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Sistema di allarme per i pericoli naturali
La soluzione IoT protegge dai pericoli naturali
Il maltempo ed altri eventi naturali sono sempre più violenti a causa del cambiamento climatico. Per proteggere persone e infrastruttura, in collaborazione con il politecnico federale di Zurigo Swisscom ha sviluppato un sistema di allarme basato sulla tecnologia IoT, che avvisa tempestivamente prima di colate detritiche.
Da circa tre anni Bondo, paesino di 200 anime in Val Bregaglia, è noto in tutta la Svizzera. Ad agosto 2017 una colata detritica aveva distrutto buona parte della località. La slavina di fango era stata generata da una frana che ha causato otto vittime. In futuro questi eventi naturali saranno sempre più frequenti, ci preavvisa la ricerca. Un fattore scatenante decisivo è il cambiamento climatico.
In Svizzera e in tutto il mondo il caldo aumenta e contemporaneamente maltempo e altri pericoli naturali si verificano con sempre maggiore vigore. Inoltre nella Alpi si riscalda anche il permafrost che, insieme a precipitazioni più intense, rende instabili i pendii delle montagne con una conseguente maggiore frequenza di frane rocciose e colate detritiche. Questi effetti del cambiamento climatico mettono già oggi concretamente a rischio l’incolumità di chi vive in determinate regioni.
Le colate detritiche – un pericolo per le persone e l’infrastruttura
Se su un ripido pendio si trova del materiale sparso come pietrisco o terriccio, in caso di forti precipitazioni esso si mette in movimento e ricade rumorosamente a valle come colata detritica. Rappresenta un pericolo per le persone, ma anche per l’infrastruttura. Tali colate infatti distruggono senza fatica anche linee ferroviarie, ponti, strade o edifici. L’ufficio federale dell’ambiente ha calcolato che tra il 1972 e il 2019 si sono verificati danni materiali per un valore di 13,4 miliardi di franchi a causa di colate detritiche o inondazioni. Dal 1946 le vittime di colate detritiche in Svizzera sono state 24.
Gli effetti del cambiamento climatico favoriscono questi eventi naturali. Per questo motivo in futuro ne saranno coinvolti anche territori in cui finora il rischio di frane era minimo. Occorre quindi anche proteggere meglio persone e infrastruttura.
Per questo motivo Swisscom e il politecnico federale di Zurigo hanno sviluppato insieme lo Smart Nature Screener. Questo sistema di allarme mette in guardia per tempo le persone a rischio di un pericolo naturale come una frana rocciosa o colate detritiche. La soluzione rileva in tempo reale le scosse del terreno o altre irregolarità e genera i relativi allarmi. In questo modo sarebbe per esempio possibile bloccare per tempo un tratto di binario a rischio o evacuare delle persone.
Colata detritica a Illgraben (Source: WSL)
La piattaforma dati rende più sicure le zone a rischio
Affinché il sistema riconosca con una certezza sufficiente i pericoli di diversa natura, servono tanti dati diversi. Lo Smart Nature Screener è quindi una piattaforma hub di dati, che raccoglie e valuta dati da fonti differenti.
Le scosse nel terreno vengono registrate dai sensori sismologici del politecnico federale, dai sismografi del servizio terremoti o da sensori IoT di Swisscom e inviati alla piattaforma dati. Inoltre è possibile rilevare i movimenti del terreno tramite i cavi in fibra ottica di Swisscom. Il lavoro con questa tecnologia di analisi a fibra ottica può rappresentare in futuro una possibilità particolarmente efficiente di registrazione dei dati, poiché la rete a fibre ottiche è comunque collocata nel suolo in tutta la Svizzera. Così servirebbero meno sensori aggiuntivi IoT se venissero collegati nuovi territori al sistema di allarme e teoricamente sarebbe possibile una sorveglianza capillare. Anche i valori delle precipitazioni dei servizi meteo e i dati dei cellulari rappresentano fonti di dati per la piattaforma. Grazie alle conoscenze sulle persone che si trovano nella zona a rischio è possibile stimare meglio la condizione di minaccia della colata detritica e reagire di conseguenza.
La forza della piattaforma hub di dati sta nella sua capacità di standardizzare all’occorrenza dati di fonti più diverse, consentendo così la loro valutazione grazie all’aiuto dell’intelligenza artificiale. I dati vengono trasferiti tramite la Long Range Wide Area Network di Swisscom, disponibile in tutta la Svizzera, oppure tramite la rete mobile e vengono diffusi nei data center di Swisscom indipendentemente dalla sede e basandosi sul cloud. Così i dati rimangono sempre in Svizzera.
Progetto pilota nel Vallese
Al momento la soluzione viene testata sull’Illgraben, nel Vallese. In questo torrente di montagna si verificano regolarmente colate detritiche, che in passato hanno causato danni materiali. Se di portata maggiore, le colate detritiche possono fuoriuscire dal letto del fiume mettendo in pericolo le persone. Durante la fase pilota, il sistema di allarme ha identificato le colate detritiche con il 99% di affidabilità. Il periodo di tempo tra la generazione dell’allarme e l’arrivo della colata detritica sulla strada cantonale nella valle del Rodano è stato al massimo di tre ore.
In futuro dovrebbero anche essere possibili previsioni
Il valore aggiunto dello Smart Nature Screener rispetto alle soluzioni tradizionali è che gli allarmi vengono generati con una velocità nettamente maggiore. Grazie alla varietà dei dati, in futuro sarà anche possibile prevedere eventi come le colate detritiche e adottare per tempo i relativi provvedimenti. Se ad esempio i sensori rilevano ripetutamente attività sismiche come movimenti di pietrisco in un determinato territorio e i servizi meteo prevedono forti precipitazioni, aumenta il pericolo di una colata detritica. I turisti o altre persone coinvolte possono ricevere informazioni e adottare misure. Gli escursionisti avrebbero a disposizione più informazioni per scegliere il proprio giro e in caso di pericolo imminente potrebbero scegliere un percorso diverso. Un tale scenario sarebbe realizzabile ad esempio con un’app di allerta. Le zone a rischio tornerebbero senz’altro più allettanti per il turismo e i residenti si potrebbero proteggere con maggiore efficacia. L’ampliamento previsto consentirebbe valutazioni sulla situazione addirittura in tutto il Paese, consentendo così di difendere le persone e l’infrastruttura dalle conseguenze dei pericoli naturali.
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Contributo alla sostenibilità
La nuova soluzione di Swisscom e del politecnico federale di Zurigo fornisce un contributo efficace agli obiettivi di sviluppo sostenibile (SDG) dell’ONU.
SDG 3: il sistema di allarme aiuta la popolazione e i visitatori a proteggersi da colate e pericoli naturali di altro genere.
SDG 11: grazie all’utilizzo del sistema di allarme è possibile difendere edifici e infrastruttura dai danni dovuti ai pericoli naturali.