Per la protezione e la sicurezza perimetrale di vaste aree, industriali e residenziali, parchi solari e aeroporti, servono soluzioni differenti (o aggiuntive) rispetto ai tradizionali sistemi basati sulla videosorveglianza i radar volumetrici. Scopriamo insieme quali tecnologie possono essere adottate, come funzionano e quanto sono precise e affidabili.

Sicurezza perimetrale: sistemi di monitoraggio e protezione alternativi

Per il monitoraggio e la protezione di recinzioni e barriere esterne di aree ad alto rischio, come quelle di aeroporti, parchi fotovoltaici, siti industriali ma anche zone residenziali e villaggi vacanze, non sono sufficienti le tradizionali soluzioni basate su telecamere di videosorveglianza e radar volumetrici. Le recinzioni e le cancellate possono estendersi per centinaia di metri o diversi chilometri, trovarsi in zone dove è difficile (se non addirittura impossibile) portare i cavi di segnale e alimentazione, magari soggette a disturbi ambientali (animali, vegetazione, ecc.) che riducono l’affidabilità del rilevamento tramite sensori ottici o microonde. Questo non significa che l’impianto di sorveglianza sia inutile ai fini della sicurezza ma è necessario integrarlo con altre soluzioni che impiegano tecnologie idonee allo scopo.

Le termocamere

Le termocamere possono essere una valida soluzione per la sicurezza perimetrale quando le distanze in gioco e le opere di cablaggio non sono troppo eccessive. L’energia termica passa attraverso mezzi oscuranti come fumo, polveri, fogliame, umidità e nebbia leggera, che nei sistemi tradizionali riflettono gli IR compromettendo la visione. Inoltre viaggia nell’atmosfera in modo più efficiente di quanto non faccia la luce visibile, così da permettere alle termocamere di ampliare il proprio raggio d’azione. Le termocamere sono anche molto discrete perché non richiedono sistemi aggiuntivi di illuminazione a luce visibile.

I principali produttori di termocamere permettono spesso di scegliere l’obiettivo più adatto per le singole esigenze, indicativamente con lunghezza focale da 7,5 a 100 mm circa corrispondenti ad un campo di visivo compreso tra 90°x70° e 6°x5°. I singoli abbinamenti consentono di monitorare anche recinti molto lunghi e a chilometri di distanza in condizioni ottimali.

Sensori MEMS per rilevare gli spostamenti in 3D

I sistemi utilizzati in passato per rilevare la manomissione o lo scavalcamento delle recinzioni utilizzavano sensori inerziali (sfere metalliche o pendolo inverso) che si dimostravano spesso imprecisi e incapaci di fornire informazioni sufficienti per stabilire le cause dell’allarme. Per questo motivo sono stati ormai rimpiazzati da soluzioni tecnologiche più efficaci e affidabili che abbiamo selezionato per questo articolo. La prima che vogliamo analizzare è basata sui sensori MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) che calcolano l’accelerazione di gravità sui tre assi (X, Y e Z).

Questi sensori informano la centralina che elabora i segnali (controller) sul posizionamento dello stesso sensore e quindi della recinzione sul quale viene applicato rispetto al “punto zero” memorizzato in fase di installazione. Qualsiasi variazione di posizione, ad esempio l’inclinazione di n gradi superiore al valore di riferimento, viene trasmessa al sistema di controllo dell’impianto perimetrale generando un segnale di allarme oppure di manomissione.

Cavo magnetofonico ad alta sensibilità

Altra soluzione di largo impiego per la protezione della sicurezza perimetrale si basa sui cavi magnetofonici che convertono in segnali elettrici l’energia vibrazionale causata dall’attività meccanica a cui vengono sottoposti. Questi segnali, a basso rumore e di alta qualità, sono altamente rappresentativi del tipo di attività che li ha generati e permettono quindi di segnalare eventuali tentativi di taglio, scuotimento, sfondamento o scavalcamento di muri e recinzioni.

Il cavo magnetofonico, inoltre, è progettato per offrire una maggiore sensibilità e precisione nella rilevazione delle attività “ostili” compiute da un malintenzionato ed una risposta più attenuata per quelle “non ostili” generate da fattori ambientali come il vento, la pioggia, la grandine oppure le vibrazioni emesse da un aereo o da automezzo che transita nelle vicinanze. In questo modo si garantisce un’efficace discriminazione delle attività già a monte della rilevazione, semplificando (ma non sostituendo) la successiva elaborazione dei segnali attraverso sofisticati filtri e processi software che devono stabilire se attivare o meno l’allarme.

