Gli APR (Aeromobili a Pilotaggio Remoto), comunemente conosciuti come droni o con acronimi quali UAV (Unmanned Aerial Vehicle) o RPV (Remote Piloted Vehicle), sono aeromobili talvolta molto differenti tra loro per dimensioni, peso, caratteristiche tecnologiche e funzionali, che hanno in comune il fatto di non avere un pilota a bordo. Sono dispositivi controllabili da remoto ed in grado di eseguire, durante il volo, una serie di task in maniera semi-autonoma.

Nati per scopi prevalentemente militari, originariamente simili per dimensioni a dei veri e propri aerei radiocomandati e privi di pilota, i primi modelli sono stati utilizzati sin dall’inizio del secolo scorso ed in particolare durante la prima e la seconda guerra mondiale. L’uso degli UAV a scopi militari e di spionaggio è proseguito naturalmente fino ai giorni nostri, scatenando una serie di controversie su tematiche di tipo etico ed umanitario a seguito di alcuni episodi verificatosi durante recenti operazioni di lotta al terrorismo. Tali controversie hanno portato il Parlamento Europeo ad emettere una risoluzione sulla necessità di prendere una posizione, a livello europeo, sui rischi e le implicazioni etiche ed umanitarie derivanti dall’uso di sistemi d’arma autonomi (tra cui i droni appunto) in ambito militare.

Rimanendo in ambito civile, è palese come il rapido progresso tecnologico degli ultimi decenni abbia fatto da volano ad un progressivo ed altrettanto rapido aumento dell’utilizzo degli UAV in molteplici applicazioni, da quelle prettamente ludico/amatoriali, a quelle professionali. Parallelamente, le opportunità offerte da questi dispositivi hanno destato l’interesse degli enti di soccorso, per un loro utilizzo sia nella gestione delle emergenze “quotidiane”, che in occasione di grosse calamità naturali o causate dall’uomo riconducibili all’ambito di competenza della Protezione Civile.

L’utilizzo di robot dotati di particolari sensori e funzionalità di comunicazione per il supporto agli operatori del soccorso in situazioni emergenziali ad alto rischio (esempio in attività di “Bomb Disposal”, ricognizione della scena e salvataggio), non è certamente una tematica nuova. Esempi di attività di ricerca in tal senso, in questo caso focalizzati su robot di terra o UGV (Unmanned Ground Vehicles) sono due progetti co-finanziati negli anni scorsi dalla Commissione Europea nell’ambito del programma FP6-IST, ai quali IES Solutions ha partecipato come partner: RESCUER e ViewFinder. Più recentemente, il progetto RAWFIE, finanziato dalla Commissione Europea nell’ambito del programma Horizon 2020 e che si è concluso a Marzo 2019, ha riguardato la realizzazione di una piattaforma per attività di sperimentazione su dispositivi unmanned terrestri, marini ed aerei (UGV, USV, UAV), in un ampio numero di scenari ivi inclusi quelli di tipo emergenziale. RAWFIE ha visto la partecipazione di IES Solutions in qualità di responsabile delle attività di design e definizione dell’architettura del sistema.

Potenzialità e scenari di utilizzo dei droni nelle attività di soccorso e gestione dell’emergenza

La possibilità di utilizzo dei droni in situazioni di particolare pericolo per accedere, a fini di monitoraggio e ricerca persone, ad aeree impervie, a strutture ed edifici danneggiati e comunque difficilmente accessibili dall’uomo a piedi o con mezzi tradizionali, ha presto determinato un grande interesse rispetto alla loro possibile integrazione nelle procedure di gestione di eventi emergenziali. Congiuntamente, dal punto di vista tecnologico-funzionale, alla loro capacità di trasportare carichi, alla possibilità di essere dotati di sensoristica di vario tipo e di videocamere capaci di registrare nello spettro del visibile e degli infrarossi (videocamere termiche). Non da ultimo, grazie alle capacità di comunicazione offerte, che consentono di fornire in tempo reale alle postazioni di controllo remoto i dati collezionati.

