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Il mondo delle draghe in evoluzione

Tecnologie di dragaggio Accendiamo i riflettori su alcune interessanti soluzioni di dragaggio proposte dalla società Leica Geosystems: il futuro degli scavi sottomarini passa da qui

* Leica Geosystems - Sales Manager HMC Progetti Speciali

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Emilio Palchetti*

eica Geosystems in particolare la sua divisione interna HMC “Hexagon Machine Controll” dedita alla realizzazione di soluzioni di controllo per i progetti speciali, ha realizzato in questi ultimi anni sistemi di controllo ad alta precisione per i lavori di dragaggio marino e fluviale. Queste soluzioni di guida con l’aiuto della tecnologia satellitare GPS permettono l’esecuzione di scavi esattamente in quota progettuale, anche di falde inclinate memorizando all’interno di un file di registro l’esatta quota di scavo raggiunta dalla macchina.

Sistema di guida GPS per il controllo grafico delle operazioni di dragaggio su DRAGLINE La ditta Tomasin di Romans d’Isonzo Gorizia, una delle società di riferiemento più importanti del Friuli per l’estrazione di materiale inerte, ha dotato la sua Liebherr HS985 del sistema di controllo di escavazione LEICA EASYDRAG. Il sistema di guida Leica Easydrag consente di visualizzare graficamente sullo schermo dell’operatore la posizione della benna rispetto alle quote progettuali, nonché di controllare il movimento della benna rispetto al piano inclinato del piede di scarpata. Aprile 2009 quarry & construction

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Il sistema di controllo è composto da un ricevitore Leica GPS a 20 HZ di precisione centimetrica operante con correzione differenziale, una base in GPS a 20 HZ a terra, un computer rugherizzato, un radio modem. L’operatore della macchina, ha come riferimento di controllo un monitor, sul quale viene visualizzata in modo semplice e veloce, la posizione planimetrica della benna della macchina rispetto alla posizione ideale di progetto. Il software guida l’operatore, con una grafica semplice ed immediata attraverso una quota numerica ed il colore verde (quando si è in quota) oppure rosso (quando si è fuori quota).

Dragaggio Nella fase di dragaggio, l’operatore, una volta inserita la quota di riferimento batimetria progettuale di dragaggio, può osservare graficamente le aree in cui deve ancora intervenire (aree gialle) e quelle già completate alla quota di progetto (aree verdi). Contemporaneamente, è possibile visualizzare la posizione della benna in relazione alla sezione di progetto. È possibile quindi effettuare una verifica video in tempo reale dello stato del fondale dopo la fase di dragaggio cambiando la schermata del display.

Il caso dell’Impresa Pietro Cidonio Spa Vediamo ora il sistema di guida GPS che Leica Geosystems ha fornito per una draga della società Romana Impresa Pietro Cidonio Spa. Il sistema di controllo è composto da due ricevitori GPS a 20 HZ di precisione centimetrica operanti con correzione diffe-

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macchine & materiali Guida della draga I due GPS Rover, posizionati sopra la macchina operatrice ricevono via radio dalla base le informazioni della correzione differenziale, indispensabile per poter utilizzare il sistema GPS in tempo reale ad un precisione centimetrica. L’operatore osservasul display in cabina, le informazioni utili per eseguire il controllo della draga rispetto alla posizione ideale di lavoro.

renziale, una base GPS a 20 HZ a terra, un computer rugherizzato, un radio modem e l’ecoscandaglio di bordo. Gli inclinometri a bordo della macchina vengono utilizzati per la gestione del sistema. Le informazioni delle coordinate utili al posizionamento della piattaforma nell’area di progetto, provengono da due ricevitori GPS installati sopra la draga, rispettivamente in coda e sopra la cabina. Il sistema di guida Leica Geosystems, permette al pilota di poter controllare la navigazione della draga sulla posizione ideale di dragaggio in tempo reale. Questa operazione di posizionamento è importante per collocare la piattaforma in una posizione tale da poter interessare la

maggior area di scavo o dragaggio disponibile e quindi ridurre al minimo i tempi morti di movimentazione della piattaforma. L’operatore della macchina, ha come riferimento di controllo un monitor, sul quale viene visualizzato in modo semplice e veloce, la posizione planimetrica della macchina rispetto alla posizione ideale di progetto.

