Completati i robot per il Ponte Genova San Giorgio

Completati i robot per il nuovo Ponte Genova San Giorgio

L’Istituto Italiano di Tecnologia e il Gruppo Camozzi hanno ideato e realizzato un sistema robotico unico al mondo per contribuire alla sicurezza del nuovo ponte nel capoluogo ligure. Il sistema robotico verificherà mediante telecamere e sensori lo stato di integrità dell’infrastruttura e, tramite rielaborazione dei dati attraverso algoritmi, permetterà al gestore di intervenire con eventuali azioni di manutenzione in via preventiva.

La costruzione e l’assemblaggio dei robot, unici al mondo, che contribuiranno a rendere sicuro il Ponte Genova San Giorgio (inaugurato dal presidente Sergio Mattarella lunedì 3 agosto 2020) è terminata. I dispositivi, progettati dall’IIT (Istituto Italiano di Tecnologia) e realizzati dal Gruppo Camozzi, su commissione dell’ATI costituita fra Seastema SpA e Cetena SpA (Gruppo Fincantieri), contribuiranno alla sicurezza del nuovo Ponte di Genova mediante telecamere e sensori, eseguendo in maniera automatica un monitoraggio periodico dell’infrastruttura. I 4 robot (2 Robot-Inspection e 2 Robot-Wash) saranno operativi il prossimo autunno non appena gli impianti di servizio del sistema saranno completati.

Il sistema robotico si basa sull’installazione ai lati del ponte dei 4 robot: 2 che si occuperanno della ispezione della superficie inferiore dell’impalcato e dell’elaborazione dei dati per la determinazione di eventuali anomalie (Robot-Inspection) e 2 che puliranno le barriere antivento e i pannelli solari (Robot-Wash). Questo sistema robotico di ispezione è il primo al mondo automatico e fornisce un modello replicabile a livello globale volto a aumentare la sicurezza non solo di questo tipo di infrastrutture, ma anche di qualsiasi opera civile che possa richiedere un monitoraggio automatico.

I 4 robot sono formati da strutture in fibra di carbonio, attuatori e da componenti elettronici. In particolare le travi in pezzi unici che permetteranno l’ispezione dell’impalcato sono state realizzate trasferendo tecnologie tipiche dei settori aerospaziale e aeronautico e costruite tramite stampi in 3D utilizzando la tecnologia della più grande stampante 3D al mondo realizzata dal Gruppo Camozzi www.camozzigroup.com, la macchina Masterprint. I robot scorreranno sulle rotaie esterne del Ponte dove permetteranno di verificare lo stato di integrità dell’infrastruttura inviando le immagini e i dati acquisiti a un centro di controllo, realizzando così un database digitale che grazie ad efficaci algoritmi di analisi e predizione darà modo al gestore di intervenire con eventuali azioni di manutenzione in via preventiva.

I robot, ideati grazie al know-how nel campo della robotica industriale di IIT, sono stati realizzati grazie alla decennale esperienza del Gruppo Camozzi nelle tecnologie produttive e nella realizzazione di macchinari sofisticati impiegati nel settore aeronautico e aerospaziale. Solo grazie alla sinergia delle diverse realtà si è riusciti a realizzare un sistema robotico che è caratterizzato da un peso ridotto, un’elevata rigidità strutturale per sostenere la sensoristica, una bassa resistenza al vento e una buona qualità estetica. I robot sono comandati dalla control room tramite rete wi-fi. Sono alimentati da batterie e sui lati del Ponte sono predisposte stazioni di ricarica distanziate ogni 200 m. Inoltre, in caso di condizioni ambientali avverse, grazie agli anemometri e accelerometri di cui sono dotati, i robot possono fermare le operazioni e raggiungere in sicurezza le proprie stazioni di ricarica.

