Il 27 settembre 2024 si è svolta la dimostrazione del sistema robot tappa-buche sviluppato dal Centro di Ricerca sui trasporti e la logistica (CTL) di Sapienza Università di Roma affiliato alla Associazione Italiana dei Professionisti per la Sicurezza Stradale (AIPSS) nell’ambito del progetto InfraROB (Grant Agreement N. 955337).
Il progetto, finanziato dal programma Horizon 2020 dell’Unione Europea, mira a migliorare la sicurezza stradale e ridurre i costi attraverso l’automazione e la robotizzazione delle operazioni di costruzione e manutenzione stradale. L’obiettivo è ridurre l’esposizione dei lavoratori al rischio di investimento, aumentare l’efficienza e la disponibilità della rete di trasporto.
In particolare, un task specifico del progetto riguarda lo sviluppo di una stampante 3D in grado di estrudere una miscela bituminosa innovativa per il riempimento di piccole buche.
La stampante è composta da: un serbatoio contenente il materiale da estrudere; gli assi di movimento per controllare i movimenti della testina di stampa lungo gli assi orizzontali trasversale e longitudinale; una coclea di estrusione che spinge il materiale verso la testa di stampa; i componenti elettronici per controllare il funzionamento della macchina e il cavo di alimentazione. La stampante è stata connessa a un piccolo robot già esistente fornito da un altro partner del progetto InfraROB (Tiny Mobile Robots) che lo aveva in precedenza sviluppato per il tracciamento di segnaletica orizzontale.
Il veicolo può raggiungere autonomamente le buche mentre l’operatore rimane in una zona sicura lungo la strada.
Lo sviluppo del nuovo sistema è stato suddiviso in quattro diverse fasi: i) definizione dei vincoli dovuti al robot; ii) definizione dei parametri del sistema di stampa 3D e della miscela di riparazione; iii) progettazione e costruzione della stampante 3D e iv) integrazione del sistema con il robot.
Tutte le fasi dello sviluppo del sistema robotizzato tappabuche sono già state descritte in dettaglio su un precedente fascicolo (si veda Strade&Autostrade n° 162, pag.165) La dimostrazione dell’operatività del sistema tappa-buche si è svolta su un tratto dell’autostrada A24, gestita da “Strada dei Parchi” SpA, che ha gentilmente messo a disposizione un sito nei pressi dello svincolo di Assergi (AQ), su cui erano state predisposte due buche del diametro approssimativo di 19 cm e profondità 2 cm.
Hanno presenziato alla prova il presidente di AIPSS, ing. Carlo Polidori, i ricercatori e i tecnici della Sapienza che hanno sviluppato il sistema e i tecnici di “Strada dei Parchi”. Il sistema tappa-buche è stato trasportato dal “Laboratorio Materiali Stradali” della Sapienza- Università di Roma con un piccolo van e scaricato sul sito da due persone.
Il robot è dotato di un’antenna GPS che permette il rilevamento delle coordinate di posizione della buca. Il robot è stato pilotato sulle buche, tramite un tablet, da un operatore che stazionava sul van in un luogo sicuro, fuori della carreggiata. Sul robot è montato un nuovo sistema hardware basato su Raspberry sul quale è integrata una telecamera per la ripresa video delle buche.
In questa fase della dimostrazione sono state memorizzate le coordinate GPS dei centri delle buche e tramite la videocamera sono state rilevate entrambe le buche: il robot ha compiuto due giri di raggio diverso compreso fra 1,0 e 1,4 m intorno alla buca. Da ogni video sono state estratte un numero di immagini sufficiente alla riproduzione del modello tridimensionale delle buche, tramite tecniche di fotogrammetria. Il file del modello 3D della buca viene creato nel formato STL richiesto come input dal software di gestione della stampante. L’elaborazione del modello della buca ha richiesto circa 1 ora di tempo. Il sistema hardware è integrato con dei tool che permettono la determinazione del volume della buca e da questo, moltiplicando per il peso specifico della miscela (2,12 g/cm3), è stato calcolato il peso della miscela da caricare nel serbatoio della stampante 3D.
La miscela studiata appositamente per il progetto InfraROB è un materiale bituminoso a freddo composto al 100% da pavimentazioni riciclate con un composto chimico multifunzionale costituito da antiossidanti, plastificanti, ringiovanenti vegetali, diluenti e disperdenti, che ne preserva la lavorabilità per 72 ore.
Dopo essere stato caricato con la miscela, il robot è ritornato autonomamente in sequenza su entrambe le buche, grazie alle coordinate registrate nella prima fase del lavoro. Subito dopo il riempimento, il van che ha trasportato il robot è passato sulle buche solo per regolarizzarne la superficie. La miscela, infatti, non ha bisogno di essere compattata e la strada può essere riaperta immediatamente al traffico senza contaminazione delle ruote dei veicoli il cui transito completerà la compattazione.
Il robot tappa-buche è particolarmente utile nelle fasi della manutenzione localizzata e di primo intervento; infatti la tempestiva riparazione delle buche impedisce all’acqua di penetrare nel sottofondo, aiuta a controllare l’ulteriore deterioramento, riduce i costi di manutenzione e prolunga la vita delle pavimentazioni stradali.
I risultati del progetto InfraROB saranno presentati nel convegno “Un sistema automatizzato per la riparazione delle buche stradali” che si terrà in data 11 dicembre 2024 nella Sala degli Affreschi della Facoltà di Ingegneria civile e industriale della Sapienza-Università di Roma, Via Eudossiana 18 – Roma.
Durante l’evento verrà mostrato un video della dimostrazione fatta sull’autostrada A24 e vi sarà un ingresso in sala del robot. Il programma dell’evento e il modulo di iscrizione sono disponibili al seguente link: http://www.aipss.it/eventoINFRAROB- 11Dic2024.html.
Ulteriori informazioni sulle attività dell’Associazione possono essere richieste a info@aipss.it.
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