Meno emissioni, ma anche maggior risparmio energetico, riduzione dei tempi di transito e crescita professionale del personale. L’introduzione delle tecnologie 5G in un sistema complesso com'è quello dei porti commerciali porta vantaggi ambientali, economici e sociali. Sono queste le conclusioni del progetto di ricerca nato dalla partnership tra soggetti privati e pubblici “Logistics of the future in Sustainable Smart Ports”, che vede tra i protagonisti Fondazione Eni Enrico Mattei, Ericsson Italia, l’Autorità di Sistema Portuale del Mar Tirreno Settentrionale e il Consorzio Nazionale Interuniversitario delle Telecomunicazioni (CNIT). Si tratta di un progetto che si integra all’interno del programma di ricerca Europeo Corealis che ha come obiettivo l’analisi dell’impatto delle nuove tecnologie della connettività (5G) all’interno delle piattaforme logistiche portuali. Lo scopo è comprendere come connettere e far dialogare tra loro oggetti quali, per esempio, i container trasportati dalle navi, le navi stesse e gli impianti di carico e scarico dei moli e delle banchine attraverso la leva della tecnologia. Inoltre, come maggiore efficienza logistica possa essere raggiunta con l’uso dell’Internet of Things (IoT), tecnologie di acquisizione e gestione dei dati, gestione del traffico di prossima generazione e come queste innovazioni possano incidere sulla sicurezza delle operazioni, sui tempi di gestione e sul loro impatto in termini ambientali.
Il progetto è stato premiato con il prestigioso “Industrial Energy Efficiency Award” durante l’Hannover Messe Digital Days, evento mondiale del settore manufatturiero con base in Germania, quest’anno organizzato in modalità digitale il 14 e 15 luglio. Il riconoscimento è stato assegnato per i risultati raggiunti in termini di sostenibilità, di aumento di efficienza e di riduzione dell’impatto ambientale delle operazioni di logistica all’interno del porto, ottenuti grazie all’implementazione di tecnologie quali 5G, Internet of Things (IoT), Realtà Virtuale, Realtà Aumentata e Intelligenza Artificiale.
I porti sono essenziali per l'economia europea: il 74% delle merci esportate o importate nell'UE viene trasportato attraverso i suoi porti marittimi. Allo stesso tempo, le sfide che i sistemi portuali affrontano stanno diventando sempre più importanti, perché i volumi di merci aumentano anche se trasportati da un numero sempre minore di navi: le navi Post-Panamax di più recente fabbricazione hanno una capacità di oltre 18.000 container. Gli operatori portuali devono rispettare normative ambientali e opinioni delle comunità sempre più rigorose in tema di sostenibilità. Nei porti europei sono occupati circa un milione di lavoratori e l’impatto del traffico marittimo europeo è stato, nel 2018, pari a 147 milioni di tonnellate di CO2, il 16% di quello globale. Le reti e le tecnologie digitali 5G sono fondamentali per affrontare queste sfide e trasformare le operazioni portuali per generare uno sviluppo sostenibile.
I ricercatori che fanno capo al progetto “Logistics of the future in Sustainable Smart Ports”, hanno scelto di utilizzare per il Porto di Livorno gli obiettivi definiti dall’Agenda 2030 delle Nazioni Unite – i Sustainable Development Goals (SDGs) e i loro sottoindicatori – per verificare, dati alla mano, come l’introduzione delle nuove tecnologie possa avere un impatto sui processi di gestione delle attività portuali. Il modello utilizzato per il Porto di Livorno si basa sull’“SDSN Italia SDGs City Index”, sviluppato dai ricercatori della Fondazione Eni Enrico Mattei – hosting Institution di SDSN Italia –, un indicatore composito riferito alle città italiane, che fornisce il grado di implementazione dei Sustainable Development Goals (SDGs) nei comuni-capoluogo di provincia del nostro Paese. “Si è deciso di declinare questo modello di analisi adattandolo alla realtà portuale del Comune di Livorno e considerando la trasformazione digitale abilitata dal 5G come motore principale sia per la valutazione delle prestazioni portuali, che per il perseguimento di uno sviluppo sostenibile tout court”, dice Laura Cavalli, ricercatrice senior e project manager della Fondazione Eni Enrico Mattei che ha seguito il progetto.
