Viaggiare a basso impatto

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I progetti di Autostrade per l’Italia, dalla produzione di energie rinnovabili ai nuovi sistemi di limentazione delle stazioni di ricarica, dall’intelligenza artificiale per la gestione dei blocchi di traffico in tempo reale ai sensori che serviranno domani alla guida autonoma e già oggi alla manutenzione predittiva dello stato di salute di viadotti e gallerie

Non si potranno più installare pannelli fotovoltaici sui terreni agricoli? A rischio il piano di transizione energetica italiano? Niente paura: ci sono le autostrade, le grandi arterie urbane, le superstrade statali. Ogni posto in cui ci sia una strada sufficientemente ampia per accogliere ai suoi lati guard rail e barriere antirumore, perché su questi si potranno installare pannelli fotovoltaici di nuova generazione. Una superficie larga pochi centimetri ma lunga potenzialmente centinaia di chilometri. Non è fantascienza: è uno dei progetti a cui sta lavorando il settore tecnologico di Aspi, Autostrade per l’Italia, per sviluppare soluzioni in grado di far rientrare a pieno titolo le infrastrutture della grande mobilità su gomma nello scenario della sostenibilità green. Il progetto è già nella fase dei test finali: sulla A1 Milano-Napoli, a sud di Roma, all’altezza dello svincolo di Valmontone, è in corso di completamento uno dei primi impianti fotovoltaici al mondo montati su barriere fonoassorbenti autostradali. Certo, non è solo una questione di pannelli. Ci vuole una infrastruttura dedicata in grado di gestire e trasportare l’energia prodotta, cavi ottici, sistemi di calcolo: si tratta di fatto di una centrale elettrica diffusa lungo tutta la lunghezza della penisola. Aspi da sola controlla 3mila chilometri di rete autostradale sui 7mila totali: altri mille sono gestiti direttamente dall’Anas e il resto si suddivide tra un’altra decina di concessionarie di tratte locali. Ma Aspi è uno dei maggiori gestori autostradali europei e in Italia in particolare controlla di fatto la totalità del traffico nord-sud attraverso le tre dorsali dell’A1, la storica Autosole Milano-Napoli, la A14 sulla costa adriatica, e la Tirrenica, anche se ancora da finire, da Roma a Genova e di qui fino a Gravellona Toce e il confine svizzero.

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Sulla sola rete di Aspi circolano ogni giorno 2,7 milioni di veicoli che percorrono oltre 48 miliardi di chilometri l’anno. Realizzano sulle autostrade un terzo del loro percorso le merci che in Italia viaggiano via gomma, il 90% del totale. Nei giorni feriali la metà del traffico autostradale è costituito da merci, il resto è traffico viaggiatori. Non solo auto private ma anche autobus: nel 2019 il trasporto collettivo su gomma ha mosso 23 miliardi di passeggeri/km, ossia quanto l’intera rete ferroviaria ad alta velocità. Tutto questo per dire che senza le reti autostradali l’Italia letteralmente si ferma. Siamo un Paese montuoso, lungo e stretto, e soprattutto con una urbanizzazione diffusa. Solo il 20% degli italiani vive nelle grandi aree metropolitane. Ed è per questo che il 47% degli italiani abita entro un raggio di dieci chilometri da un casello autostradale. Ed entro la stessa superficie lavorano sei italiani su dieci. Sono numeri contenuti in un libro appena uscito per le edizioni del Sole 24 Ore e realizzato da un panel promosso da Aspi tra mondo accademico, della ricerca e degli operatori economici del settore, tra cui Aspi stessa, Cassa depositi e prestiti, Eni ed Enea. Titolo: ‘La rivoluzione della mobilità sostenibile parte dalle autostrade’. Ufficialmente per festeggiare i primi 100 anni delle autostrade in Italia, visto che nel 1924 fu inaugurata la prima in assoluto, la Milano-Laghi. Di fatto, però, per dire che la mobilità sostenibile è un obiettivo un po’ più complesso della sola auto elettrica. E che il ruolo dell’infrastruttura è strategico in molti e diversi modi. Razionalizzare i flussi di traffico, evitare gli ingorghi, rendere più fluido il passaggio ai caselli sono tra i principali obiettivi cui applicare gli strumenti della raccolta dati, del supercalcolo e dell’intelligenza artificiale, ottenendo riduzioni importanti di emissioni di CO2. La sola digitalizzazione dell’infrastruttura consentirebbe infatti un taglio di emissioni tra il 20 e il 30%.

