I "guardiani volanti" dell'alta tensione, in elicottero per monitorare la rete elettrica

Ispezionare, monitorare e proteggere gli oltre 70mila chilometri della rete di trasmissione nazionale è la mission che Terna compie quotidianamente per garantire la continuità e l’efficienza del servizio e la massima affidabilità dell’infrastruttura di trasporto elettrico ad alta tensione sul territorio italiano. Un’attività fondamentale, nella quale la società che gestisce la rete di trasmissione elettrica nazionale investe complessivamente ogni anno circa 50 milioni di euro e che consente di individuare e localizzare eventuali anomalie, intervenendo in maniera tempestiva per prevenire possibili guasti o disservizi.

Una delle principali attività di monitoraggio della rete è rappresentata dalle ispezioni eseguite con la flotta di elicotteri e riveste un’importanza prioritaria per la manutenzione degli asset.

Le ispezioni eliportate sono dei controlli che i professionisti di Terna effettuano attraverso elicotteri dotati di strumentazione tecnologica all’avanguardia e che consentono di rilevare anomalie sulle linee elettriche coprendo grandi distanze. L’attuale flotta di Terna, inaugurata proprio nelle scorse settimane, è composta da 7 elicotteri interamente di proprietà, 4 dei quali sono stati acquistati nell’ultimo anno.

Gheppio, Assiolo, Cuculo, Ghiandaia, Cicogna, Nibbio e Falco sono i nomi dei velivoli a rappresentare altrettanti esemplari dell’avifauna italiana che nidificano anche sui sostegni dell'alta tensione di proprietà dell'azienda: sei sono monoturbina del costruttore Airbus Helicopters, uno è un biturbina di Leonardo Helicopters.

«Abbiamo aumentato la consistenza della nostra flotta di elicotteri per migliorare sempre più l’efficacia del monitoraggio», racconta l’ingegnere Antonio Piccolo, responsabile Sviluppo e Presidio Metodi di Terna. Tutti i velivoli sono dotati di tecnologia avanzata – compresi quattro nuovi sistemi gimbal girostabilizzati con telecamere ad altissima risoluzione – per la visualizzazione in tempo reale dei dati attraverso la scansione delle linee elettriche.

Con l’innovazione tecnologica, le competenze acquisite e la nuova flotta ampliata, Terna riesce oggi a monitorare circa 175.000 km di linee elettriche all’anno. Ovvero, due volte e mezzo la consistenza della rete italiana che gestisce.

«Grazie all’utilizzo degli elicotteri riusciamo a effettuare tre diverse tipologie di ispezioni delle linee aeree» spiega Antonio Piccolo. «Attualmente, ogni elicottero è in grado di monitorare 240 km di asset al giorno, rispetto ai circa 15 km mediamente coperti dai percorsi a piedi». E questo comporta una notevole efficienza, con risparmio di costi e di tempo. Le ispezioni di terra restano, però, uno strumento fondamentale e complementare per l’individuazione di eventuali anomalie non riscontrabili dall’alto.

Obiettivo 2024: raddoppiare la squadra degli specialisti operativi. «Quella con gli elicotteri è un'attività iniziata in maniera sperimentale nel 2014, poi nel 2015 abbiamo acquisito i primi 3 elicotteri ed eseguito un monitoraggio su 35.000 km di linee elettriche aeree. Ogni anno abbiamo gradualmente aumentato le attività di controllo della rete, arrivando a circa 149.000 km monitorati nel 2022. È un processo che nel tempo è diventato completamente insourcing», continua Piccolo.

La squadra di professionisti è attualmente composta da 37 specialisti, con un’età media di 38 anni: uno per ciascuna Unità Impianti di Terna, per un totale di 33, e altri 4 di Asset Management dedicati ai rilievi LIDAR (Laser Imaging Detection and Ranging). L’obiettivo dell’azienda per il 2024 è raddoppiare il numero di specialisti passando da uno a due per ogni Unità Impianti, portando così il totale a 66 oltre i colleghi di Asset Management.

Tutte le tipologie di monitoraggio. Le ispezioni eliportate si suddividono in tre tipologie di monitoraggio: quelle a infrarosso per il rilevamento di punti caldi, quelle con tecnologia LIDAR per le interferenze arboree e infine le ispezioni visivo-strumentali.

Nello specifico, l’individuazione dei punti caldi è particolarmente significativo poiché indica surriscaldamenti localizzati che rappresentano un aspetto rilevante e potenzialmente pericoloso, poiché i punti caldi possono rappresentare una criticità per l’integrità dei nostri asset.

Le ispezioni a infrarosso sono mirate a rilevare surriscaldamenti localizzati su giunti e morsetteria di connessione. Queste ispezioni coprono il 100% delle linee elettriche aeree: utilizzano un sensore termografico ad alta sensibilità che evidenzia anche le più piccole variazioni di temperatura anomale. Sono effettuate tramite elicottero, con un profilo di volo laterale alla linea a una quota vicina all’altezza dell’elettrodotto – mediamente intorno ai 30-40 metri – con una velocità di circa 60 km/h e un’inclinazione di 30 gradi rispetto alla perpendicolare tra elicottero e asset.

