Smart Rainfall System, il sistema che intercetta la pioggia e ti avverte in tempo reale

I fenomeni meteorologici appaiono cambiati considerevolmente nel corso degli ultimi anni: soprattutto in autunno, sono più localizzati (nello spazio e nel tempo), più frequenti e più intensi. SRS è un nuovo sistema per il nowcasting che, per mezzo di sensori installati su normali antenne paraboliche, realizza con costi ridotti una rete capillare per l’analisi spazialmente dettagliata delle precipitazioni. Questi sensori analizzano in tempo reale il segnale dei satelliti televisivi e inviano, tramite internet o rete 3G, i dati raccolti a un server centrale, che fornisce tempestivamente mappe pluviometriche agli utenti.

Artys è una Start-up innovativa[1], Spin-off dell’Università di Genova, fondata nel 2014, con l’intento di offrire risposte innovative alle problematiche del monitoraggio ambientale. Nasce in seguito a una collaborazione avviata nel febbraio 2012 tra Darts Engineering (PMI di consulenza, progettazione e integrazione di sistemi in ambito ICT) e i dipartimenti DITEN[2] e DICCA[3] di UNIGE[4], per studiare un sistema innovativo di monitoraggio in tempo reale su intensità e localizzazione delle precipitazioni.

L’idea è maturata a seguito dell’esondazione del Rio Fereggiano[5], quando si è riproposta l’esigenza di realizzare un sistema di monitoraggio operante in tempo reale, diffuso in modo capillare sul territorio e con costi compatibili con i budget limitati delle Amministrazioni, per un supporto efficacie in situazioni di emergenza.

Gli ideatori del progetto sono partiti dall’osservazione che in caso di intensa pioggia il segnale della TV satellitare è degradato e la ricezione dei canali viene disturbata o interrotta del tutto. Il sistema analizza l’ampiezza del segnale ricevuto dall’antenna parabolica che si attenua in misura crescente con l’intensità della precipitazione, a causa dell’interazione tra il fascio a microonde trasmesso dal satellite e le gocce di pioggia. La relazione tra queste due grandezze è descritta da un modello matematico ben noto a chi si occupa di telecomunicazioni.

Ribaltando il punto di vista si è applicata quella relazione per convertire il dato di attenuazione del segnale in una stima dell’intensità di pioggia; tale informazione è quindi tradotta in mappe pluviometriche interattive, che possono essere utilizzate per vari scopi. In particolare, possono favorire chi opera sul territorio in situazioni di emergenza dovute alla pioggia nella formulazione di scelte corrette, efficaci e tempestive, basate su evidenze precise e in tempo reale.

Nel marzo 2012, gli ideatori hanno completato la realizzazione del primo prototipo e dato inizio alla sperimentazione di “Smart Rainfall System – SRS”. Il conforto dei risultati ottenuti ha condotto al deposito di un primo brevetto, nel luglio dello stesso anno. Nell’autunno è stata installata una stazione di misura (consistente in un’antenna parabolica satellitare collegata a un sensore) a Firenze, su richiesta della Protezione Civile provinciale, e avviata una collaborazione con il Comune di Genova.

Nel 2014, incoraggiati dai positivi risultati ottenuti, i promotori dell’iniziativa hanno costituito Artys, riconosciuta come spin-off dell’Università di Genova.

Due sono gli elementi principali di novità: innanzitutto il sistema proposto, rispetto al pluviometro o al radar meteorologico, riesce a fornire all’utente una mappa definita potenzialmente in modo molto dettagliato nelle zone di interesse. In secondo luogo i dati vengono trasmessi all’utente in tempo reale.

Ciò appare evidente confrontando le diverse tipologie di misura: infatti, mentre il pluviometro fornisce un dato puntuale, ovvero quanta pioggia è caduta in uno spazio molto circoscritto, il sistema SRS intercetta la pioggia che sta cadendo sulle aree monitorate e ne fornisce una stima attendibile in tempo reale (a intervalli, p.es., di un minuto). Inoltre, tanto maggiore è il numero di antenne comprese nella rete di rilevazione, tanto più fine è il dato sotto l’aspetto spaziale: in questo modo, si possono monitorare le zone più critiche con grande precisione. D’altro canto, il radar meteorologico, che pur fornisce un dato spaziale, è un sistema molto costoso, con una risoluzione dell’ordine del chilometro, non fornisce informazioni in tempo reale e presenta rilevanti vincoli di installazione.

Da questo confronto SRS esce vincitore sotto l’aspetto dell’output (mappe ad alta definizione e in tempo reale), della flessibilità (rete di rilevazione dati ampliabile quanto necessario e installabile direttamente nei bacini a rischio), della robustezza (l’eventuale malfunzionamento di qualche antenna non incide sul risultato complessivo) e, non ultimo, dei costi (perché è basato su componenti di mercato economiche e sull’impiego di infrastrutture di comunicazione preesistenti: la rete satellitare e le connessioni internet mobile e fissa).

SRS apre quindi la strada a nuove possibilità di impiego del dato pluviometrico, non più solo per confermare o per tarare i modelli del previsore, ma anche a supporto del “nowcasting”, nuova frontiera della meteorologia che formula previsioni del tempo a brevissima scadenza (entro poche ore) su un particolare territorio.

Gli obiettivi di Artys per i prossimi anni sono innanzi tutto estendere le sperimentazioni in corso (tra le quali una già avviata a Roma, in collaborazione con ENEA) e di stringere anche relazioni con la Francia.

Al di là della Pubblica Amministrazione, si stanno profilando altri possibili scenari applicativi. Per esempio nel settore dell’agroindustria, in quanto dalla quantità di precipitazioni (e quindi dalle conseguenti condizioni del terreno) dipendono tempi e modi nell’uso di fertilizzanti o pesticidi. SRS può essere anche di supporto nella gestione delle reti fognarie delle grandi città o nella decisione di adottare particolari misure di sicurezza in siti industriali, su strade e autostrade, negli aeroporti, nelle cave, nelle miniere o, ancora, nelle discariche.

* Prof. Daniele Caviglia, Co-fondatore e Presidente; Ing. Alessandro Delucchi, Co-fondatore e Amministratore Delegato; Ing. Andrea Caridi, Co-fondatore e Responsabile Marketing.