SAFE QUARRY, tecnologie di monitoraggio innovative a supporto del distretto del marmo

L’ente
Il Centro “Enrico Piaggio” dell’Università di Pisa è un centro di ricerca multidisciplinare e di trasferimento tecnologico, che opera nel campo della robotica e della bioingegneria. Lavorano per il Centro circa 100 ricercatori dell'Università di Pisa. Il Centro collabora con aziende pubbliche e private, con università e centri di ricerca italiani e internazionali. Ha promosso progetti spin-off con la collaborazione dell'Università di Pisa, ha aperto laboratori e attivato convenzioni con poli industriali e tecnologici in Toscana, come quelli di Piombino, Cecina e Navacchio.
Già dagli anni ’80 era Centro Interdipartimentale dell’Università di Pisa, e affiliava i Dipartimenti di Ingegneria (aerospaziale, sistemi elettrici e automazione, informatica, meccanica, chimica, nucleare, gestionale) , di Scienze (matematica e chimica), e gli istituti del CNR di Fisiologia Clinica di Pisa e per le Applicazioni del Calcolo “Mario Picone” di Roma. Dal 2012 il Centro "Enrico Piaggio" è Centro di Ricerca di Ateneo.

L’esigenza

Nel corso dell’attività estrattiva di materiali lapidei è emersa l’esigenza di strumenti di monitoraggio e analisi dati, che consentissero, direttamente in cava, di programmare l’attività in modo più efficiente, seguendo le vene del marmo, per evitare sprechi, estrarre un materiale privo di fratturazioni e quindi qualitativamente migliore, garantendo la sicurezza degli operatori.  

La risposta

Si è costituita una partnership tra enti provenienti dal mondo industriale e accademico toscano, con competenze di alto livello: G.M.C. Spa (Graniti Marmi Colorati – Estrazione e trasformazione marmi e graniti), Dazzini Macchine Srl, (Costruzioni meccaniche per il settore escavazioni), Sintecnica Srl (Ingegneria civile, strutturale, geotecnica e ambientale), Adatec Sensing & Automation Srl, (Progettazione elettronica di sensoristica avanzata), e Centro di Ricerca “E.Piaggio”.

Con finanziamenti della Regione Toscana è stato sviluppato SAFE QUARRY: la tecnologia di monitoraggio messa a punto nel corso del progetto è orientata ad automatizzare e aumentare le operazioni di controllo del sottosuolo, e le relative attività di analisi ed interpretazione dei dati, aprendo anche spazi di formazione e impiego per personale altamente qualificato.

Nell’ambito di SAFE QUARRY è stato infatti sviluppato un sistema componibile e trasportabile per la movimentazione di un insieme di sensori georadar, utili all’identificazione e valutazione on site delle eventuali fratture dell’ammasso lapideo in procinto di essere cavato.

Il sistema consente una più efficiente valutazione della fratturazione, sul posto: tramite emissione radar (dell’ordine del GHz), si ottiene un riscontro oggettivo ed in tempo reale che possa indirizzare le attività di cava, ottimizzandone lo sfruttamento.

Il sistema è in grado di valutare fratture di dimensioni inferiori al mm, direttamente sull’ammasso, e non come accadeva prima solo su blocchi già cavati, generando un beneficio sia economico che ambientale.

 La sfida era anche l’utilizzo di tecnologie molto sensibili in un ambiente industriale complesso come quello di una cava: il progetto ha messo a punto una struttura meccanica capace di movimentare il sistema costituito da sensori radar e sensori per il posizionamento che, sfruttando le strutture di movimentazione dei macchinari di cava, può ricoprire con facilità e in tempi ristretti tutta la superficie della cava stessa, evitando così che gli operatori si muovano sulle pareti e mettano a rischio la loro sicurezza.

Benefici

Il sistema componibile e trasportabile messo a punto attraverso SAFE QUARRY consente da un lato di avere una maggiore quantità di prodotto e con caratteristiche migliori, dall’altro di ridurre in modo considerevole le risorse energetiche e le materie prime utilizzate durante il processo di estrazione, con una sostanziale riduzione delle risorse utilizzate.

La soluzione individuata, insieme alle competenze tecniche delle aziende e centri di ricerca coinvolti nel progetto, ha fornito dunque ai partecipanti un notevole vantaggio competitivo, che può essere sfruttato a livello mondiale per una migliore coltivazione delle cave, generando al contempo un indubbio ritorno in termini di innovazione tecnologica e sviluppo economico alla Regione Toscana.

Il sistema componibile e trasportabile messo a punto attraverso SAFE QUARRY può essere inoltre utilizzato, sempre nel settore del marmo, per certificare la mancanza di fratture all’interno dei blocchi più grossi già estratti, con una ovvia ricaduta sul prezzo finale di vendita.

Inoltre può essere utilizzato a seguito di eventi, come scosse di terremoto, per valutare l’effettivo danneggiamento di edifici storici e di beni culturali, orientando le attività di messa in sicurezza e di restauro.