Salvaguardia di infrastrutture energetiche complesse

Dalla rivista:
Automazione e Strumentazione

Pubblicato il 15 marzo 2002

La crescente complessità, interconnessione e interdipendenza tra le infrastrutture energetiche (impianti di produzione, reti elettriche, olio e gas), dei trasporti (stradali, ferroviari, aerei), delle telecomunicazioni (terrestri e satellitari), servizi di emergenza (civili e militari), servizi sanitari e finanziari, tutte di tipo complesso e “information-intensive” nel senso che fanno largo uso di infrastrutture informatiche di governo e gestione, pone alla Società del terzo millennio nuovi problemi di progettazione e di analisi di “sistemi-di-sistemi” che non sono risolvibili con gli strumenti concettuali e tecnologici oggi disponibili. Infatti, la complessità di questi sistemi, insieme a un comportamento fortemente non lineare e dipendente dal tempo, fa si che i modelli matematici siano vaghi, le metodologie di analisi del comportamento in varie situazioni praticamente inesistenti, il loro controllo una vera sfida per il numero imprevedibile di possibili interazioni tra sottosistemi e conseguente propagazione dei malfunzionamenti (cascading failures). Siamo di fronte a sistemi complessi che impongono un ripensamento dell’idea stessa di governo e gestione delle infrastrutture e la costruzione di un nuovo sistema di governo che ponga al centro il concetto di rete. Le singole infrastrutture vanno viste globalmente nelle loro componenti: umana (organizzazione di gestione), fisica (elettrodotti, gasdotti, oleodotti, binari, autostrade…), informatica e di comunicazione (trasmissione ed elaborazione dati e comandi per il governo della rete). Le singole infrastrutture, già di per se complesse come illustrato in Figura 1, possono avere dei punti di interazione. Tipica l’interazione tra l’infrastruttura per la distribuzione elettrica e l’infrastruttura per le telecomunicazioni, destinata ad aumentare con l’allargamento del mercato elettrico. La perdita o il malfunzionamento di uno o più degli elementi componenti un nodo può comportare la perdita del servizio come percepito dall’utente finale. Allo stato attuale, a differenza che nel passato, i problemi più difficili da risolvere sono quelli legati agli aspetti umani di gestione e agli aspetti informatici di governo della rete fisica. Il problema è reso ancora più complesso dalla liberalizzazione dei mercati. Infatti, se si considera come esempio il problema della gestione della produzione, mercato e distribuzione elettrica; la liberalizzazione insieme all’ingresso dei piccoli produttori e all’uso di rete di telecomunicazioni non più di tipo proprietario e riservato ma di tipo pubblico, comporta, di fatto, una perdita di unitarietà nel monitoraggio e diagnostica dell’intera struttura e una possibilità reale di malfunzionamenti dovuti a malfunzionamenti della rete di telecomunicazione. A queste, vanno aggiunte le difficoltà introdotte dalla borsa dell’energia, per cui in tempo reale bisogna gestire un’enorme mole di informazioni per soddisfare le esigenze dei clienti, dei fornitori e di gestione delle funzioni dell’infrastruttura. Il problema è destinato a complicarsi con l’approccio di estremizzare il mercato elettrico a livello di singolo contatore.
Di conseguenza, l’esigenza di partire con una iniziativa di R&S a livello nazionale, con forti collegamenti internazionali per la natura trans-nazionale del soggetto, mirata alla risoluzione di questi nuovi problemi e a contribuire allo sviluppo di una nuova disciplina che viene denominata dagli addetti ai lavori come “Complex Adaptive Systems” (Cas). I tecnici dovranno sviluppare nuovi strumenti adeguati a trattare la complessità del problema, ma allo stesso tempo tutti i soggetti pubblici e privati investiti dal problema dovranno essere disposti a rivedere le proprie priorità e le proprie responsabilità e a rimuovere gli ostacoli esistenti al fine di promuovere uno sviluppo integrato delle infrastrutture economiche, logistiche e dei servizi atte a garantire la qualità dei servizi richiesti dai cittadini, attraverso l’uso e la messa in comune di reti telematiche e banche dati. Ovviamente, la costruzione e la gestione delle grandi infrastrutture nazionali, sempre più di tipo intelligente, va oltre Internet, ma sarà sempre più imprescindibile dallo sfruttamento delle tecnologie dell’informazione e della comunicazione, in un quadro di riferimento nazionale e internazionale coordinato e sostenibile. Pensare a realizzare un singolo impianto o una singola infrastruttura senza essere valutata in un contesto di rete, utilizzando le tecnologie dell’informazione e della comunicazione allo scopo di agevolare l’interscambio di notizie operative e di servizi di utilità atti a favorire l’incontro della domanda e dell’offerta è semplicemente anacronistico e contro gli interessi del cittadino. Lo sviluppo delle infrastrutture a banda larga, necessario per utilizzare al meglio le potenzialità dei servizi multimediali interattivi, incide profondamente su tutto il sistema-Paese in quanto saranno elemento di riferimento necessario per il governo e la gestione di ogni infrastruttura rilevante a livello nazionale. In questo scenario, assume sempre maggiore importanza la risoluzione di tutti i problemi di affidabilità, sicurezza di funzionamento, protezione contro eventi naturali e attacchi deliberati, sicurezza contro usi indesiderati e riservatezza delle informazioni che lo stesso concetto di rete implica.