4E, che risponde alla necessità di sviluppare un sistema integrato intelligente al fine di consentire un monitoraggio pervasivo e continuo nel tempo dei parametri chimico-fisici della colonna d’acqua in specifici punti di interesse (come porti, aree marine protette, coste remote, piattaforme petrolifere, scariche di acque reflue). Ma anche di aumentare la sicurezza nelle aree costiere, salvaguardare l’ambiente marino e supportare la navigazione anche nelle aree non servite da radar tradizionali.
Tag, sensori e connessioni per tracciare i container
Cubit Innovation Labs è un consorzio pubblico-privato fondato nel 2007 dal Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Pisa, dal Polo Tecnologico Navacchio e da alcune aziende italiane con l’obiettivo di unire la ricerca tecnologica e l’esperienza industriale per promuovere l’innovazione in ambito B2B. Con il suo lavoro, Cubit supporta le aziende con servizi di consulenza, ricerca e sviluppo per la creazione di strategie, prodotti e servizi innovativi, offrendo una serie di competenze trasversali in grado di sviluppare soluzioni creative e su misura in ambito IoT, Fluidodinamica e Healthcare. Durante il convegno l’ingegnere Lucio Russo, amministratore delegato di Cubit, ha mostrato tre progetti innovativi condotti dal consorzio spendibili nell’ambito della logistica portuale. Tra questi, il progetto EMERGENT, che ha realizzato una nuova classe di tag e sensori RFID chipless che usano sistemi interconnessi pervasivi di prossima generazione utilizzando materiali environmental-friendly, come la carta, e processi di stampa a basso costo. Oltre al tag chipless e al sensore, Cubit ha sviluppato uno specifico reader in grado di decodificare le informazioni contenute nei tag per rilevare e raccogliere informazioni su un dato ambiente, tra cui temperatura e umidità. Container Tracking è il secondo progetto presentato dall’ingegnere Russo. Cubit ha infatti progettato l’hardware e il firmware di un sistema di monitoraggio dei container. Il Container Tracking utilizza la tecnologia per monitorare la posizione e lo stato dei container durante il viaggio dal luogo di partenza alla destinazione finale. Infine, Cubit ha effettuato una serie di test su una piattaforma smart lamp – dotata di connettività 5G, telecontrollo e telemetria con rete mesh, sensori ambientali e led driver a basso consumo -, che rappresenta una soluzione adatta a garantire connettività e telemetria nelle aree logistiche e portuali.
Energia dal moto ondoso con elastomeri dielettrici
Il moto ondoso marino trasporta un’importante quantità di energia che può essere convertita in energia elettrica, rappresentando una fonte energetica rinnovabile ad alto potenziale. Ma da un lato l’ambiente marino altamente aggressivo e corrosivo e dall’altro l’estrema variabilità dell’andamento delle onde rendono difficile la realizzazione di convertitori di energia efficienti, resistenti e a basso costo. L’Istituto di Intelligenza Meccanica (IIM) dell’Università Sant’Anna di Pisa, come ha spiegato in occasione dell’incontro a Livorno il professore di Meccanica applicata alle macchine Marco Fontana, è in prima linea nella realizzazione del PolyWEC (Polymeric Wave Energy Converter), un prototipo di generatore a elastomeri dielettrici. Gli elastomeri dielettrici sono polimeri simili alle comuni gomme (silicone, gomma naturale) che possono essere utilizzati per costruire dei dispositivi in grado di convertire energia meccanica in energia elettrica in maniera diretta. Utilizzare gli elastomeri dielettrici nella costruzione di convertitori di energia da moto ondoso significa realizzare generatori resistenti all’ambiente marino, non essendo costituiti da materiali particolarmente critici come il ferro ed il rame, e, soprattutto, a costi bassissimi. Il prototipo di generatore ad elastomeri dielettrici sviluppato è tra i più potenti costruiti fino ad oggi. Segna dunque un passo importantissimo nel processo di trasferimento della tecnologia PolyWEC, fino ad ora utilizzata in applicazioni di piccola scala, verso le applicazioni di conversione energetica del moto ondoso su larga scala.
Individuare materiali radioattivi e proteggere i lavoratori portuali
Realizzare un sistema integrato per individuare l’eventuale presenza di materiale radioattivo disperso o nascosto nei container che transitano nelle aree portuali. È questo l’obiettivo del progetto IRMA (Innovative Radiation Monitor for contAiners at port custom gates), presentato al convegno dal tecnologo dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) Franco Spinella. I dati diffusi dall’Agenzia Internazionale dell’Energia Atomica mostrano che ogni anno, nel mondo, si verificano un centinaio di episodi di transito illegale di materiale radioattivo attraverso i porti. Episodi dovuti principalmente a negligenza, di cui l’Italia non è esente. Per ridurre al minimo ogni rischio, proteggere la salute dei lavoratori e limitare i danni economici alle aziende coinvolte, diventa fondamentale intercettare i carichi pericolosi che entrano nei porti nel minor tempo possibile. A tale scopo il progetto IRMA, sfruttando tecnologie per le ricerche più avanzate in fisica nucleare e strumenti di Intelligenza artificiale, sviluppa un portale di nuova generazione da montare sulle gru di movimentazione dei container tra nave e banchina per effettuare scansioni molto precise senza rallentare le operazioni di sbarco. In questo modo, gli operatori portuali potranno disporre di feedback immediati sulla presenza o meno di materiali radioattivi in transito. Il portale sarà inoltre interconnesso con il centro di controllo dell’area portuale per avere una gestione integrata dei dati nell’ambito logistico della movimentazione delle merci.
Conoscere ogni momento del viaggio, a costi contenuti
Dal 2015 il CNIT (Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Telecomunicazioni) è impegnato, insieme all’Autorità di Sistema Portuale, nel JLAB (Joint Laboratory for advanced sensing networks & Communication in Sea Ports) per l’innovazione digitale dell’area portuale di Livorno. Attualmente, il laboratorio JLAB/CNIT si trova presso il complesso della Dogana d’Acqua e fa parte del CITEM (Centro per l’Innovazione e le tecnologie del mare). Tra i progetti in corso portati avanti dal consorzio che riguardano il porto livornese, c’è 5G Global Tracking System (5GT), che si occupa di monitorare i container che transitano nell’area sfruttando le tecnologie 5G, satellitari, M2M e IoT, che è stato presentato al convegno dal ricercatore Mariano Falcitelli. Il 5G Global Tracking System, sviluppato all’interno del progetto finanziato dall’Agenzia Spaziale Europea 5G SENSOR@SEA, risponde all’esigenza di monitorare e tracciare in tempo reale e a distanza la posizione e lo stato dei “dry container”, che sono impiegati nel trasporto del 90% delle merci spedite via mare, durante ogni momento del viaggio (a terra e nella navigazione in mare aperto).
Il 5GT è costituito da un framework NB-IoT (Narrowband Internet of Things) su una rete ibrida cellulare-satellitare che trasferisce informazioni in tempo reale dai container ad una piattaforma OneM2M, rendendole disponibili all’utente finale, come compagnie di navigazione, spedizionieri, clienti delle spedizioni, dogane e autorità portuali. Il 5GT, le cui performance sono state dimostrate nelle navigazioni intercontinentali, si è rivelato essere una soluzione a basso costo, adoperabile in tutti i continenti, di facile installazione e manutenzione. Il 5G Global Traking System si è inoltre dimostrato essere un sistema robusto, durevole e altamente sicuro. I risultati tecnologici e le prospettive di mercato hanno convinto l’Agenzia Spaziale Europea a supportare il proseguimento del progetto fino alla realizzazione del prodotto.