Dragaggio Il software di guida della draga è stato strutturato in modo da prevedere l’utilizzo dei sensori GPS per due tipi di applicazioni contemporanee. Nella fase di dragaggio, l’operatore, una volta inserita la quota di riferimento batimetria progettuale di dragaggio, può osservare graficamente le aree in cui deve ancora intervenire (aree bianche), quelle già completate alla quota di progetto (aree verdi), quelle sotto quota di progetto (aree rosse) e quelle sopra quota di progetto (aree gialle). Contemporanemente, grazie all’ecoscandaglio posto in coda, il sistema aggiorna in planimetria lo stato del fondale in tempo reale ed è quindi possibile avere sempre sotto controllo l’avanzamento delle operazioni. È possibile quindi effettuare una verifica video in tempo reale dello stato del fondale dopo la fase di dragaggio cambiando la schermata del display.

Sistema di guida economico DGPS per draga e lavorazioni di dragaggio Un’altra possibilità per le operazioni di dragaggio di tipo economico e di precisione submetrica è servirsi di un sistema di controllo composto da un ricevitore DGPS a 1HZ di precisione submetrica, operante con correzione differenziale acquisita da rete internet dalla rete ItalPoS o da altre reti di stazioni permanenti, una bussola digitale, un dispositivo radio modem, il tutto ruggherizzato in contenitore IP65. Aprile 2009 quarry & construction

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Il software del sistema può essere implementato e personalizzato in funzione delle applicazioni richieste di volta in volta, permettendo non solo il controllo visivo di posizionamento della draga, ma anche la progettazione delle rotte ottimali per le lavorazioni. Vengono utilizzati i dati di profondità derivanti dal sistema a bordo della macchina per la gestione del sistema. Le informazioni delle coordinate utili al posizionamento della piattaforma nell’area di progetto provengono dal sistema installato sopra la draga, rispettivamente all’interno e sopra la cabina. Il sistema di guida Leica Geosystems permette al pilota di poter controllare la navigazione della draga sulla posizione ideale di dragaggio e lungo una linea di rotta, il tutto in tempo reale. Questa operazione di posizionamento è importante per collocare la piattaforma in una posizione tale da poter coprire tutta l’area di scavo o dragaggio disponibile e quindi ridurre al minimo i tempi morti di movimentazione della piattaforma.

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Smart Design e Smart Lay Sistema di guida e memorizzazione della posizione dei frangiflutti Vediamo da vicino la soluzione proposta da Leica Geosystems alla Società C.E.M. di Napoli per il controllo e la memorizzazione

della posa dei tetrapodi in base ad un progetto vettoriale. La soluzione è quella di far visualizzare all’operatore tramite un display grafico, la posizione spaziale in tempo reale del tetrapodo rispetto alla sezione progettuale di posa. In questo modo grazie ad una guida controllata, diventa possibile poter individuare l’esatta collocazione dei Frangiflutti in base alle coordinate progettuali di posa. L’operatività è garantita da un nuovo sistema di guida denominato “Smart Lay”, un dispositivo pratico e veloce per la gestione dei progetti e l’esecuzione dei lavori marittimi tramite la tecnologia GPS. Smart Lay consente all’operatore il monitoraggio in tempo reale direttamente dalla propria cabina, con estrema semplicità, di tutte le operazioni di posa e memorizzazione delle coordinate nel sistema di riferimento locale del tetrapodo. Il sistema di guida si basa sull’uso di ricevitori GPS Leica della serie MNS1200 a 20 Hz: una tecnologia ad alta velocità di flusso, (20 impulsi al secondo) che consente di eseguire applicazioni di controllo di guida in tempo reale e ad alta preci-

