Dalla giornata FABRE sul Monitoraggio dei ponti alcune conferme per l’evento di Roma su ponti ed infrastrutture

Si è tenuta lo scorso 27 giugno una giornata di studio, a cura del Consorzio FABRE, dedicata al monitoraggio di ponti ed in genere di infrastrutture. Gli argomenti trattati sono stati molti, vorrei solo indicare alcuni che mi paiono di maggiore interesse perché portano a problemi aperti ed alle loro soluzioni.

Cercasi talenti

La corsa ad accaparrarsi ingegneri per l’enorme mole di verifiche, assesment, ispezioni, manutenzione del patrimonio infrastrutturale è stata segnalata dai Gestori.

Ma anche l’evento al nostro Forum Ingegneria 4.0 aveva sollevato il tema dello Human Factor: l’ingegneria non può permettersi di fare a meno degli ingegneri nemmeno se tenta di utilizzare la digitalizzazione e gli algoritmi per velocizzare le proprie attività. Vi sono Master per la Gestione dei Sistemi della Sicurezza, tema caro ad ANSFISA e ben implementato da Università di Genova assieme a Istituto Italiano della Saldatura, così come il Master ADMSI, citato dal Prof. Gentile organizzato da La Sapienza e diretto dal Prof. Paolone. Resta il fatto che l’esigenza è urgente.

Ne parleremo a Roma il 22 luglio con una iniziativa di Forum Ingegneria 4.0 per la formazione specifica di breve durata verticalizzata sulle tematiche dei ponti e viadotti.

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La programmazione dei lavori: da quali ponti iniziare?

Una domanda che alcuni gestori hanno sollevato nei confronti del Legislatore, dato che la mole di lavoro è immane e la stessa ANSFISA si aspetta, a ritmi realistici, di chiudere il quadro in circa 40 anni!

La rete ASPI ha circa 2000 ponti di luce oltre 10 metri, la rete ASTM ha in totale 2500 ponti e il Piano Nazionale Complementare al PNRR ha stanziato quasi mezzo miliardo per il monitoraggio di ben 12 mila ponti. Nel frattempo, procedono le ispezioni secondo le Linee Guida sui Ponti e la recente Circolare 2022 emessa da DG-ISA.

Sono necessari strumenti software che permettano una efficace raccolta dei dati (in primis le schede difettologiche) e la loro gestione per definire le CdA, nonché le evoluzioni in successive ispezioni.

Il software IIM appositamente realizzato e collaudato con molte procedure su ponti e viadotti verrà mostrato all’opera su una infrastruttura nell’evento di Roma del 22 luglio per comprendere come il cloud può ottimizzare il lavoro sinergico di squadre di verifica sincronicamente al lavoro sulla stessa opera e come la simulazione di variazioni di giudizio circa un fenomeno difettologico possano fare variare le CdA del ponte stesso.

Paiono lontani i tempi nei quali i grandi Enti, grazie alle capacità di ricerca scientifica, erano in grado di “fare scuola” con procedure e testi che noi studenti di ingegneria apprezzavamo. Siamo oggi a un punto di svolta dopo anni di privatizzazioni e di nazionalizzazioni: è il momento giusto per ripristinare questo sapere che in passato ha sempre fatto da corollario alla formazione accademica.

Potremo associare il monitoraggio a degli “alert”?

Il monitoraggio è stato illustrato ad Ancona in una sessione breve ma esaustiva dal Prof. Carmelo Gentile che ha avuto il pregio di definire i concetti vista la confusione e le aspettative circa questa metodologia che è solo in apparenza innovativa.

Il monitoraggio, se applicato in modalità continua, comporta la generazione di big data e quindi la richiesta di modelli interpretativi “data based” che si confrontano coi modelli interpretativi “physics based”, i ben noti modelli FEM. Mentre i primi necessitano di nuove competenze di data analysis (ne fanno parte gli algoritmi di intelligenza artificiale), i secondi sono solidamente basati sulle Leggi della meccanica che partono da Eulero, Hooke, De Saint Venan, testate da secoli di applicazioni.

Per noi di CSPFea è necessario lavorare sulle skill per gli analisti FEM, per arrivare a modellare adeguatamente i fenomeni alla base del degrado dei materiali e della sicurezza delle opere. I software MIDAS sono utilizzati in modo avanzato e proficuo da oltre 30 Dipartimenti italiani di ingegneria civile, ma servono dei “Master tattici” molto verticali, sufficientemente rapidi, basati su affiancamenti a progetti reali, per abilitare gli ingegneri degli uffici tecnici specie se appena assunti. È anche questo il Progetto che presenteremo nell’evento di Roma.

L’interazione tra i dati di monitoraggio post-processati, ripuliti dai “rumori” ambientali (temperatura e umidità, ma anche transiti di carichi eccezionali, come ha ben spiegato il Prof. Gentile) possono oggi interagire con il modello per una calibrazione ed una interpretazione delle eventuali anomalie grazie alle API che collegano i server dati ed i software MIDAS Civil (per il modello FEM) e MIDAS CIM (per il modello BIM). 

