La «città intelligente» sfrutta i suoi lampioni

A prima vista sembrano oggetti stupidi. Utili solo perché illuminano le nostre notti, ma incapaci di far qualcosa di diverso. Costellano le strade, soprattutto quelle urbane. Evocano situazioni ambigue e signorine discinte. Eppure la città del futuro potrebbe partire da loro: dai lampioni. Ne è convinta un’azienda italiana, l’Umpi, fondata nel 1982, a Cattolica (RN) e specializzata nella realizzazione di sistemi intelligenti per la telegestione dell’illuminazione pubblica e degli «smart grid» (cioè le reti di informazione). Nel mondo ha già reso «intelligenti» 500 mila lampioni, di cui 300 mila in Italia. Anche in Toscana ha piazzato qualche migliaio di pali intelligenti in provincia di Livorno, Firenze, Prato, Arezzo, Siena, Pisa e Lucca. Con un fatturato in crescita (nel 2011 è stato di 8,9 milioni di euro), è un’azienda leader nella green economy e occupa una settantina di persone di cui una ventina di ingegneri. Il nostro obiettivo, ci spiega l’ingegner Marco Ghetti, responsabile del laboratorio di ricerca è «la città intelligente, la città digitale: nell’ottica della gestione della città in maniera sostenibile, pulita e digitale».

Il punto di partenza è stato il miglioramento dell’efficienza degli impianti, per il risparmio energetico e la riduzione dell’inquinamento urbano. Pensiamo a come viene gestita normalmente l’illuminazione pubblica. Solitamente si mette un sensore che quando rileva un cambiamento di luce – all’alba o al tramonto – spegne o accende l’impianto. Il sensore si accorge dell’oscurità per il tramonto e accende un interruttore generale che dà corrente a tutti i lampioni. All’alba questo interruttore generale viene comandato di nuovo e li spenge tutti. «Questo sensore di luminosità ha un piccolo difetto – osserva l’ingegner Ghetti –. Come tutti i sensori, può sporcarsi, è soggetto ad una taratura umana e può perdere la taratura, per cui affidarsi solamente ad un sensore può portare ad una serie di sprechi. Capita di vedere alle 4 del pomeriggio che per un nuvolone nero si accendono inutilmente i lampioni. Ci sono sistemi un po’ più intelligenti che permettono di comandare l’illuminazione anche grazie ad un calendario astronomico, legato alle coordinate di latitudine e longitudine. A partire dagli orari esatti di alba e tramonto, che variano di giorno in giorno, si possono poi creare dei profili legati anche ad altre situazioni. Ad esempio, se la località fosse una cittadina costiera potremmo sfruttare l’effetto della rifrazione del mare all’alba o al tramonto a seconda di come è posizionata e quindi andare ad accendere un po’ dopo o a spengere un po’ prima. Questo è un esempio molto banale. Uno slogan che abbiamo creato è: “illuminare quando serve, quanto serve e dove serve”».

Ma questo è solo una piccola parte del sistema «Minos», brevettato dalla Umpi. Dietro c’è ben altro. «Ci siamo resi conto con l’esperienza che la rete di illuminazione pubblica è una delle più pervasive nel territorio urbano, perché ogni strada ha i suoi lampioni, ogni 20-25 metri e ci sono cavi sotto i marciapiedi che portano energia». Allora, prosegue l’ingegnere, «ci siamo chiesti: “Perché non possiamo scambiare con questa rete anche altri dati, più importanti, come i flussi video delle telecamere, la comunicazione degli access point wi-fi, e altri dati presi da sensori e servizi, come i pannelli a messaggi variabile?”». Così sfruttando la rete di illuminazione pubblica si possono allestire una serie di servizi legati alla sicurezza, alla infomobilità, alla comunicazione, al monitoraggio del territorio urbano. Il tutto gestito dalla tecnologia «ad onde convogliate» che è quella che permette di utilizzare il cavo elettrico per dialogare flussi di dati sull’impianto di illuminazione pubblica. Un concetto simile a quello dell’Adsl: «Come l’Adsl fa passare nello stesso cavo i dati di internet e la voce e poi abbiamo un filtro che li separa, allo stesso modo facciamo noi con la rete di illuminazione pubblica».