Altro vantaggio offerto da alcuni modelli è l’ascolto in tempo reale dell’audio proveniente da un punto preciso della recinzione, così da verificare la situazione con l’eventuale ausilio delle telecamere e delle termocamere di sorveglianza.

Sensori piezodinamici con ulteriori funzionalità

I sistemi con sensori piezodinamici sfruttano sensori capacitivi o piezoelettrici disposti in modo puntiforme. Disponibili nelle versioni attiva o passiva (senza alimentazione), misurano le vibrazioni causate da un tentativo di taglio o scavalcamento così come le micro flessioni e torsioni a cui sono sottoposti i pali di sostegno della cancellata, inclusi quelli effettuati senza generare impatti e rumori. Anche in questo caso i segnali elettrici generati dai sensori vengono poi analizzati e comparati per generare o meno un allarme.

L’elevato numero di sensori presenti su cancellate particolarmente estese consente di identificare con precisione la sezione del perimetro sottoposta ad intrusione, con l’eventuale conferma da parte della videosorveglianza. I sensori piezodinamici passivi non sono soggetti a guasti elettrici né a disturbi da campi elettromagnetici o emissioni in radiofrequenza vista l’assenza di componenti elettronici attivi. Sono inoltre immuni ai fattori ambientali (vento, pioggia, neve e forti escursioni termiche) e ad altre fonti di disturbo che si trovano in prossimità della recinzione (macchinari, strade, ferrovie, ecc.).

La possibilità di gestire, con un solo controller, diverse centinaia di sensori, anche in modo indipendente, consente la precisa individuazione del punto in allarme ed una copertura che va da poche decine di metri a diversi chilometri. È bene sapere che i cavi magnetofonici e i sensori piezodinamici si applicano principalmente alle recinzioni semirigide con pannelli elettrosaldati e per le cancellate anche se, in alcuni casi, sono adatti anche alle recinzioni leggere (deformabili).

Il lucchetto intelligente in fibra ottica per la sicurezza perimetrale

Le soluzioni basate su fibra ottica, in pratica veri e propri “anelli” (loop) che monitorano costantemente e intelligentemente lo stato della recinzione, sono quelle che assicurano la maggiore efficacia e il minor rischio di falsi allarmi. Una fibra ottica è composta da filamenti di materiali vetrosi o plastici, realizzati in modo da poter propagare al loro interno la luce su distanze lunghissime con perdite molto limitate. Oltre a risolvere brillantemente i limiti fisici dei cablaggi in rame nei sistemi di connessione dati, hanno aperto nuove prospettive di applicazione anche nell’ambito della sicurezza grazie anche alla totale immunità ai disturbi elettrici (può essere accoppiata ai cavi di alta tensione) e alle condizioni atmosferiche più estreme. L’ottima propagazione è l’elemento che ha spinto i progettisti di sistemi antintrusione ad impiegare la fibra ottica nella protezione perimetrale delle recinzioni particolarmente estese.

Lucchetto in fibra ottica e sicurezza perimetrale: come funziona

La logica di funzionamento è molto semplice: un dispositivo elettronico trasmette e riceve un segnale ottico attraverso un anello (loop) in fibra ottica. Dal momento che questo anello viene applicato lungo la recinzione (andata e ritorno), eventuali deformazioni o sfondamenti che causano una variazione del flusso luminoso o la sua interruzione vengono rilevati immediatamente dal dispositivo generando un allarme. Semplificando al massimo, questo sistema rappresenta la versione “ottica ed intelligente” degli antifurti basati su lucchetto e catena.

Il dispositivo elettronico che genera, trasmette e riceve il segnale ottico viene chiamato “analizzatore” o “concentratore” perché non si limita a stabilire la presenza o l’assenza del segnale luminoso in fase di ritorno ma lo codifica in modo da non essere intercettato o replicato, monitora costantemente eventuali variazioni generate dagli stress sulla fibra ottica e gestisce diverse linee in modo indipendente. A seconda della tipologia e dell’impostazione adottata, un analizzatore può gestire fino a 200-300 metri di cavo, generare un allarme e/o una notifica (es.: assenza alimentazione di rete, guasto batteria tampone interna, tamper, ecc.) interfacciandosi con altri sistemi di antintrusione o telecomunicazione tramite interfacce open standard o proprietarie.

