Tecnologie | Normative e applicazioni

La rivoluzione dei droni

Sono numerosi i nuovi impieghi dei droni civili: dalla gestione della logistica al monitoraggio dei cantieri e dell’ambiente urbano, alla sicurezza cittadina e a quella di montagna, dallo sport alle manifestazioni di piazza, per arrivare fino alla consegna delle merci.

Piccoli droni crescono. Un po’ dappertutto e per i più svariati utilizzi. Niente a che vedere con le pericolose missioni in campo militare, ma una piccola rivoluzione in numerosi settori di attività è dietro l’angolo, anche se le briglie dei vincoli normativi tengono a freno un settore, quello dei cosiddetti unmanned aerial vehicle (o aeromobili a pilotaggio remoto), che tra qualche anno invaderà, con i più svariati velivoli, gli spazi aerei di paesi e città e cambierà il profilo di alcune professioni, diverse delle quali appartengono al mondo delle costruzioni.

Eagle Eye Robotics

Un drone in volo. (foto Eagle Eye Robotics)

Le aeromobili che viaggiano in assenza di pilota, controllati da un computer a bordo, rappresentano una delle poche positive novità tecnologiche e di mercato di questa nerissima stagione economica.
Un assaggio dell’interesse nei confronti dei droni civili si è avuto in occasione dell’ultimo Saie di Bologna, ma ancor più a Dronitaly, la manifestazione – patrocinata da Enac, Enav, consigli nazionali degli ingegneri, geometri e geologi – dei produttori e dei venditori di aeromobili a pilotaggio remoto, che si è tenuta ad Assago, vicino a Milano, l’ultima settimana di ottobre.
Presenti una cinquantina circa tra costruttori, rivenditori, società di servizi e softweristi, su una realtà produttiva italiana che conta circa ottanta società.

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Intersezione stradale e rotatoria riprese da un drone in volo. Si tratta di analisi del traffico di tipo avanzato, con videoriprese aeree. (foto Data from Sky)

Un comparto che cresce anno dopo anno e che si sta trasformando: da puro hobby di aeromodellisti di ieri, a vera filiera produttiva a forte apporto tecnologico dei giorni nostri. Un settore che in Italia si stima abbia un giro d’affari vicino ai 5 milioni di euro (5 miliardi nel mondo, che nel 2020 raggiungeranno quota 12 miliardi).
A dividersi la torta, stando ai dati diffusi in occasione della manifestazione milanese e riferiti agli espositori presenti ad Assago, sono le aziende che realizzano droni veri e propri (il 20 per cento), li utilizzano, gestiscono scuole di volo, realizzano software e attrezzature, costruiscono sensori, componenti elettronici (circuiti, connettori, convertitori) e gimbal (il sostegno automatizzato che regge il dispositivo portato dal drone: apparecchiature fotografiche e droni terrestri e acquatici, videocamere, simulatori ed eliche. Una realtà in movimento, anche se solo il 40 per cento degli italiani – secondo una recente indagine Doxa – sa che cos’è un drone e sa quali sono gli impieghi possibili.

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Immagine videoripresa dall’alto di una rotatoria stradale. (foto Data from Sky)

Dagli aeromodelli agli esacotteri. Ma di cosa stiamo parlando? Generalmente di mezzi aerei che, secondo l’attuale normativa Enac, sono classificati in base alla massa di decollo: inferiori o superiori ai 25 kg. Sul mercato si possono anche trovare velivoli di due kg di peso, come oggetti volanti di peso superiore ai 150 kg: in quest’ultimo caso le applicazioni sono di tipo militare. Nel campo delle applicazioni civili, la stazza dei droni professionali varia da 15 a 20 kg. In Italia, si stima che esistano e che possano volare da 500 a 1.000 droni.
Sono oggetti che nascono dal mondo degli appassionati di aeromodellismo e che hanno incrociato le potenzialità delle applicazioni informatiche.

CECCARONI

Francesca Ceccaroni | Executive manager Menci Software di Arezzo
«Siamo nati come azienda di software applicati alla fotogrammetria: negli ultimi quattro anni  ci siamo orientati sui droni e siamo i rivenditori italiani esclusivi di un prodotto svizzero. Ora commercializziamo droni ad ala fissa planante, di 700 grammi di peso e di autonomia di volo di 45 minuti a batteria, grazie al quale si realizza un’analisi fotogrammetrica di un kmq a volo».