Di seguito qualche esempio concreto di possibili scenari di utilizzo che sono stati, nella maggior parte dei casi, già sperimentati in Europa o nel resto del mondo.

Trasporto di sangue, kit salvavita e beni di prima necessità

A seguito di eventi di grosse dimensioni e/o a grosso impatto in termini di persone coinvolte, come nel caso degli incidenti ferroviari, la possibilità di trasportare sangue, medicinali ed altri generi di primo soccorso può risultare decisiva per salvare vite umane. Alcune tipologie di droni sono progettate appositamente per trasportare carichi di dimensione variabile e garantiscono tempi di intervento e consegna molto più tempestivi rispetto ai mezzi tradizionali, per questioni logistiche (presenza di aree danneggiate e non percorribili) ed organizzative.

Altri esempi riguardano la possibilità di trasportare medicinali e beni di prima necessità in caso di grossi terremoti o alluvioni attraverso aree non accessibili, per finire con l’utilizzo dei droni come mezzo economico e veloce per trasporto di medicinali e generi di soccorso vari nelle innumerevoli aree rurali della terra, dove i pochi residenti si trovano spesso a grosse distanze dagli ospedali più vicini.

Dimensionamento eventi, situation awareness e supporto alle decisioni

Esempi in tal senso riguardano la possibilità di effettuare rilievi e collezionare dati in seguito ad emergenze di qualunque tipo, quali grossi incendi, terremoti, alluvioni, incidenti stradali, ferroviari, navali, aerei, nucleari ed industriali in genere. La sensoristica di cui possono essere equipaggiati i droni, consente di ricavare praticamente qualunque tipo di dato e informazione rilevante ai fini di una maggiore comprensione dell’evento nelle ore immediatamente successive (early situation awareness). Nello stesso contesto, i droni con la loro capacità di acquisire e fornire dati costituiscono un importante ed innovativo mezzo di supporto alle decisioni (decision making) per gli operatori del soccorso (ad esempio la Protezione Civile o i Vigili del Fuoco), consentendo una più efficiente organizzazione del dispiegamento di risorse e delle priorità di intervento. In queste situazioni, gli operatori del soccorso possono fare affidamento non soltanto sulle informazioni collezionate dai droni nella fase post-evento, ma anche su quelle derivanti da rilievi ed operazioni di monitoraggio antecedenti l’evento stesso. I dati rilevanti acquisibili tramite i droni includono:

  • ortofoto georeferenziate e modelli 3D dell’area colpita dall’evento, necessari alla comprensione del “prima” e “dopo”, ad individuare le zone maggiormente colpite, le aree di accesso e le aree inaccessibili
  • video feed e foto in tempo reale per una chiara comprensione dei danni causati a strutture ed edifici
  • individuazione di fuoriuscite e zone di dispersione di sostanze chimiche pericolose per la salute dell’uomo e per l’ambiente (tipico scenario CBRN).

Un esempio di utilizzo reale dei droni durante un evento di tipo CBRN, è rappresentato dallo Tsunami del Marzo 2011 che danneggiò la centrale nucleare di Fukushima, in Giappone. I droni furono utilizzati tanto per comprendere l’entità delle distruzioni causate dall’evento attraverso immagini e riprese video aeree, quanto per il monitoraggio delle radiazioni, scongiurando così una altrimenti inevitabile esposizione degli operatori del soccorso alle stesse.

Attività di ricerca e soccorso persone (SAR)

Il supporto alle operazioni di ricerca e soccorso di persone o animali a terra, in mare ed in montagna, è uno dei casi d’uso più significativi e, ad oggi, quello in cui l’impiego dei droni è stato più ampiamente sperimentato. I droni consentono, attraverso l’utilizzo di sensori termici, termocamere e videocamere, di ispezionare accuratamente ed in maniera molto rapida vaste aree che interessano l’evento, inclusi gli ambienti più a rischio e meno accessibili dove molto spesso si trovano vittime impossibilitate a porsi in salvo (in mare, in montagna) o intrappolate all’interno di edifici a causa di un vasto incendio o un terremoto. In questi casi, dove un pronto ritrovamento delle vittime diventa spesso vitale, l’utilizzo dei droni consente di ridurre notevolmente i tempi di intervento ed aumentare la probabilità di trovare persone in vita, evitando al contempo ai soccorritori di sottoporsi a condizioni operative rischiose, esponendosi al fuoco o a possibili crolli. Nell’ambito delle attività di tipo SAR, i droni possono essere impiegati per realizzare foto e registrazioni video analizzabili successivamente, durante operazioni di ispezione notturna e dunque in condizioni normalmente improponibili per il personale di ricerca e soccorso.