macchine & materiali sione (errore planimetrico del posizionamento satellitare circa 1,5 cm in planimetria). Il sistema si compone di due parti: 1) Fase di rilievo e gestione della progettazione “Smart Design” 2) Fase di guida “Smart Lay” La prima fase prevede una procedura di preparazione dei dati di guida da inserire all’interno del computer installato sulla macchina operatrice. Il topografo prepara il progetto nel formato di guida da inserire all’interno del computer della macchina operatrice, importando semplicemente le coordinate dei punti nodali della posizione progettuale di ogni tetrapodo. Nel programma di progettazione è possibile creare un piano Layer in relazione alla caratteristica di ogni tipo di tetrapodo, in modo da distinguere le maglie di posa assecondando le specifiche di progetto. Da evidenziare che il Programma Smart Design è predisposto anche per la creazione di report grafici o numerici che permettono di analizzare dopo la posa l’esatto stato dell’avanzamento dei lavori.

calcolo di elaborazione dei segnali ricevuti, riducendo i tempi di inizializzazione, soprattutto quando si lavora in Real Time (RTK); - garantire, mediante l’implementazione di nuove tecnologie “Smart Track” e “Smart Check”, l’acquisizione dei segnali in tempi rapidissimi, il loro mantenimento anche a piccoli angoli di elevazione dei satelliti e soprattutto il miglioramento delle prestazioni in termini di rapporto segnale/ rumore, resistenza ai disturbi ed attenuazione del multipath. Il tempo di acquisizione dei satelliti all’accensione del ricevitore è stimato in circa 30 secondi. Il tempo di riacquisizione dopo un’eventuale perdita del segnale dei satelliti è entro 1 secondo ed assicura un ottimo rapporto segnale/rumore; - incrementare la robustezza dell’intero apparato, per consentire l’operatività in qualunque condizione atmosferica/ambientale: la progettazione e la realizzazione sono state infatti eseguite secondo le specifiche MILSTD-810F.

Hardware sulla macchina operatrice La soluzione Smart Lay utilizza una base di riferimento GPS Leica GX 1200. Il range operativo della base di riferimento Leica Geosystems è di 5 km, ma a richiesta è possibile poter coprire distanze maggiori con l’ausilio di tecnologia GPRS. La macchina operatrice viene allestita con un quadro IP64 al cui interno sono installate le seguenti componenti: GPS

Base di riferimento GPS L’intera elettronica del sistema, progettata con concetti di ultima generazione, consente di: - migliorare le prestazioni e le precisione in tutte le fasi operative; - aumentare notevolmente la velocità di

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Leica serie “PowerBox” a 20 Hz, un computer, un radio modem e una centralina di controllo della sensoristica della macchina. Nella cabina di guida è disponibile un monitor a 10“4 con mouse industriale per permettere all’operatore il controllo delle guida automatica durante la fase di posa dei tetrapodi.

Fase di guida L’operatore grazie ad una software di guida ed una semplice interfaccia utente, è in grado di monitorare tutte le fasi di posizionamento del frangiflutto fino alla sua collocazione finale memorizzando l’esatta coordinata di posa. Leica Geosystems, tramite il sistema Smart Lay, è in grado di acquisire in tempo

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reale il punto finale di posa nelle coordinate del sistema di riferimento locale: questo è possibile, grazie ad una particolare interfaccia dedicata che, associando le informazioni provenienti dalla coordinata XYZ del GPS, insieme alla lunghezza del cavo di acciaio e alla sua

tensione idraulica, memorizza l’ultima posizione a corda tesa, quindi esattamente in verticale all’asse di posa del tetrapodo. Questa funzione minimizza l’errore umano di una errata acquisizione del dato di posa. L’operatore, una volta selezionato il punto nodale progettuale in cui desidera posare il tetrapodo, attiva automaticamente l’ informazione grafica utile a seguire il corretto allineamento di posa. Una volta memorizzata la posizione di ogni frangiflutto, diventa possibile, creare dei report di analisi comparativi del dato di posa con quello progettuale, evidenziando così la bontà dell’esecuzione del lavoro secondo i parametri di capitolato. n