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Non stiamo scherzando: parliamo davvero di gossip

Contestualizziamo innanzitutto l’ambito d’azione: le reti di drenaggio urbano.

Ne parliamo con Giandomenico Spezzano, dirigente di ricerca dell’Istituto di Calcolo e Reti ad Alte Prestazioni del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) e autore di un recentissimo studio realizzato con Giuseppina Garofalo, Andrea Giordano, Patrizia Piro e Andrea Vinci: “A distributed real-time approach for mitigating CSO and flooding in urban drainage systems“, pubblicato sulla rivista Journal of network and computer applications e condotto in collaborazione con il Dipartimento di ingegneria civile dell’Università della Calabria e il Comune di Cosenza con il supporto del progetto Pon Res-Novae.

Le reti di drenaggio – ci racconta Giandomenico Spezzano – nelle città sono spesso risultato di progetti datati (anche di decenni), e quindi dimensionate sulle esigenze dei tempi. La crescente urbanizzazione del territorio rende la superficie meno permeabile, le acque piovane faticano a defluire naturalmente nel terreno e le condotte sono sotto-dimensionate. Per carenza di manutenzione, infine, le condotte delle reti di drenaggio possono essere ostruite parzialmente, diminuendo l’efficacia della rete”.

È con quest’assunzione che l’Icar-Cnr ha progettato un sistema intelligente in grado di controllare in tempo reale le reti di drenaggio urbano

dando l’opportunità agli addetti ai lavori di prendere decisioni predittive e di predisporre reazioni automatizzate al verificarsi di fenomeni predefiniti, fornendo quindi la possibilità di eliminare quasi completamente il rischio d’inondazioni.

Ci siamo proposti – racconta Andrea Vinci – di dotare le condotte delle reti di drenaggio di sensori e paratoie elettromeccaniche “intelligenti” governate da un cosiddetto algoritmo di consenso, cioè un protocollo per il coordinamento di entità autonome che devono agire coralmente per perseguire un fine comune, nel nostro caso: definire il grado di apertura della paratoia in modo da regolarne il deflusso e la portata dell’acqua nella condotta”.

Il controllo decentralizzato – riprende Giandomenico Spezzano – rende il sistema tollerante a guasti delle singole entità che concorrono al controllo rendendo l’eventuale malfunzionamento di un elemento nella rete un avvenimento non pregiudicante il comportamento dell’intera struttura”.

Sensori intelligenti rilevano qualità, quantità e pressione dell’acqua lungo le reti di scolo

Dati che sono raccolti ed elaborati da algoritmi che impongono l’apertura o la chiusura delle paratoie determinando la deviazione delle acque in eccesso impedendo disastrosi effetti.

Ora torniamo al titolo: abbiamo citato i pettegolezzi

Sì, perché gli algoritmi menzionati si chiamano “di gossip” e proprio su questo si basa il protocollo di scambio delle informazioni tra entità utilizzato.

Come nella vita reale – continua Spezzano – il pettegolezzo ha tempi molto brevi di diffusione, allo stesso modo, nel caso delle reti, l’informazione, grazie all’algoritmo, si propaga tramite scambi casuali tra entità vicine e in breve raggiunge tutti i nodi interessati”.

Protocolli di questo genere sono ormai considerati robusti e tolleranti ai guasti di singole entità.

Una volta attivato il sistema di monitoraggio, i nodi, che in questo caso sono le paratoie, convogliano in un unico valore indicante l’altezza media dell’acqua nelle condotte ottimizzando l’uso dei canali comunicativi.

Le simulazioni per validare i risultati della ricerca sono state condotte sul sistema di drenaggio della città di Cosenza, evidenziando una significativa riduzione degli allagamenti e degli sversamenti di acque non depurate.

Patrizia Piro – ordinario di idraulica presso il Dipartimento di ingegneria civile dell’Università della Calabria – non esita a fornire un nuovo spunto dello studio spiegandoci come, approcci di questo genere, possano essere estesi alla gestione del fenomeno contrario: la siccità dei campi, oggetto di approfonditi studi di un’agricoltura sempre più coinvolta nelle competenze digitali.

E se ormai ogni oggetto parla e dalla città ai campi coltivati tutto è smart… non ci resta che attendere il prossimo pettegolezzo!


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