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Diserbo di precisione — Come rendere sicura la circolazione ferroviaria salvaguardando l'ambiente

LA SFIDA
Con l'intensificarsi della pressione normativa in Europa, un numero crescente di operatori ferroviari pubblici e privati è alla ricerca di metodi per ridurre i quantitativi di erbicidi utilizzati per mantenere la loro rete sicura e quindi priva di erbe infestanti.
LA SOLUZIONE
Con la progettazione dell'innovativo Smart Weeding System (sistema di diserbo intelligente) che può essere montato su treni, quad e camion su rotaia, possiamo trattare solo quando e dove vengono rilevate erbe infestanti.
IL NOSTRO IMPATTO
In molti Paesi europei, il nostro Smart Weeding System sta diventando lo standard di fatto per il diserbo ferroviario, poiché consente agli operatori di ridurre significativamente l'utilizzo di prodotti chimici documentando l'uso che se ne è fatto e la pulizia della rete.

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“Non guarderò più i treni nello stesso modo”. Helene Brun ha dovuto ammettere che non avrebbe mai immaginato che fosse necessaria così tanta competenza e manodopera per mantenere una rete ferroviaria in condizioni di funzionamento. La realtà le si è rapidamente manifestata quando ha iniziato a lavorare nella divisione francese di Envu (in precedenza Bayer Environmental Science) nel 2017. Durante la progettazione di soluzioni di diserbo avanzate per SNCF (il maggior operatore ferroviario francese) e altri operatori privati di treni merci, ha iniziato a comprendere quanto sia difficile mantenere in sicurezza la circolazione dei treni su una rete ferroviaria che può estendersi per decine di migliaia di chilometri.

Questi lunghi ininterrotti tratti di ferrovia devono essere regolarmente monitorati per assicurare che le erbe infestanti non minaccino la stabilità della massicciata né invadano il percorso dei treni. Prima degli anni '80 o '90, quando utilizzare indiscriminatamente erbicidi lungo un'intera rete ferroviaria non suscitava troppe perplessità, il diserbo non rappresentava un grosso problema. Oggi la pressione da parte delle ONG e dei cittadini hanno portato gli operatori ferroviari a prestare maggiore attenzione ai metodi utilizzati per il controllo della vegetazione infestante.

In molti Paesi europei oggi è vietato applicare erbicidi vicino ad acque superficiali, in prossimità di abitazioni o di aree ritenute critiche per la biodiversità. Niente di irragionevole secondo gli standard odierni. Ma quando il diserbo deve essere eseguito più volte l'anno, su migliaia di chilometri, da treni o camion che possono correre a 60 km orari, tali precauzioni si traducono immediatamente in affermazioni molto più impegnative.

Per complicare ulteriormente le cose, molti Paesi stanno iniziando a limitare l'uso del glifosato, che è ancora ampiamente in uso per il diserbo ferroviario.

In Francia, SNCF si è spinta a vietarne l'uso sull'intera rete anche se il governo francese ha prorogato la sua autorizzazione. Analogamente, alcune aziende di trasporti che gestiscono le proprie reti ferroviarie private a volte anticipano la legislazione europea, chiedendo soluzioni di diserbo alternative che siano più in linea con i propri requisiti di responsabilità sociale d'impresa.

Nell'insieme, esiste una chiara tendenza in tutta Europa verso la riduzione dei quantitativi di prodotti chimici utilizzati dagli operatori ferroviari. Questo ha portato molti di loro a ripensare il proprio approccio, investendo in sistemi di diserbo più avanzati. La società ferroviaria tedesca Deutsche Bahn è stata la prima a richiedere proposte per una nuova generazione di treni per diserbo, che potessero trattare solo quando necessario e che potessero anche tenere traccia di quale prodotto era stato usato su quali sezioni della sua rete. Questo avveniva nel 2017: si trattava degli albori dello Smart Weeding System di Envu (al tempo Bayer Environmental Science).