Con i più piccoli modelli, i parrot, ci si gioca in casa o in giardino, mentre gli altri, quelli di uso professionale, possono essere guidati attraverso un sistema di pilotaggio remoto, avendo a bordo un autopilota che permette di controllarne la stabilità e fornire una serie di funzioni di alto livello. Hanno un’autonomia media che varia da 30 a 50 minuti, sono ad ala fissa, come i classici aeromodelli, o ad ala rotante, come i quadricotteri o gli esacotteri.
Sono sistemi in grado di fornire una serie di indicazioni geografiche al pilota che li guida da terra, attraverso un radiocomando e, nelle ultime versioni, mediante tablet o smartphone. Non hanno un’unica configurazione, ma di base, per volare (da 70 a 200 metri di quota massima), hanno bisogno di autopilota, ricevitore Gps, motore e batteria. Poi, in relazione al tipo di attività da svolgere, si aggiungono gli accessori come la macchina fotografica e i sensori a infrarossi per il rilevamento dell’altezza. A partire dalla dotazione base, l’apparecchio è adattabile alle esigenze dell’utilizzatore finale.

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Drone eBee ad ala planante, impiegato per i rilievi topografici. (foto Menci Software)

I nodi normativi. Per abituarci a uno scenario da drone revolution, con sciami di droni che volano nei cieli delle nostre città, dovremo ancora attendere del tempo. Le normative infatti sono ancora molto rigide e le briglie di Enac, l’Ente nazionale dell’aviazione civile, sono state tenute volutamente strette. In effetti, le criticità, soprattutto per le applicazioni a bassa quota in ambito urbano, non mancano: si tratta infatti di piccoli oggetti utili, ma anche pericolosi.
Per l’Ente nazionale del volo, l’Enav, le città non sono sorvolabili e i permessi per le sperimentazioni di volo sono centellinati. L’ostacolo più grosso in questo momento è rappresentato dalla tracciabilità delle operazioni di volo, come se si trattasse di un volo aereo tradizionale. Certo, gli oggetti volanti sono di piccole dimensioni, ma il problema principale è rappresentato al contesto urbano, un ambiente assai complesso, pieno di rischi, compreso quello della violazione della privacy.

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La restituzione di un modello 3D mesh con texture, generato con aeromobile a pilotaggio remoto. (foto Menci Software)

Le regole di Enac. È evidente che tali mezzi aerei devono sottostare a una serie di condizioni fissate dall’Ente nazionale di aviazione civile, l’Enac, che ne disciplina l’uso con un apposito regolamento.
Per i remote piloted aircraft systems (Rpas) o sistemi aeromobili a pilotaggio remoto (Sapr), con massa di decollo inferiore a 25 kg., è necessario disporre dell’identificazione del mezzo. Per questa tipologia di velivoli, le attività di volo possono essere condotte sulla base di una dichiarazione dell’operatore oppure da un’autorizzazione di Enac: la prima consente di effettuare le operazioni di attività considerate non critiche, anche se sono previste operazioni specializzate in spazi aerei non controllati (di altezza inferiore ai 70 metri da terra e di distanza orizzontale massima dal pilota inferiore ai 200 metri) e voli cosiddetti sperimentali (realizzati in spazi aerei segregati e aree non popolate). In tutti questi casi, il richiedente si assume le responsabilità delle operazioni e attesta che le stesse possano essere condotte in sicurezza. La dichiarazione viene verificata in ogni sua parte e, una volta accettata, il nominativo viene inserito nell’elenco degli operatori e pubblicato sul sito Web di Enac (www.enac.gov.it >>).

Michele Feroli | General manager di Skyrobotic
«Una società di topografia o uno studio di aerofotogrammetria si rende presto conto che in mezzo giornata è in grado di realizzare un lavoro che, in forma tradizionale, realizzerebbe in un paio di giorni. La tecnologia consente un aumento di produttività e il mercato potenziale dei droni è tanto ampio, quanto quello attuale della geomatica».

Per quanto riguarda invece la procedura di autorizzazione a effettuare operazioni specializzate critiche, il rilascio è soggetto ad accertamenti da parte di Enac sulla base della dichiarazione e di specifici documenti. Per le operazioni non critiche, è sufficiente che la qualificazione del pilota remoto sia attestata dall’operatore, per quelle critiche invece serve il riconoscimento dell’Ente nazionale.

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Rappresentazione alternativa del modello 3D, generata con un aeromobile a pilotaggio remoto. (foto Menci Software)

Per i sistemi aeromobili a pilotaggio remoto, con massa di decollo superiore a 25 kg, è prevista la registrazione Enac e valgono le stesse tipologie di certificazione in vigore per gli aeromobili tradizionali: costruzioni in serie e non in serie, permessi di volo sperimentali. Ai Sapr, a certe condizioni, è consentito di effettuare operazioni specializzate, che possono avvenire in spazi aerei non controllati (al di sotto di 70 e 150 metri di altezza da terra e a una distanza massima dal pilota remoto di 500 metri).
Gli aeromodelli, infine, devono essere utilizzati dagli operatori a ben precise condizioni: mantenendo il contatto visivo diretto con il mezzo aereo, in aree in cui si è in grado di prevenire rischi a terzi, all’interno di spazi aerei segregati e di altezza massima compresa tra 50 e 150 metri.