Da sinistra: Ennio Cascetta, professore ordinario infrastrutture e sistema di trasporto dell’università Federico II di Napoli, Gaetano Manfredi, sindaco di Napoli e della Città metropolitana, e Roberto Tomasi, amministratore delegato di Autostrade per l’Italia, insieme alla presentazione del libro ‘La rivoluzione della mobilità sostenibile parte dalle autostrade’, nel febbraio 2024.

“Se analizziamo i modelli di sviluppo della mobilità nei prossimi decenni”, ha detto l’ad di Aspi Roberto Tomasi intervenendo al Festival dell’economia di Trento, a fine maggio, “vediamo che non c’è competizione tra le diverse modalità: crescono tutte e con pochissime sovrapposizioni tra di loro. Quindi il trasporto su gomma, sia merci che privato, resterà centrale. E noi stiamo lavorando all’obiettivo di renderlo più sostenibile. Come? Utilizzando le tecnologie e prima tra tutte la digitalizzazione. La gestione dei dati è strategica per raggiungere gli obiettivi che la Ue ci ha posto. Razionalizzare i flussi di traffico per ridurre i kilowattora/chilometro e quindi le emissioni. Ma non solo. Prendiamo l’ammodernamento dell’infrastruttura, che in Italia è particolarmente invecchiata, visto che l’85% delle autostrade è stato realizzato prima degli anni Settanta. Dobbiamo gestire gli interventi di ammodernamento in presenza di traffico, perché la conformazione fisica del nostro Paese non ci consente soluzioni alternative: il traffico della dorsale adriatica non può essere dirottato su altri rami. È una complessità enorme da gestire ma utilizzando i dati e con l’intelligenza artificiale, ora è possibile farlo minimizzando i disagi”.

Pannelli fotovoltaici disposti lungo la rete autostradale,per la produzione di energia.
Visualizzazioni dell’applicazione di Argo, la piattaforma tecnologica che raccoglie e gestisce dati aggiornati in tempo reale rilevati sulle infrastrutture, come ponti, cavalcavia, viadotti e gallerie. I sensori monitorano lo stato di salute delle opere. I droni tramite videocamere ad altissima risoluzione ne effettuano la scansione tridimensionale.
Rendering per Kehw, la piattaforma tecnologica che trasforma l’energia cinetica dei veicoli in decelerazione in energia elettrica, altrimenti dissipata in calore ai freni. L’area di servizio dove si svolgono i test è Arno Est, nell’autostrada A1.

Ma una infrastruttura così estesa può anche svolgere un ruolo di primo piano nella produzione di energie rinnovabili, non solo con i pannelli fotovoltaici lungo la rete, come si vedrà tra poco. Infine, senza l’ultimo tassello tecnologico, le autostrade connesse, non si potrà andare lontano nei sistemi di mobilità su gomma a guida autonoma, auto e tir. Perché in Italia ci sono troppe gallerie lungo la rete stradale, e nelle gallerie il segnale gps, che pilota le auto intelligenti, non si prende.

Il pieno sostenibile

Sulla rete Aspi si sta ultimando la prima fase del piano per la mobilità elettrica. Sono quasi tutte operative le prime 100 stazioni di ricarica elettrica, quota che già assicura una postazione ogni 50 chilometri, ciascuna dotata di quattro-otto punti di ricarica. Su queste si appoggiano ulteriori innovazioni: dall’app per prenotare il punto di ricarica in modo da arrivare e trovare subito una presa disponibile, fino al sistema di produzione di energia elettrica, così da rendere ciascuna struttura di ricarica progressivamente autonoma in termini di prelievo dalla rete elettrica. Movyon, il braccio hi-tech di Aspi, sta mettendo a punto un innovativo sistema di produzione di energia, che recupera la forza frenante dei veicoli che si fermano nelle stazioni di servizio. Si chiama Kehw la prima sperimentazione al mondo in autostrada che prevede l’utilizzo di una piattaforma tecnologica capace di trasformare l’energia cinetica dei veicoli in decelerazione in energia elettrica, altrimenti dissipata in calore ai freni. I test sono partiti in A1 nell’area di servizio di Arno Est e proseguiranno nei prossimi mesi, anche con la sperimentazione in una pista di esazione.