 

On-demand vuol dire smart

Dopo avere letto le specifiche di Deutsche Bahn, la nostra divisione specializzata nel Controllo della vegetazione infestante in Germania ha capito che questa sarebbe stata una grande opportunità di mettere in pratica alcune idee che aveva coltivato negli anni. Il nuovo treno non solo sarebbe stato più preciso ed equipaggiato di ugelli in grado di applicare il prodotto su aree di appena 20 cm, sarebbe anche stato "intelligente", tanto da poter sapere in automatico dove spruzzare e quando fermarsi. A tale scopo, abbiamo dovuto progettare un nuovo sistema in grado di prendere decisioni in una frazione di secondo in base alle coordinate del treno, alla sua velocità, all'intera serie di dati in merito alle zone non trattabili e all'acquisizione in tempo reale di diverse telecamere che registrano quanto si verifica sui binari e intorno a essi.

Dopo pochi mesi di duro ma esaltante lavoro che ha implicato il coordinamento di diverse start-up europee e di aziende affermate, il nostro team è riuscito a proporre il primo esemplare del suo Smart Weeding System. Deutsche Bahn ha ritenuto convincente il nuovo progetto e ha deciso di investire in un primo prototipo. Il nuovo treno, realizzato senza tetto, ha mantenuto la promessa rilevando correttamente la presenza di erbe infestanti sui binari e trattando solo in caso dove richiesto e dove era possibile farlo. Era anche in grado di generare rapporti automatici ed accurati sullo stato dei binari e su ognuno dei suoi interventi.

Da un singolo paese al resto di Europa

Negli anni successivi il nostro treno per il diserbo intelligente è stato aggiornato diverse volte. Oggi ha anche un tetto, notevolmente apprezzato dagli operatori. Ma è anche dotato di ugelli più precisi e di algoritmi di rilevazione più avanzati che hanno la capacità di riconoscere alcune specie particolarmente dannose e invasive, come il poligono del Giappone, che può rapidamente prendere piede in un'intera area danneggiando griglie e cemento.

DATI PRINCIPALI

  • 80.000 km di binari trattati ogni anno in Germania
  • In grado di rilevare erbe invasive di 2 cm² a 53 km orari
  • Possibilità di irrorare zone di appena 20 cm
  • Possibilità di trattare fino a 483 chilometri senza soste
  • 2 treni in Germania
  • 3 treni nel Regno Unito
  • 1 treno in Lussemburgo
  • 800.000 euro: investimento iniziale nel nostro camion per il diserbo intelligente

Ma come il nostro team del Regno Unito può testimoniare, prendere il progetto tedesco originario e portarlo in altri Paesi non è un'impresa da poco. Anche all'interno della stessa Europa, le caratteristiche delle reti ferroviarie possono differire significativamente tra Paesi. Come racconta Alan Morris, Responsabile per il Nord Europa, “Il sistema ferroviario vittoriano del Regno Unito e la rete ferroviaria tedesca sono due universi molto differenti, che ci hanno costretto a modificare numerosi aspetti del progetto originale.”

Dopo aver consultato vari esperti di ferrovie e identificato il proprio gruppo di fornitori, il nostro team del Regno Unito è riuscito a realizzare la sua versione di treno per diserbo intelligente nel 2021, tre anni dopo aver presentato la propria proposta di rinnovo della vecchia flotta di treni per diserbo della rete ferroviaria britannica. Ciò ha implicato l'adattamento delle dimensioni stesse del treno per conformarlo alle esigenze della Network Rail in termini di misure. Il treno è stato realizzato in Francia con SOCOFER e quindi trasportato in parti separate su camion a Derby dove è stato infine assemblato. Tutto ciò durante la pandemia di Covid, il che ha spinto Alan ad elogiare il suo team e i suoi fornitori per il loro atteggiamento positivo e la capacità di elaborare soluzioni inedite. Riportando le sue parole, “alla fine, il successo di un progetto di questo tipo, innovativo e ambizioso, dipende dalle persone”.

