TETI

TEcnologie innovative per il controllo, il moniToraggio e la sIcurezza in mare

Il settore del monitoraggio ambientale, attraverso sistemi fissi e mobili, è molto ampio e comprende ambiti differenti che spaziano dalla realizzazione di boe per il monitoraggio, continuo e discontinuo, per raccogliere informazioni di base sull’ecosistema marino, a sistemi mobili, sia filoguidati che autonomi, utilizzati prevalentemente nel campo del controllo di aree sensibili e di ambienti a rischio. I limiti sia della sensoristica che dei mezzi, stanno nella sensibilità dei sensori, nella validità del dato acquisito, nell’interferenza con fonti esterne di disturbo, nella autonoma capacità di movimento e nella versatilità dell’impiego, nonché nei tempi di autonomia e soprattutto nella capacità di trasmissione del dato in tempo reale e nell’efficienza di gestione dello stesso. Inoltre, in ambito di sicurezza della navigazione e di riduzione di rischi, anche con conseguenze ambientali, i gap esistenti rendono poco efficiente l’analisi dei dati a terra a livello di flotta e ancora migliorabili le logiche predittive del sistema di bordo. In aggiunta si può senz’altro affermare che l’associazione del monitoraggio ambientale con le opportunità offerte dalla mobilità di una flotta, e l’interazione del controllo da remoto dei sistemi di controllo della navigazione con la sorveglianza ambientale, è ancora molto carente.
La finalità del progetto proposto tende a ridurre i gap negli ambiti di riferimento accennati attraverso una innovazione di prodotto/processo, che tende a migliorare l’affidabilità della sensoristica esistente, ampliandone anche lo spettro di applicazione con l’introduzione di biosensori, rendere versatile l’applicazione di tali sensori a sistemi fissi e mobili, utilizzabili in contesti diversi, anche in ambiti di mare aperto ed infine integrare in una piattaforma di gestione comune i dati.
Nello specifico si propongono sensori di tipo ottici, optoelettronici o fotonici, elettrochimici, acustici, nonché biosensori con differenti tipi di biomeditori per il riconoscimento di differenti tipi di contaminanti ambientali. La validazione del dato verrà effettuata con un monitoraggio discontinuo, attraverso procedure di campionamento, e attraverso un monitoraggio biologico con l’uso di organismi bioindicatori, opportunamente alloggiati prevalentemente sui sistemi fissi. I bioindicatori (mitili, alghe) permetteranno di accumulare dati di risposte a diversi livelli dell’organizzazione biologica e alle diverse condizioni ambientali, con tempi brevi e alto grado di sensibilità.
Altra finalità è la realizzazione dell’elettronica (a basso consumo energetico), d’interfacciamento, (wireless con protocolli per lunghe distanze) e controllo dei sensori proposti, con lo scopo di progettare il sistema di acquisizione e di verifica dei parametri. Lo sviluppo di una piattaforma IoT integrata per la gestione flessibile e omogenea in ambiente portuale, marino e a bordo nave, dei diversi dispositivi supportati da tecnologie differenti per connettività (es. LoRa, Wi-Fi, Zigbee) e protocolli di comunicazione, renderà fruibile l’intero set di dati in tempo reale.
L’estensione del concetto di CBM agli impianti di bordo ed alle strutture navali contribuirà all’incremento della sicurezza della navigazione ottenibile non solo tramite una previsione dello stato complessivo dell’intera nave, migliorandone l’affidabilità, ma anche tramite la capacità di prevedere l’effetto delle condizioni operative sulle strutture durante la navigazione. Inoltre equipaggiare le navi con sensori per il rilevamento di dati ambientali, attraverso la semplice installazione in carena di un drone pre assemblato, amplierà ulteriormente le capacità di estensione del monitoraggio, in aree generalmente non esplorate in tal senso.
Un’ulteriore finalità del progetto è l’interazione tra boe modulari per il monitoraggio ambientale e la fornitura di servizi, relativa costruzione e installazione in ambiente rilevante, con la progettazione integrata di veicoli marini autonomi sostenibili ed efficienti per il monitoraggio, l’analisi e il controllo di ambienti a rischio come le carene di grandi navi e/o i bacini portuali. Tutto ciò in un quadro di elevata sostenibilità, con sistemi elettrici efficienti per il recupero dell’energia, al fine dell’auto alimentazione di dispositivi di misura e monitoraggio a bordo di boe intelligenti e per la generazione, la gestione e la propulsione elettrica nei veicoli marini autonomi (DRONE e ROV).
La finalità complessiva è quindi quella di incrementare la sicurezza dell’ambiente marino, costiero e di mare aperto, attraverso flotte più efficienti, meno costose e gestibili da remoto, controlli in continuo della qualità delle acque, attivazione di sistemi efficienti di “earlywarning” per la prevenzione dei rischi per gli ecosistemi e, non ultimo, per un possibile controllo continuo dei cambiamenti globali in atto.

ARTICOLAZIONE DEL PROGETTO

il progetto è articolato in 4 OR operativi le cui finalità e risultati attesi sono:

- OR1: ottimizzare e sviluppare una sensoristica avanzata, da utilizzare su più piattaforme di rilevamento gestibili da remoto, collegate tra loro in tempo reale e funzionali a vari impieghi, dai “siti sensibili” alle aree sottoposte a tutela.
- OR2: definire un sistema integrato per il controllo attivo, in termini di traffico marittimo, di comportamento del sistema-nave e di sorveglianza ambientale.
- OR3: progettazione e la realizzazione sperimentale di sistemi fissi come boe modulari intelligenti e mobili come veicoli autonomi e/o filoguidati (DRONE e ROV) per il monitoraggio funzionale e di sicurezza ambientale delle imbarcazioni e dell’ambiente marino in cui esse transitano o sostano.

I tre OR sono integrati fra loro con una inscindibile interazione funzionale di prodotto-processo-gestione.

Il progetto è finanziato a valere sul Progetti di Ricerca Industriale e Sviluppo Sperimentale nelle 12 aree di Specializzazione individuate dal PNR 2015-2020.

PARTNER DI PROGETTO

Consorzio di ricerca per l'innovazione tecnologica, Sicilia Trasporti Navali, Commerciali e da Diporto s.c.a.r.l. (capofila)
     Università degli Studi di Messina
     Università degli Studi di Palermo
     Università degli Studi di Catania
     Consiglio Nazionale delle Ricerche
          Istituto di Tecnologie Avanzate per l’Energia - ITAE
          Istituto per l'Ambiente Marino Costiero – IAMC
          Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati - ISMN
          Istituto per la Microelettronica e Microsistemi -IMM
          Istituto di Studi sui Sistemi Intelligenti per l’Automazione -ISSIA
          Istituto per i Processi Chimico-Fisici - IPCF
     SB SETEC S.p.A.
     Caronte & Tourist S.p.A.
     Liberty Lines S.p.A.
Ambiente S.p.A.
Centro per gli Studi di tecnica Navale CETENA S.p.A.
Na.Vi.Go. s.c. a r.l.
Net7 S.r.l.
Nextworks S.r.l.
Politecnico di TORINO
SEASTEMA S.p.A.
Università degli Studi di BERGAMO

BUDGET DI PROGETTO

Importo complessivo di progetto:

Costo totale € 9.086.970,34 di cui:
attività di Ricerca Industriale € 7.008.086,17
attività di Sviluppo Sperimentale € 2.078.884,17

DURATA DEL PROGETTO

30 mesi