È importante sottolineare che il sistema «Minos» può essere tranquillamente implementato su reti già esistenti: «Noi andiamo ad aggiungere un apparecchio di controllo – ci spiega Ghetti –. Una delle caratteristiche del nostro progetto è quella di non obbligare a installare un determinato tipo di lampione, quindi anche l’impatto economico è basso. Sul nuovo son capaci tutti sull’esistente noi siamo la soluzione».

Tra le funzionalità più interessanti c’è il monitoraggio di strade fino a quattro corsie per senso di marcia, con conteggio dei veicoli e classificazione del tipo (motociclette, auto o camion..), attraverso un sensore che si chiama «Wise traffic controller». «In questo modo posso sapere se una strada è molto trafficata, in quali ore del giorno, per poter regolare poi i servizi in generale, a partire dall’illuminazione, alla sicurezza, fino al monitoraggio delle forze dell’ordine». Ma la rete dei lampioni può essere utile anche per il controllo ambientale (individuando chi abbandona rifiuti) o per la lettura dei contatori delle utenze domestiche. E l’utilizzo del principio delle «onde convogliate» permette poi applicazioni di videosorveglianza in strutture antiche o di pregio artistico, senza la necessità di cablaggi aggiuntivi al già esistente impianto elettrico.

Altro settore di applicazione è quello delle reti idriche: «una serie di sensori permettono di rilevare le perdite dell’acqua e riescono a rilevare una perdita dando una indicazione geografica di circa 15 metri. Per il gestore sarebbe un grande aiuto. Anche perché una perdita occulta trascurata nel tempo fa sì che l’acqua possa andare a minare la struttura, creando quelle voragini che ogni tanto si vedono». In questo caso vanno installati questi sensori nella rete idrica, che poi dialogano via radio con i lampioni e il lampione veicola il dato fino al sistema centrale di gestione».

Prato, la rete di Pubblica Illuminazione diventa intelligente

Proprio in questi giorni, UMPI Elettronica in collaborazione con il Comune di Prato ha realizzato un impianto di gestione e telecontrollo degli impianti di illuminazione pubblica, che grazie alla tecnologia di comunicazione ad onde convogliate, trasforma l’impianto in un vero e proprio incubatore di servizi tecnologici ad alto valore aggiunto. Il sistema è stato realizzato in via Vannetti Donnini, implementando un impianto di illuminazione esistente con 60 punti luce ed un quadro elettrico di comando.

Il sistema gestisce anche l’accensione e lo spengimento dei punti luce, con la possibilità di regolare l’intensità luminosa in base a programmazioni personalizzabili dall’Amministrazione, riducendo i consumi in orari di minore traffico e gestendo gli orari di funzionamento, ottenendo significativi risparmi in termini energetici e conseguentemente economici con ricadute dirette sulla cittadinanza. per far questo sono stati installati 32 dispositivi di controllo comando lampada che  governano e regolano puntualmente altrettanti punti luce da 150W al sodio alta pressione e ioduri metallici, più n. 28 dispositivi di controllo e comando luce con sistema di gestione di accensione/spengimento puntuale. É stato, anche trasformato completamente il quadro elettrico di zona, sempre dislocato in via Donnini, con l’inserimento di una centrale di controllo in grado di poter gestire tutto l’impianto e in grado di collegarsi ad un server remoto di gestione attraverso una connessione GPRS o LAN.

Ogni anomalia viene inoltrata in tempo reale dalla centrale di controllo degli impianti alla cabina di regia con possibilità di inviare sms, email e chiamate di allarme in modo automatico e totalmente personalizzabile. Ma il vero punto di forza dell’impianto realizzato nel Comune di Prato è la trasformazione della rete di pubblica illuminazione in un vera e propria rete LAN estesa, in grado di offrire alla comunità una serie interminabile di servizi a valore aggiunto fruibili direttamente dal lampione stradale.