L’obiettivo di Autostrade per l’Italia è realizzare una piattaforma, integrata con i principali sistemi di gestione e monitoraggio dell’infrastruttura autostradale, che possa produrre energia pulita oltre a quella tipica del fotovoltaico. Secondo le prime stime, grazie al passaggio medio giornaliero di 9mila veicoli, con un unico modulo sarà possibile produrre 30 megawattora all’anno, pari a una riduzione di 11 tonnellate di CO2. Un valore che corrisponde al consumo annuo di elettricità di un condominio composto da dieci famiglie.

Oltre alla produzione di energia elettrica, sulla rete aumenta la disponibilità di biocarburanti, che dipende dalle gestioni delle stazioni di servizio. Aspi, per parte sua sta invece testando, sulla tangenziale di Napoli, un innovativo sistema di produzione e distribuzione di idrogeno. L’idrogeno prodotto da sistemi fotovoltaici viene di fatto utilizzato come sistema di immagazzinamento di energia, in attesa che cresca la quota delle trazioni in grado di utilizzare questo gas sia per alimentare motori termici sia nelle auto elettriche a celle di combustibile, che sono potenzialmente la migliore alternativa alle batterie.

1958 lavori per la costruzione dell’autostrada – 1958 Melegnano-Casalpusterlengo

Autostrade connesse

I milioni di veicoli in transito sulla rete autostradale hanno bisogno di informazioni. Ma ne producono anche enormi quantità, dati che si possono originare da due fonti. La prima è l’infrastruttura, la seconda sono i veicoli stessi. Nel primo caso il cuore del sistema sono i sensori posti lungo la rete che rilevano i passaggi. Non solo le quantità: strumenti sempre più sensibili possono anche misurare le variazioni di peso di un veicolo, per esempio un camion, rilevando così se è eccessivamente carico. Possono seguire le merci pericolose in tempo reale, ma sono teoricamente anche collegabili con i cronotachigrafi dei tir monitorando gli orari di guida e rendendo così più sicuri i trasporti merci e le strade stesse. Non ci sono solo i sensori: un altro progetto, denominato Falco, è un sistema sperimentale che impiega droni per inviare flussi video in tempo reale direttamente al Centro radio informativo, consentendo di monitorare lo stato della viabilità anche in tratti autostradali lungo i quali non sono disponibili telecamere.

Le autostrade intelligenti hanno però bisogno, per dialogare, di auto intelligenti. L’obiettivo di arrivare alla interconnessione tra veicoli e infrastrutture è al centro della collaborazione tra Aspi, attraverso Movyon, e Volkswagen Group Italia, che si sta realizzando su 26 chilometri del tratto autostradale tra Firenze Sud e Firenze Nord in entrambe le direzioni e altrettanti chilometri sul nodo urbano di Bologna, per un totale di 52 chilometri di ‘strada intelligente’ lungo l’A1. Il livello di informazioni che la vettura sarà in grado di ricevere ed elaborare dipenderà dalla tecnologia prevista a bordo. I primi veicoli che comunicheranno con la nuova infrastruttura saranno quelli del gruppo Volkswagen dotati di Car2X integrato. È un ulteriore passo verso l’obiettivo della guida autonoma, ma in un tempo più breve tutti questi sistemi potranno avere grande utilità. Per esempio comunicare in tempo reale anche che a meno di un chilometro da noi è appena successo un grave incidente, o agevolare la guida in caso di bassa visibilità. Ed elaborare sempre in tempo reale percorsi alternativi.

La salute dell’infrastruttura

Sensori e droni assieme costituiscono un sistema di diagnosi dello stato di salute dell’infrastruttura stessa. Un tema reso sensibilissimo dalla tragedia del ponte Morandi di Genova. Oggi Aspi ha messo a punto Argo, una piattaforma tecnologica che aiuta i gestori delle infrastrutture a monitorare e gestire il ciclo di vita di viadotti e gallerie, di piloni e volte e lo stato di efficienza degli asfalti. L’installazione di sensori IoT consente la raccolta di dati per valutare e monitorare lo stato di salute delle opere. Droni dotati di videocamere ad altissima risoluzione e laser effettuano la scansione tridimensionale dell’opera trasformandola in milioni di punti georeferenziati nello spazio e associabili a ogni suo singolo componente. Ogni opera viene così affiancata dal suo gemello digitale 3D o digital twin, permettendo così manutenzione predittiva e programmando interventi settoriali di precisione chirurgica che dovrebbero ottenere l’effetto del rinnovamento dell’opera evitandone in un numero sempre maggiore di casi l’intera chiusura al traffico. Risparmiando tempo, consumi, emissioni. E vite umane.