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Distributed Acoustic Sensing

Il Distributed Acoustic Sensing (DAS) in aiuto alle città Smart

Un’innovativa tecnologia per il rilevamento acustico, il DAS, rivoluzionerà il monitoraggio 24/7 delle tecnologie complesse, rendendo le città più smart e il mondo più green.

La smartness, l’intelligenza di tecnologie, edifici e persino città, deriva in gran parte dalla possibilità di monitorare con precisione parametri e performance. Non solo, anche di trasmettere in tempo reale questi valori, perché si inneschino automatismi in risposta o per permettere di intervenire in tempo reale in caso di emergenze. Ecco perché il Distributed Acoustic Sensing (DAS) si presenta come un sistema dirompente nel mondo delle smart city e non solo.

Entro il 2025 l’80% della popolazione vivrà in città, i centri urbani saranno circa 600 e il numero delle megalopoli, città con più di 10 milioni di abitanti, salirà a 29. Tra le sfide da affrontare per rendere sostenibile l’urbanizzazione c’è la necessità di raccogliere e analizzare più informazioni real-time possibili su ciò che accade, tra parametri ambientali, sicurezza delle infrastrutture, traffico e utenze. Il DAS contribuisce a farlo.

Cos’è il Distributed Acoustic Sensing

Il rilevamento acustico distribuito (Distributed Acoustic Sensing) consente, infatti, di rilevare segnali di deformazione della frequenza acustica che corrispondono a determinate informazioni, anche in ambienti ostili e su grandi distanze. È quest’ultima caratteristica che lo rende una tecnologia dirompente, in grado di potenziare l’intelligenza di intere città o sistemi collocati in aree difficili da raggiungere.

Ma come opera esattamente? Il DAS è una tecnologia fotonica che sfrutta una rete di cavi in fibra ottica convertendola in una serie di sensori sensibili alle vibrazioni. Lungo tali cavi, il sistema invia continui impulsi luminosi, che, in caso di contatto con energia acustica o vibrazionale, restituiscono determinati pattern di luce riflessa. I pattern vengono analizzati e classificati da un dispositivo optoelettronico tramite algoritmi, che li associano a determinate anomalie.

Il DAS può quindi sfruttare un’infrastruttura già presente e non richiede ulteriori lavori di edilizia per essere integrato. Ma come può tornare utile concretamente una tecnologia del genere?

A cosa serve il DAS

Le smart cities sono il teatro ideale per il rilevamento acustico distribuito e viceversa il Distributed Acoustic Sensing può renderle ancora più smart. Tra le sue applicazioni cittadine più promettenti c’è il monitoraggio delle tubazioni, per rilevare perdite o irregolarità del flusso, e quello delle strade, per evitare traffico e incidenti.

Ma, come si è detto, grazie alla fibra ottica il DAS consente di operare anche in circostanze e contesti difficili, in cui i tipici sistemi di rilevamento sono inutilizzabili o poco pratici a causa delle condizioni ambientali. Per esempio si può utilizzare nel monitoraggio dei pozzi petroliferi, per determinarne lo stato di salute in tutta la lunghezza. Oppure nel rilevamento sismico, grazie al lungo raggio della tecnologia, che permette di captare anche terremoti nati a migliaia di chilometri di distanza. O ancora per controllare da remoto i cavi sottomarini che connettono i parchi eolici alla costa.

La riduzione del traffico

Nel caso del traffico cittadino, il sistema di rilevazione può identificare qualunque anomalia, dato che ogni evento ha una sua impronta vibrazionale. Grazie al Distributed Acoustic Sensing si potrà sapere in tempo reale che è avvenuto un incidente e dove è avvenuto. Si potrà venire a conoscenza di ingorghi e code e, con i dati a disposizione, segnalare le zone più a rischio inquinamento. Ma si potrà anche sapere che tipologie di veicoli sono coinvolte, senza naturalmente essere in grado di determinarne identità e proprietà: il compromesso migliore tra precisione nelle rilevazioni e tutela della privacy.

In tal modo sarà possibile gestire i flussi di traffico, intervenendo tempestivamente o in modo preventivo da remoto. Per esempio, modificando la sequenza dei semafori si potranno evitare ingorghi, grazie al monitoraggio degli avvicinamenti agli incroci e alla rilevazione della lunghezza delle code. E la riduzione del traffico significa anche la riduzione dell’uso di carburante e dunque di emissioni nocive, con un netto miglioramento della qualità dell’aria cittadina.

Il Distributed Acoustic Sensing e i parchi eolici

I parchi eolici offshore, costituiti da turbine galleggianti site al largo delle coste, costituiscono una delle tecnologie più promettenti nel capo dell’eolico. Un settore che è tuttavia ancora molto lontano dal soddisfare il suo enorme potenziale, ovvero di generare 420.000 TWh all’anno a livello mondiale. Concentrandoci sull’Italia, gli obiettivi in materia sono contenuti nel PNIEC 2030 (Piano Nazionale Integrato per l’Energia e il Clima), che prevede la realizzazione, nel prossimo decennio, di almeno 900 MW eolici nel Mediterraneo.

Ma l’elettricità generata a partire dalle turbine deve poter arrivare senza ostacoli sulla costa, attraversando cavi sottomarini siti in un ambiente pericoloso e dunque difficile da monitorare 24/7 con sistemi tradizionali. Come prevenire i guasti che ogni anno tormentano i cavi e diminuire il loro impatto economico sul settore? Con il rilevamento acustico distribuito. In particolare, integrando i cavi in fibra ottica nei cavi di alimentazione, per monitorare la loro situazione 24/7 da remoto e segnalare criticità con una precisione fino a 10 m. Non resta che rafforzare i megadati, per rendere più precise le analisi delle informazioni e ridurre tempi di inattività e costi di riparazione e manutenzione.

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