Trasformare le reti di telecomunicazioni in un sistema di sensing distribuito su scala globale, con applicazioni che spaziano dalla sorveglianza ambientale (tracciamento di terremoti e tsunami) al monitoraggio delle infrastrutture, è l’obiettivo di ECSTATIC, progetto europeo di durata quadriennale, che coinvolge 14 partner europei, tra cui il Dipartimento di Ingegneria dell’informazione (DEI) dell’Università di Padova.
Tecnologie di sensing ottico per il monitoraggio ambientale
ECSTATIC, che ha ricevuto finanziamenti per oltre quattro milioni di euro dal programma di ricerca e innovazione Horizon Europe dell’Unione Europea, svilupperà tecnologie innovative di sensing basate su interferometria e polarizzazione, che rappresentano un avanzamento sostanziale rispetto allo stato dell’arte nelle tecniche di sensing a fibra ottica per vibrazioni e acustica, in termini di portata, sensibilità e capacità di localizzazione. Queste soluzioni offriranno un’ampia gamma di opzioni efficaci, personalizzabili per diversi casi d’uso, garantendo al contempo la coesistenza del segnale di sensing con il traffico dati attivo.
L’Università di Padova trasforma le fibre ottiche in sensori
Nell’ambito del progetto, il team dell’Università di Padova porterà la sua conoscenza delle proprietà di polarizzazione delle fibre ottiche. Queste, infatti, generano sempre una luce retro diffusa, una specie di debole eco che permette di caratterizzarne le proprietà locali. Il team di Padova svilupperà un sistema che, misurando la polarizzazione di questa eco e localizzandone l’origine, sarà in grado di trasformare un collegamento sottomarino in un sofisticato sensore acustico e di vibrazioni. In conclusione, le fibre ottiche non servono solo a trasportare dati lungo le dorsali di Internet ma possono essere strumenti efficaci e sostenibili per la sicurezza e il monitoraggio ambientale in tempo reale.
Dal controllo delle anomalie agli interventi predittivi
«La fibra ottica si trova ovunque ed è un ottimo mezzo di comunicazione – sottolinea Luca Palmieri, docente di Campi Elettromagnetici e responsabile del progetto per l’Università di Padova –. Tuttavia, i ricevitori devono stimare ed equalizzare i canali di trasmissione per garantire che Internet funzioni. Nel fare questa stima, i ricevitori stanno anche, indirettamente, misurando l’ambiente. Da questa considerazione è nata l’idea di utilizzare le reti di comunicazione ottiche esistenti per rilevare terremoti, tsunami, vibrazioni anomale di infrastrutture civili, come ponti e grattacieli, ma anche strade e autostrade. Per immaginare le potenzialità di monitoraggio ambientale della fibra ottica basti pensare che, con i sistemi di interrogazione sviluppati in ECSTATIC, 20 chilometri di fibra equivalgono a una sequenza di 2000 microfoni, uno ogni 10 metri, per cui è anche possibile localizzare un’eventuale anomalia locale e intervenire puntualmente».