Vale sempre la pena di ricordare la memorabile ultima lezione del Prof. Pozzati nel 1992 nella quale profetizzava a ragione che “Tra le varie conseguenze del «tecnicismo» una delle più temibili è l'attenuazione del senso di responsabilità, mentre questa costituisce uno dei diritti fondamentali dell'uomo, violando il quale la vita si appiattisce, e si rafforza, attraverso il costituirsi di una società iperorganizzata, il sistema tecnocratico in grado di diventare, come dice Konrad Lorenz, "il tiranno della società umana", anche perché la tecnocrazia si giova di un patrimonio di informazioni scientifiche che il singolo non può conoscere se non in minima parte”. 

L’intelligenza artificiale (IA) necessita di Linee Guida applicative all’ingegneria civile

Avendo a mente il Prof. Pozzati, l’evento FABRE di Ancona ha toccato più volte il tema dell’Intelligenza Artificiale (IA). Nell’intervento di Movyon, antenna tecnologica di ASPI, è stato ben evidenziato, tra i molti punti critici, quello dell’utilizzo di algoritmi (statistici e di IA).

Il mercato chiede un lavoro di linee guida e, a mio parere, un lavoro di condivisione trasparente di dati ed algoritmi, reso difficile dalla natura fortemente business delle attività di development. Condividere i database di immagini per le attività di image recognition, i flussi dati dei monitoraggi, per creare database adeguati a tutte le casistiche è necessario poiché, a differenza dei modelli physics based models (un fondamentale documento, ASME INCOSE V&V, li definisce “internal explanatory”), i data driven model (il documento ASME li definisce “black box”) fortemente dipendenti sia dai dati di training che dagli algoritmi. L’evento EUROSTRUCT 2021 a Padova aveva lanciato anche modelli misti (baiesiani, ma con una base di meccanica strutturale) molto promettenti circa la robustezza dei risultati (si vedano i lavori di probabilistic mechanics del Prof. Paolo Gardoni).

È arrivato il momento (ne ho parlato alle Giornate Nazionali della Saldatura, a Genova, a dicembre 2021) di lanciare una chiamata generale per la elaborazione di linee guida di validazione, etica ed affidabilità di algoritmi di IA nell’ingegneria civile. Ne parleremo il 22 luglio a Roma.

Tutti alla ricerca della Piattaforma software perfetta

Interoperabilità tra i “silos” di informazioni è stato il mantra espresso dai Gestori all’evento FABRE di Ancona. Al quale si aggiunge una interoperabilità scalabile tra Gestori ed Enti di Controllo (ANSFISA, MIMS, AINOP, per citarne alcuni). Alcuni gestori hanno inteso sviluppare la propria piattaforma, completamente ex novo, è il caso di ASPI e Movyon, mentre altri estendono il proprio Bridge Management System (un “content manager” che è più database e spesso mancante della parte CAD e BIM), infine altri si orientano a ricercare la migliore soluzione relativamente ai vari aspetti (il GIS, il Calcolo strutturale, il data driven model, il CAD e il BIM).

Ne parlo da tempo, avendo trattato l’argomento sia ad EUROSTRUCT 2021 che alle GNS11 di dicembre scorso con due speech.

È su questi aspetti che nel nostro evento di Roma inviteremo dei Talkers che ci illustreranno, con ponti e viadotti reali, come stanno risolvendo i problemi di digitalizzazione ed interoperabilità tra le piattaforme, a partire dal calcolo strutturale, fino ad arrivare alla modellazione 3D basata su droni con riconoscimento dei difetti dalle immagini raccolte.

Fenomeni idraulici e geotecnici, monitorare l’interazione con le strutture

Gli studi idraulici e quelli geologici sono oggetto di monitoraggio, in passato monitoraggio periodico limitato, ora monitoraggio continuo. Ho apprezzato la presentazione del Prof Simonini che ha catalogato i problemi e le soluzioni tecnologiche in maniera chiara, contribuendo a chiudere, un poco, il gap di “knowledge interoperability” tra geologi e strutturisti.

Anche in questo caso il re-skill e l’up-skill delle risorse umane dell’Ufficio di Ingegneria è indispensabile e anche su questo aspetto, il 22 luglio a Roma proporremo dei Master tattici verticali sulla materia, grazie alla pluriennale partecipazione di CSPFea in EG4Risk, spin off prestigioso con la Facoltà di Geologia dell’Università di Milano Bicocca, fornendo formazione specifica affiancata ai progetti che l’Engineering deve affrontare.

Ponti e infrastrutture: progetti reali e digitalizzazione

Tutti questi temi verranno trattati nell’evento di approfondimento tecnico correlato a Forum Ingegneria 4.0., durante una giornata di incontro e confronto con i Talkers, ingegneri di consolidata esperienza, che ci illustreranno casi concreti di modellazione e digitalizzazione di ponti e infrastrutture, grazie a progetti reali di opere esistenti presenti sul territorio italiano. 

L’approfondimento tecnico si terrà a Roma venerdì 22 luglio in presenza ed è un evento gratuito fino ad esaurimento posti.

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CSPFea 

CSPFea si occupa di commercializzare software di calcolo strutturale per il settore AEC. La mission aziendale è quella di assistere società di ingegneria, professionisti ed aziende impegnate nel vasto settore dell’ingegneria civile, dell’architettura e delle costruzioni (AEC), aiutandoli a migliorare processi e metodi, capacità di analisi e di progettazione mediante la simulazione: CSPFea è il partner per incrementare le vostre prestazioni, migliorare il processo di design e l’affidabilità dei vostri servizi.