Le ispezioni visive vengono effettuate ogni anno sul 50% delle linee elettriche (pari a circa 35.000 km) e hanno l’obiettivo di individuare anomalie come rotture, degrado dei componenti, arrugginimenti su conduttori e isolatori, presenza di eventuali corpi estranei. La rimanente metà del monitoraggio avviene poi attraverso l’ispezione a vista da terra. Con una rotazione annuale dei lotti di monitoraggio, Terna alterna l’uso di elicotteri alle ispezioni a piedi. In questo modo, nell’arco di due anni viene eseguito un ciclo di monitoraggio completo sull’intera consistenza sia a piedi che con elicottero. Per le ispezioni visive sono utilizzate immagini e video ad alta risoluzione catturati da fotocamere da 64 Mpx, per un’analisi più accurata dei più piccoli dettagli dall’alto.

Le ispezioni LIDAR, invece, vengono svolte ogni anno sul 100% delle linee elettriche aeree. In questo caso l’obiettivo è individuare potenziali interferenze arboree, come piante che potrebbero avvicinarsi pericolosamente ai conduttori in tensione.

«Posizionato a 120 metri dal suolo sopra i conduttori» spiega l’ingegnere Guido Spadini, responsabile Presidio Volo di Terna «l’elicottero si sposta a una velocità tra gli 80 e i 90 km/h per ricostruire lo stato della vegetazione circostante all’elettrodotto». Queste ispezioni consentono di «valutare le criticità legate alla crescita della vegetazione circostante e intervenire prontamente per la manutenzione», sottolinea Guido Spadini. La caratterizzazione dei dati laser e la sovrapposizione georeferenziata degli asset determinano le possibili interferenze, fornendo alle strutture operative delle Unità Impianti le precise distanze tra la vegetazione e i conduttori, grazie alla gestione delle informazioni raccolte durante queste ispezioni.

Il LIDAR, in particolare, fornisce dati oggettivi sulle distanze tra conduttori e vegetazione, evitando l’approccio visivo. Ciò si traduce in un aumento dell’efficienza e dell’efficacia nelle rilevazioni, contribuendo a individuare e risolvere anomalie in modo preventivo, prima che possano compromettere la continuità del servizio.

Il sistema di supporto alle decisioni. Al termine delle attività di monitoraggio in volo, i dati e le informazioni raccolte vengono integrati in un sistema di supporto alle decisioni, il Decision Support System (DSS). Questo sistema indica il tempo necessario per risolvere ciascuna anomalia in conformità alle policy stabilite. Il DSS assume un ruolo cruciale per interagire con gli algoritmi avanzati di intelligenza artificiale che guidano le analisi e suggeriscono i relativi provvedimenti. È il deposito centrale di tutte le anomalie e i guasti registrati fino a questo momento, insieme ai modelli di rischio.

La formazione dei professionisti. Per gestire tutte queste strumentazioni tecnologiche, decine di professionisti provenienti dalle Unità Impianti di Terna dislocate sul territorio nazionale seguono un periodo di addestramento nel polo formativo aziendale situato presso la sede romana della Marcigliana. Terna, infatti, ha una Academy interna per la formazione. I 33 specialisti hanno seguito un programma dedicato e specifico per acquisire tutte le competenze necessarie per l’utilizzo della strumentazione. La formazione include sia contenuti teorici in aula sia un periodo di affiancamento pratico, durante il quale i nuovi specialisti vengono supportati da colleghi di asset management o altri esperti.

Droni e intelligenza artificiale. I droni, invece, potranno sostituire le attività svolte dagli elicotteri? «Questo al momento non è facilmente attuabile dovendo effettuare un monitoraggio in larga scala su tutto il territorio nazionale» afferma Antonio Piccolo «poiché la normativa attuale rende complessa la gestione in larga scala. I droni devono essere pilotati a vista (guida VLOS Visual Line of Sight, ndr) e occorre, quindi, un operatore a terra che deve muoversi con lui. Non è perciò una soluzione, oggi, praticabile per coprire l’intera rete elettrica più volte l’anno».

A partire dal 2024 Terna disporrà di una flotta di 34 droni, uno per ciascuna Unità Impianti e uno per l’Asset Management, per integrare le attività di monitoraggio della rete elettrica. Infatti, l’obiettivo è quello di utilizzarli per ispezionare verticalmente i sostegni. Il target è quello di coprire un campione di oltre 4.000 sostegni all’anno sul territorio nazionale. L’approccio è considerato integrativo e rappresenta una nuova fase nel processo di monitoraggio degli asset.

L’innovazione, però, non si ferma qui e per il futuro Terna, in supporto alle attività di monitoraggio tradizionali, sta pensando anche all’integrazione dell’intelligenza artificiale. «Attualmente – conclude Antonio Piccolo – in sinergia con i colleghi delle altre realtà aziendali è in fase di sviluppo il progetto di Automatic Failure Detection per il monitoraggio delle linee elettriche aeree tramite elicottero. Questo sistema comprende un pod aeronautico con un laser LIDAR e tre fotocamere ad alta risoluzione da 150 megapixel posizionate con diversi orientamenti. La strumentazione raccoglie dati ad alta qualità, durante il sorvolo delle linee e una scansione LIDAR. L’obiettivo è utilizzare questi dati per addestrare un algoritmo di intelligenza artificiale in grado di rilevare automaticamente o assistere gli specialisti nell’individuazione di anomalie. Il pod LIDAR che incorpora le 3 fotocamere è un dispositivo unico a livello europeo e forse mondiale, realizzato su misura per le nostre esigenze specifiche».