Spegnimento incendi boschivi

Una delle applicazioni più specifiche dei droni in ambito emergenziale riguarda il loro utilizzo per lo spegnimento di grossi incendi boschivi, in casi che presentano particolari rischi per i velivoli tradizionali pilotati da operatori del soccorso, ad esempio a causa di condizioni di scarsa visibilità e/o quando risulta necessario operare a quote molto basse.

Lotta alla criminalità ed al terrorismo, monitoraggio di eventi pubblici di grosse dimensioni

La lotta alla criminalità ed al terrorismo, in ambito giornaliero così come in occasione di importanti eventi pubblici che prevedono un grosso afflusso di persone in aree limitate, è un ulteriore importante campo di applicazione degli UAV.

La possibilità di effettuare riprese continue e foto dall’alto ad altissima risoluzione, consente infatti una più capillare attività di monitoraggio e sorveglianza delle aree di interesse, facilitando di conseguenza azioni di tipo preventivo, e garantendo tempi di risposta molto rapida al verificarsi di atti illegali, criminali o terroristici.

Networking di backup in caso di necessità e/o di danni alle infrastrutture di comunicazione tradizionali

Per quanto l’utilizzo dei droni nelle emergenze sia molto più spesso associato alla possibilità di registrare ed acquisire dati, da inviare eventualmente in tempo reale alle stazioni di controllo remoto, la possibilità di essere equipaggiati con moduli con a bordo le tecnologie di telecomunicazione più disparate, li rende adatti ad un utilizzo come soluzione di networking primario o di backup.

Accade molto spesso che, a seguito di importanti eventi emergenziali, le infrastrutture di comunicazione vengano danneggiate e le possibilità di comunicazione gravemente compromesse. Droni dedicati equipaggiati con differenti tecnologie wireless possono essere utilizzati per fornire ad altri dispositivi in volo e/o alla stazione di controllo a terra connettività locale o remota, fungendo all’occorrenza da hotspot WiFI e gateway di rete 4G.

Sommario dei principali vantaggi derivanti dall’utilizzo dei droni nelle emergenze

Dall’analisi degli scenari operativi sopra descritti, emergono alcuni dei vantaggi relativi all’utilizzo dei droni nelle emergenze. I principali possono essere così riassunti:

  • capacità di acquisire grosse moli di dati di vario tipo (incluse foto e video ad alta risoluzione), con l’effetto di accrescere la consapevolezza della situazione ed “alleggerire” del medesimo compito i soccorritori che possono così concentrarsi su altri aspetti operativi
  • supporto ad una risposta più veloce ed una gestione più efficiente delle emergenze, grazie alla capacità di:
    • effettuare rilievi e ricerche in vaste aree in tempi contenuti
    • fornire importanti informazioni a supporto delle attività di briefing necessarie all’organizzazione e pianificazione della fase di risposta all’emergenza, nelle ore immediatamente successive al verificarsi della stessa
  • possibilità di operare e raccogliere dati in contesti ambientali che risultano eccessivamente rischiosi quando addirittura completamente inaccessibili da parte di uomini e mezzi tradizionali
  • notevole riduzione dell’esposizione ai rischi del personale di soccorso, inclusa l’esposizione a sostanze chimiche nocive, al pericolo di crolli o incendi, a pericoli derivanti dalle operazioni di ricerca in mare o in aree percorse dal fuoco
  • costi di attivazione ed esercizio estremamente inferiori rispetto ai tradizionali mezzi aerei di soccorso, ad esempio degli elicotteri utilizzati per le operazioni SAR