Monitoraggio costante delle deformazioni

Il cavo in fibra ottica che trasporta il segnale luminoso, solitamente ospitato all’interno di una guaina di protezione con filtro anti UV ed applicato alle maglie, si comporta come un sensore di deformazione della recinzione. In caso di taglio, scavalco o sollevamento di quest’ultima, l’analizzatore rileva le variazioni del livello luminoso e genera un allarme o una notifica. In alcuni casi è presente anche un tendicavo, ovvero un accessorio optomeccanico che amplifica sul cavo in fibra ottica l’effetto generato dalla deformazione della recinzione, ed una funzione che adatta l’analizzatore alla nuova condizione di lavoro (es.: recinzione parzialmente sfondata ma senza rottura della fibra) e riattiva la protezione in attesa della necessaria riparazione o sostituzione.

Le rotture del cavo in fibra sono riparabili in tempi rapidi e senza l’utilizzo di strumenti costosi. Per le sue caratteristiche intrinseche, i sistemi di protezione perimetrale con fibra ottica vengono impiegati quasi esclusivamente su recinzioni flessibili (quelle vendute a rotoli) e non su quelle rigide (cancellate, reti a maglia ad elevato spessore, ecc.) dove i sensori microfonici e piezodinamici si rivelano più efficaci.

Lucchetti in fibra ottica, insensibili alle vibrazioni ambientali

A differenza dei sensori MEMS, microfonici e piezodinamici, la fibra ottica non rileva eventuali vibrazioni causate da pioggia, grandine, tuoni, animali e dal passaggio di mezzi di persone e trasporto. Ciò può rappresentare un grande vantaggio perché riduce fortemente i falsi allarmi e garantisce una protezione H24 senza la necessità di implementare soluzioni di videosorveglianza ottici o termografici nelle zone più inaccessibili. Può anche essere un limite nei casi in cui, oltre al taglio o allo scavalcamento della recinzione, si renda necessario monitorare le vibrazioni generate di proposito dai malintenzionati.

Linea singola o multipla

La protezione in fibra ottica non deve essere necessariamente basata su una singola linea. Due o più linee con percorsi differenti possono infatti migliorare il livello di protezione e concentrare il monitoraggio su alcuni aspetti piuttosto che altri. In una recinzione alta circa 180-200 cm si ritiene che la singola linea permetta di rilevare lo sfondamento e lo scavalco. Due o tre linee aggiungono la protezione dal sollevamento, nel caso in cui un malintenzionato voglia passare sotto la rete strisciando sul terreno, mentre una quarta linea impedisce il taglio delle maglie per creare un varco di passaggio.

Loop Ottico per impedire il furto dei pannelli solari

I sistemi di protezione in fibra ottica si rivelano efficaci e pratici, non solo per la sicurezza perimetrale, ma anche per impedire il furto o la manomissione dei pannelli solari termici e fotovoltaici. Invece che percorrere la recinzione, il cavo in fibra ottica viene fatto passare attraverso anelli passacavo o altri sistemi fissati sul bordo inferiore del pannello sfruttando i fori di predisposizione oppure le stesse asole di fissaggio e senza quindi alterare la garanzia dell’impianto.

L’analizzatore/concentratore può gestire una o più tratte fino a 100-200 metri lineari attraverso altrettanti loop, rilevando lo strappo dei pannelli solari e, grazie a speciali sensori ottici indirizzati, anche lo spostamento e la manomissione di ogni singola unità. Dal momento che questa protezione è indipendenti dallo status dell’impianto fotovoltaico (attivo oppure inattivo), può essere attivata anche a cantiere aperto e fin dalla posa dei primi pannelli. Anche in questo caso, il loop in fibra ottica garantisce tutta una serie di vantaggi difficili da ottenere con altri sistemi come i sensori meccanici e i cablaggi in rame, come la completa immunità alle condizioni atmosferiche e ambientali che, molto spesso, sono la principale causa di falsi allarmi.