Dal treno al camion su rotaia

Anche il nostro team francese ha dato prova di notevole agilità e immaginazione quando nel 2020 ha saputo che la sua offerta per la manutenzione della vasta rete ferroviaria SNCF non era stata accettata. Di fronte alla prospettiva di affrontare tratti relativamente piccoli di ferrovie gestite da alcune grandi imprese industriali o da autorità regionali, il team ha deciso di riconsiderare la sua offerta abbandonando i treni e concentrandosi invece su una soluzione più flessibile: ha individuato ciò che ha determinato il successo del nostro sistema di diserbo intelligente sin dall'inizio — il sistema di irrorazione adattativa, le telecamere e tutta la tecnologia informatica — e montato il tutto su un camion che poteva essere comodamente guidato su rotaie come sul buon vecchio asfalto.

Per riuscire a trasferire il nostro sistema di diserbo intelligente sul nuovo camion i nostri fornitori e il nostro team hanno dovuto pensare fuori dagli schemi in più di un'occasione. Ma ne è valsa la pena. Il veicolo ad alta tecnologia da 800.000 euro ha decisamente avuto successo nel diserbo delle ferrovie dei nostri clienti nel rispetto delle severe disposizioni attualmente vigenti in Francia. Laddove il glifosato non è consentito, siamo stati in grado di offrire un'alternativa a base di acido pelargonico, un principio attivo di origine vegetale che, combinato con altri prodotti chimici, può dare risultati soddisfacenti.

Tutto sommato il nostro camion per il diserbo intelligente si sta rivelando più efficace degli approcci precedenti che implicavano l'irrorazione di erbicidi da camion pick-up che viaggiavano lungo la ferrovia. Si è anche dimostrato più flessibile dei treni per il diserbo — di cui a volte dobbiamo rifinire il lavoro — dato che può inserirsi sulle rotaie e uscirne in qualsiasi punto.

Il futuro sembra roseo

Nonostante gli immediati successi registrati dal nostro sistema di diserbo intelligente nelle sue differenti versioni (inclusi i quad in Svezia), stiamo già lavorando alacremente su alcuni dei numerosi aggiornamenti previsti dalle nostre tabelle di marcia per lo sviluppo di prodotti. Alcuni di questi, come l'uso dell'elettricità al posto del carburante per alimentare il nostro camion per il diserbo oppure la capacità di irrorare intorno ai binari invece che solo al loro interno, dovrebbero vedere la luce quanto prima. Altri appartengono ovviamente al futuro.

Ma i nostri team Smart Weeding System, guidati ora da Virginie Giraud, sono convinti che esistono diversi modi per rendere il nostro sistema ancora più intelligente. Il rilevamento delle erbe infestanti dovrà gradualmente affinarsi nel riconoscimento delle stesse. Se per identificare ogni specie di erba infestante incontrata senza rallentare i nostri veicoli occorrerà superare molte difficoltà, i recenti sviluppi dell'intelligenza artificiale e del riconoscimento automatico delle forme fanno ben sperare nel raggiungimento di tale traguardo entro un lasso di tempo ragionevole.

La nostra capacità di mappare lo sviluppo di erbe infestanti intorno alle ferrovie può essere anche migliorata usando le immagini satellitari e il riconoscimento con droni. Una volta acquisita un'immagine dettagliata e precisa delle condizioni di un'intera rete ferroviaria, potremmo essere in grado di utilizzare algoritmi predittivi per ottimizzare gli itinerari dei nostri veicoli e quindi risparmiare combustibile e manodopera.

Naturalmente, i nostri team sono pieni di nuove idee su come migliorare il sistema attuale mentre viene adattato alle specifiche dei Paesi extraeuropei, come l'Australia o il Giappone. Se siete interessati alla nostra esperienza e a cosa può fare per voi il nostro Smart Weeding System, non esitate a contattarci.

Grazie a tutti coloro che hanno reso possibile questo progetto: Virginie Giraud, Ekaterina Bouchet, Caroline Hallier, Adrian Marston, Alan Morris, Helene Brun, Sohan Singh, Hinnerk Bassfeld, Morgane Malrieu