Mappare i ghiacciai con i droni

Utilizzare i droni per mappare i ghiacciai e monitorare le risorse idriche: è questo l’obiettivo di DREAM, uno dei progetti dell’Alta Scuola Politecnica dei Politecnici di Milano e Torino (ASP). Il progetto si propone di generare il modello digitale delle quote di un ghiacciaio da confrontare con quelli precedenti per un’analisi multi temporale della dinamica glaciale, utile a comprendere lo stato di salute del ghiacciaio stesso e a valutare gli accumuli e le perdite a scala annuale.

Gli strumenti attualmente utilizzati per monitorare un ghiacciaio hanno efficacia e sicurezza limitate perché prevedono la presenza di personale in loco per predisporre le misurazioni. L’uso dei droni, invece, grazie a tecniche fotogrammetriche, permette di ricostruire la morfologia del ghiacciaio e collocare la sua dislocazione geografica in un sistema geodetico di riferimento tramite dei punti considerati fissi, e comunque misurati poiché facilmente accessibili.

DREAM ha considerato come test site il ghiacciaio del Belvedere (Piemonte, Macugnaga), scenario suggestivo alle pendici del monte Rosa. Il ghiacciaio ha una estensione di circa 3.2 km2, con variazioni di dislivello di circa 400 m ed è racchiuso dall’imponente parete est del monte Rosa, che ha circa 2000 m di dislivello. 

Il Team di DREAM ha sviluppato un proprio sistema UAV (Unmanned Aerial Vehicle) di tipo multi-rotore, e ha svolto varie campagne di misura con una cadenza regolare di circa 4 mesi, al fine di assicurare un campionamento costante delle variabili rilevate. L’alternanza stagionale ha inoltre permesso di effettuare misure sia in presenza che in assenza del manto nevoso.

Il drone, un quadrimotore con payload di circa 300g e un’autonomia di volo di 40 minuti è stato realizzato con un budget limitato. L’economicità del drone stesso, associato al basso prezzo della sensoristica utilizzata (due camere operanti rispettivamente sullo spettro visibile e sul vicino infrarosso, realizzate partendo da delle comuni “action-cam” opportunamente modificate) rende possibile la realizzazione di più esemplari mantenendo bassi i costi.

Una terza fase del progetto, appena partita, prevede lo sviluppo di uno sciame di droni operanti contemporaneamente per continuare il monitoraggio delle risorse idrico-nivali e glaciali e, allo stesso tempo, per permettere di validare le metodologie sviluppate per l’elaborazione automatica dei dati raccolti.

L'attività svolta in DREAM ha ricevuto il premio come miglior poster al 62° Convegno Nazionale SIFET 2017 e i risultati del progetto sono under review da parte della rivista internazionale ISI "The Cryosphere".

Il progetto DREAM (DRone tEchnology for wAter resources Monitoring) è coordinato dal Professor Carlo De Michele (PoliMi) e co-adiuvato dai Proff. Livio Pinto(PoliMi), Marco Piras (PoliTo), Riccardo Barzagli (PoliMi), Alberto Cina (PoliTo), Alberto Bianchi (PoliMi), Ing. Paolo Maschio (PoliTo), e Ing. Luca Comolli (RESTART). 

ASP

L’Alta Scuola Politecnica (ASP) è un percorso biennale di eccellenza, parallelo alla Laurea Magistrale, avviato nell’autunno del 2004 dai Politecnici di Milano e di Torino sulla base di un finanziamento triennale del MIUR. Ogni anno ASP seleziona sulla base del merito, tra gli studenti che hanno terminato il percorso di laurea triennale nei tempi previsti, e che si iscrivono a un corso di Laurea Magistrale del Politecnico di Milano o di Torino, 150 giovani di talento (90 al Politecnico di Milano e 60 al Politecnico di Torino). Gli studenti ASP formano una community proveniente da circa 20 paesi diversi; più di un terzo di loro sono donne. La lingua ufficiale di ASP è l’inglese.