Situato nell'alto Tirreno, nel Nord Toscana, il porto di Livorno è uno dei più grandi e più importanti porti marittimi italiani, con una capacità di traffico annuale di circa 36 milioni di tonnellate di carico e oltre 700.000 TEU (l'unità equivalente a venti piedi è la misura standard di volume nel trasporto dei container ISO e corrisponde a circa 38 metri cubi d'ingombro totale). Il porto è in grado di ospitare qualsiasi tipo di nave e gestire qualsiasi tipo di traffico. Si tratta di un’importante infrastruttura che impegna 15.000 dipendenti che forniscono servizi a quasi 9.000 navi ogni anno. “Il primo passaggio – continua Laura Cavalli – è stato quello d attuare un’analisi di materialità, per capire e identificare quali fossero i goal rilevanti per la sostenibilità date le caratteristiche del porto. Il secondo step è stato quello di identificare i processi portuali dove la tecnologia poteva essere un driver, creando un impatto trasformativo e dando un valore aggiunto a tutti i servizi e alle operazioni portuali, ma anche alla comunità portuale, così come ai cittadini. In pratica, grazie alla collaborazione con i partner, abbiamo analizzato i processi portuali, dal magazzino al controllo del terminal, alla nave che arriva in porto, considerando quindi tutta la logistica. Infine, abbiamo calcolato l'impatto di tutti i processi tecnologici andando ad associare i tradizionali KPI (Key Performance Indicator) portuali con quelli selezionati all’interno degli SDGs, quindi facendo un lavoro di matching per capire dove è possibile arrivare in termini di sviluppo sostenibile”.
“Abbiamo capito che i benefici del 5G e della digitalizzazione del porto legati allo sviluppo sostenibile sono ben 65. Ci sono benefici diretti, benefici legati all’automazione, 32 benefici legati al trasporto e alla logistica, ci sono infine 13 impatti relazionati alla sostenibilità ambientale e alla sicurezza del personale. Ci sono poi 5 impatti vicini al concetto di smart city, quindi su come il porto possa diventare un hub importante per rendere la città stessa smart. Abbiamo “spacchettato” questi impatti – prosegue Cavalli – in impatti ambientali ed economici del 5G e poi abbiamo considerato tutti i risultati abilitati dal 5G che non sono quantificabili solo economicamente, ma anche in termini di tempo, minuti o di ore che una nave sta in porto per scaricare i propri container o il numero di minuti in cui la nave con container trova esposto il pallet più libero per il trasporto del container nello spazio giusto. La logica è: se una nave arriva in porto e deve scaricare un container 10×10, si necessita di addetti che controllino se c'è un pallet libero, se c'è un posto 10×10 in un container, che sposti un container più piccolo per liberare spazio necessario e in tutto questo tempo la nave resta in porto. La persona che si occupa del braccio della gru rischia di depositare il container in un posto in cui poi lo dovrà sollevare e risollevare (con tutti i pericoli del caso). Con il 5G e l'intelligenza artificiale, anche con la realtà aumentata, posso dire alla nave che sta arrivando che si sta liberando un posto grande 20×20; la nave arriva, scarica e se ne va in sicurezza ed efficienza: tempo perso ridotto, tempo di scarico che passa da 8 minuti a 6 minuti che, nell'arco di un anno, considerando tutte le navi che entrano in porto, diventano numeri considerevoli, quindi porto più sicuro e anche economicamente attrattivo”.
Nel 2019, le navi hanno trascorso 5.013 ore all'ormeggio nel terminal selezionato. Questo è uguale a 25 ore di ormeggio per ciascuna nave porta-container, che può essere ridotta a 20 ore in media. Il tempo di risparmio previsto potrebbe portare a 41 giorni in meno in porto che, a causa di costi operativi medi per navi di questa dimensione, è pari al 20% del totale correlato con i costi nel corso dell'anno. “Un attracco navi ottimizzato può permettere al porto di Livorno di risparmiare circa due milioni e mezzo di euro all'anno, che è la riduzione del 20% medio”. Anche in termini di emissioni i risparmi sono considerevoli; per esempio attraverso una gestione più oculata dei camion che entrano ed escono dal porto per ritirare e scaricare i container. “Circa 8,2% è la riduzione associata alle emissioni di CO2 per le operazioni del terminal, per dare un’idea in valore assoluto sono circa 38 milioni di palloncini da compleanno pieni di CO2 che vengono risparmiati” spiega ancora Cavalli.
Ogni anno 140.000 camion entrano ed escono dal terminal. I ricercatori stimano che l’introduzione del 5G possa ridurre i tempi di accesso e di carico e scarico delle merci portando a 8.400 ore risparmiate. Anche sotto il profilo sociale e occupazionale gli impatti si sono mostrati interessanti. “Quando parliamo del 5G e dell’automazione va considerata anche l'importanza di non perdere il personale che aveva delle qualifiche specifiche per mobilitare i container, personale che necessita una formazione continua per acquisire nuove competenze legate anche all’utilizzo di strumenti tecnologici.
Il porto di Livorno – conclude Cavalli – doveva capire se investire nel 5G e, per fare questo, non ha soltanto applicato la classica teoria cost-benefit analysis, ma ha voluto intersecare la sostenibilità, quindi proiettare le classiche stime economiche, intersecandole con gli SDGs e i target dell’azienda, proponendo dunque un lavoro molto più innovativo”.