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Un dettaglio di un modello con curve di livello, generato con un Apr. (foto Menci Software)

Applicazioni. Numerosi sono i nuovi impieghi dei droni civili, che lasciano intravedere applicazioni sconfinate in ambiti tra loro diversissimi e distanti: dalla gestione della logistica al monitoraggio dei cantieri e dell’ambiente urbano, dal giornalismo all’agricoltura, dalla fotografia e cinematografia alla sicurezza cittadina e a quella di montagna, dallo sport alle manifestazioni di piazza, per arrivare fino alla consegna delle merci.
Quello dei droni, grazie alla loro flessibilità d’uso, è diventato insomma uno dei trend tecnologici emergenti e sono in molti a credere e a investire capitali nell’industria dei remote piloted aircraft systems: le prospettive sono ampie, così come le applicazioni di questa nuova tecnologia, che vedrà un uso sempre più intensivo nelle nostre città, anche se l’ambiente urbano è certamente quello più complesso e delicato da affrontare.
In agricoltura, per esempio, si può monitorare e intervenire con più precisione e meno costi. Anche qui da noi si sta diffondendo la cosiddetta precision farming, per la gestione dei campi coltivati, per elaborare mappe e valutare le eventuali disomogeneità nello sviluppo vegetativo, nel nutrimento del suolo e per distribuire in modo puntuale i fitofarmaci sui terreni.

CREMOLI

Cristiano Cremoli | Presidente del Collegio dei geometri di Milano
«La nostra categoria da sempre si misura con i cambiamenti. In pochi anni siamo infatti passati dal tecnigrafo alla strumentazione ottica e poi al sistema digitale: si è trattato di novità che hanno drasticamente cambiato il nostro modo di lavorare. Sempre più spesso si parla di stampanti 3D, building information modeling, laser scanner e ora siamo arrivati ai droni. Siamo nuovamente di fronte a un altro passo importante, a una sfida a cui davvero non possiamo mancare, perché questa riguarderà una fetta importante della nostra categoria.
In questo mondo del lavoro che cambia, le organizzazioni che raggruppano i geometri italiani, i Collegi, stanno offrendo ai loro iscritti un aiuto concreto. Si spiega così il contributo economico che, a livello centrale, viene fornito ai collegi per acquistare stampanti 3D, termocamere e strumenti ancor più evoluti, come appunti i droni, a favore degli iscritti.
Volendo, un nostro collegio potrebbe decidere di acquistare un’aeromobile a controllo remoto, fatto salvo che si trovi qualcuno in grado di pilotarla. Detto in altri termini, le nostre organizzazioni periferiche dovrebbero sempre più diventare un service per gli iscritti, cosa questa che offrirebbe valore aggiunto alla nostra organizzazione professionale. A Milano stiamo cercando di fare proprio questo. Sul fronte dei droni stiamo valutando cosa possiamo nel concreto fare. Dunque per la professione, con l’avvento di tali velivoli, si apre una stagione importante.
Siamo alla vigilia di un nuovo cambiamento. Domani, con i droni, rilevare parti di territorio che oggi ci obbligano a più uscite, sarà più semplice e veloce: con un solo volo di 15 minuti avremo una maggiore produttività e una mole di dati da sfruttare in più modi. Per questo, noi geometri dobbiamo essere parte del cambiamento, per le opportunità che esso offre: non possiamo starne fuori».

In campo ambientale, le aeromobili a pilotaggio remoto possono essere impiegate per il rilievo dei nevai alpini, mentre, con opportuni sensori ambientali caricati sull’apparecchiatura, possono rilevare la qualità dell’aria in ambito urbano non in modo statico, come le attuali centraline, ma in forma dinamica.
Un altro settore applicativo riguarda la sicurezza in montagna: il drone viene utilizzato come sentinella lungo i sentieri di montagna, come supporto nella ricerca dei dispersi in caso di valanga, ma anche come consegna di kit di soccorso o per scattare foto, utili ai soccorsi. Trovano impiego anche in campo forestale.
Interessanti sono anche le applicazioni subacquee, messe a punto da Siralab, azienda di Perugia. Il «polipo», denominato Galileo, si occupa infatti di monitorare il fondale e le qualità delle acque del lago Trasimeno.