Il sistema combina i punti di forza dell’automazione dei moderni meccanismi meccatronici, ambito in cui Camozzi vanta una notevole esperienza (abbinata in particolare all’automazione industriale) con l’autonomia dei sistemi cognitivi. In sostanza, un sistema di ispezione che utilizza la “meccatronica cognitiva” completamente autonoma, che grazie ai quattro robot opererà in aggiunta alle attività di controllo e manutenzione  già previste dalla legge. Inoltre grazie alla sua versatilità hardware e software il sistema potrà essere implementato in futuro con nuove tecnologie in modo tale da essere sempre all’avanguardia.

I robot

Il sistema di controllo consta di due Robot Inspection e due Robot Wash che si muovono sulle parti esterne e inferiori del Ponte.

Robot-Inspection pesa oltre 2200 kg ed è dotato di ben 82 ruote per la movimentazione dei due assi ed è largo oltre 7 m. È dotato di un braccio retrattile per l’ispezione, costituito da una parte fissa e una mobile entrambe in fibra di carbonio, che arriva circa a 17 m di lunghezza totale in modo che possa raggiungere dal bordo del ponte il centro dell’impalcato. Il monitoraggio esterno dell’impalcato viene effettuato proprio tramite questo braccio in fibra di carbonio che è in grado di scorrere per tutta lunghezza del ponte ritraendosi in prossimità dei Piloni; sullo stesso sono installate fotocamere ad alta risoluzione e sensori di misurazione delle condizioni delle superfici: dal deterioramento delle vernici, agli elementi di corrosione e allo stato delle saldature. Le telecamere trasmettono in tempo reale le immagini di tutta l’infrastruttura. Grazie ai modelli computazionali, si effettueranno le verifiche sui dati raccolti segnalando rilievi e anomalie.

Robot-Wash pesa circa 2000 kg e ha 56 ruote per distribuire il carico sul bordo ponte; è alto oltre 3,5 m, lungo quasi 8 m ed è diviso in due parti: uno per la pulizia ed uno per la ricarica. Robot Wash effettua la rimozione della polvere ed altri detriti dall’impianto fotovoltaico e dalle barriere antivento in vetro che delimitano le corsie mantendono così l’efficienza e la funzionalità dell’infrastuttura. Una peculiarità del robot è il suo uso sostenibile della risorsa idrica. L’acqua utilizzata per i lavaggi delle strutture provengono dalle piogge e da altra acqua di condensazione raccolta sull’infrastruttura stessa. Il Robot-Wash è dotato di sensori che monitorano sia la trasparenza dei vetri delle barriere antivento sia la quantità di acqua presente sulle superfici. Questi due parametri permettono al robot di determinare quando intervenire per pulire queste superfici. In caso di carenza d’acqua data da periodi secchi e con scarsi livelli di umidità, il Robot-Wash è dotato di un dispostivo soffiante per l’eliminazione del particolato che contribuisce al mantenimento dell’efficienza dell’infrastruttura in attesa della giusta quantità d’acqua meteorica per un lavaggio più completo.

I due robot percorrono tramite binari e ruote motrici il bordo del ponte per tutta la lunghezza del viadotto di circa 1100 m, con regolarità e in funzione delle condizioni atmosferiche.

Il ruolo di IIT

Il progetto nasce da una proposta architettonica dello studio Renzo Piano Building Workshop che l’IIT nel 2018 ha recepito e ampliato, progettando un sistema robotico unico nel suo genere sviluppato successivamente a livello industriale da Camozzi. IIT ha donato il progetto alla Città di Genova e creato un team di aziende all’avanguardia per la sua realizzazione tra le quali il Gruppo Camozzi.

La collaborazione fra il Gruppo Camozzi e l’IIT

La collaborazione con l’IIT è nata a giugno 2017 con la costituzione di un Joint Lab inizialmente focalizzato su nuovi materiali e robotica avanzata. La collaborazione si è già estesa in più direzioni. La realizzazione dei robot è uno dei frutti dei progressi di questa collaborazione.