ALTO DRONES 5

(foto Alto Drones)

Le applicazioni nelle costruzioni. Nelle costruzioni, nella sua accezione più ampia, le applicazioni sono numerose e la loro progressiva penetrazione cambierà anche il profilo di alcune professioni tradizionali legate all’edilizia e anche l’intensità di lavoro.
I droni infatti sono sempre più utilizzati per molteplici applicazioni: rilievi topografici, termografici, fotogrammetrici, fotografici, ambientali; attività di protezione civile e di sicurezza del territorio; riprese video di cantieri di grandi opere pubbliche come strade, cave, discariche; analisi del traffico mediante video-riprese aeree; ispezioni di linee elettriche, condotti e zone di difficile accesso; la valutazione immediata delle aree colpite da alluvioni e frane e per il controllo delle coste.
Se è vero, come sostengono alcuni operatori del settore, che le imprese edili non hanno ancora colto le potenzialità di tale tecnologia, basterebbe ricordare che con un rilievo aerofotogrammetrico, mediante drone, è oggi possibile avere, in tempo reale, di una strada in costruzione, i volumi di scavo, i profili delle sezioni, i riporti di terreno e ogni altra informazione non ottenibile con tali velocità e precisione.
E una tecnologia così innovativa non poteva mancare all’appello di Expo 2015: con l’aiuto di un aeromobile a pilotaggio remoto, infatti, i tecnici della società milanese, tappa dopo tappa, riescono a restituire l’avanzamento dei lavori del sito espositivo: a sorvolare i cieli di Milano è l’Sr-Sf6 della Skyrobotic, un’azienda di Terni.
C’è chi invece, provenendo da un settore limitrofo, quello di software aerofotogrammetrici, ha seguito la forte spinta del settore: è il caso della Menci Software di Arezzo.
«Siamo nati come azienda di software applicati alla fotogrammetria: negli ultimi quattro anni – afferma Francesca Ceccaroni, executive manager della società aretina – ci siamo orientati sui droni e siamo i rivenditori italiani esclusivi di un prodotto svizzero. Commercializziamo droni ad ala fissa planante, di 700 grammi di peso e di autonomia di volo di 45 minuti a batteria, grazie al quale si realizza un’analisi fotogrammetrica di un kmq a volo».
Per velivoli delle dimensioni commercializzati dalla società di Arezzo, il costo si aggira sui 17 mila euro per la macchina, la batteria e il software di volo e di circa 5 mila euro per il software di elaborazione.
Sul mercato si muovono anche società di noleggio: in questo caso i costi sono parametrati al numero di ettari da rilevare o di ore di utilizzo degli apparecchi.

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(foto Alto Drones)

Verso la filiera specializzata. Ma come si divide questo nuovo mercato in espansione?

«Il settore si può suddividere in due grandi aree – sostiene Michele Feroli, general manager di Skyrobotic -. Le società di rilievi topografici e aerofotogrammetrici, che scelgono questa particolare tecnologia per offrire valore aggiunto al loro lavoro e per essere più competitivi, e le aziende che realizzano business vendendo voli specializzati e servizi di vario tipo, effettuati tramite il telerilevamento di prossimità per ricognizione di corto raggio. Loro saranno i nuovi operatori aerodinamici di domani. Il settore, insomma, sta procedendo verso una progressiva specializzazione e sta emergendo la prima filiera specializzata».

Un dato curioso, che colpisce, è la provenienza delle principali società che operano su questo mercato: buona parte provengono infatti dal Centro Italia. E c’è un perché.

«Il motivo è presto detto – prosegue Feroli – nel Centro Italia esiste un polo produttivo specializzato legato al settore dell’aviazione e diverse aziende, come la nostra, provengono dal settore militare e come noi stanno riversando il loro know how nel settore civile».

E anche bene ricordare che il mercato, in questi ultimi anni, si è scremato: oggi c’è meno improvvisazione e più qualificazione e anche il semplice sguardo agli stand di Dronitaly basta a comprendere il cambio di fisionomia.

«In questa opera di selezione – prosegue il general manager di Skyrobotic – è stato utile il contributo della normativa di settore, necessariamente severa, ma a mio avviso è contata di più la percezione che si è riusciti a offrire della componente tecnologica, sempre più avanzata e affidabile. Alla fine, l’utente finale comprende che un certo prodotto può essere utilizzato per giocare, mentre con un altro ci si lavora. La differenza sta in questo. Infatti, il mercato offre sempre meno prodotti assemblati e sempre più soluzioni industriali».

Ma qual è il vantaggio reale, concreto dell’utilizzo dei droni?

«Una società di topografia o uno studio di aerofotogrammetria – conclude Feroli – si rende presto conto che in mezzo giornata è in grado di realizzare un lavoro che, in forma tradizionale, realizzerebbe in un paio di giorni. La tecnologia consente un aumento di produttività e il mercato potenziale dei droni è tanto ampio, quanto quello attuale della geomatica».

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