Perché non dobbiamo temere i droni in Open: da dove viene la regola degli 80 Joule per volare senza patentino sulle persone e in città

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La possibilità di volare e lavorare in città e sulle persone, senza patentino ma solo con un test online, con droni da 900 grammi che sviluppano fino a 80 joule di energia in caso di impatto, scatena sui social ansie che non hanno nessuna ragione di essere, né dal punto di vista statistico (ce lo dicono i dati degli assicuratori) né dal punto di vista scientifico: il criterio degli 80 joule  non è stato scelto a caso ma ha una lunga storia accademica e di ricerca alle spalle. Ecco da dove viene.

Nelle regole europee che stanno arrivando, un lungo processo cominciato la scorsa estate e che si concluderà nel 2022, arriveranno nuovi obblighi (uno fra tutti la necessità di registrare tutti i droni e portare a bordo un transponder interrogabile in tempo reale dalle Forze dell’Ordine) e nuove affascinanti possibilità, forse la più importante è quella di poter lavorare e volare in città e sulle persone (la futura sottocategoria A1) non in assembramento, questo resta tabù, con droni fino a 900 grammi di peso, che saranno marchiati CE C1 e avranno velocità limitata a 19 metri al secondo, poco meno di 70 km/h. Nella documentazione EASA è chiaramente indicato che 80J dovrà essere l’energia cinetica massima trasferita a un corpo umano nel caso di caduta verticale da 120 metri, che è la quota massima operativa per i droni C1, e sarà condizione indispensabile per ottenere la marchiatura CE C1 e quindi usare queste macchine sulla gente. 
Volare sopra le persone è una necessità operativa, non un capriccio,
visto che non è né logico né pratico pensare di transennare e chiudere al traffico pedonale una strada con tutti i disagi alla cittadinanza che ne conseguono solo per fare lavori urbani con un drone, per esempio il rilevamento 3D di un cantiere, un palazzo, un ponte o semplicemente fotografia professionale.

E soprattutto, i droni da 900 grammi C1 (e C0, i “duecentocinquantini” europei che sostituiranno i trecentini attuali, ad oggi le uniche macchine che possono lavorare legalmente in città e sulla gente senza patentino) sono concepiti per volare nei parchi pubblici, dove i regolamenti comunali lo consentiranno.

Voli ovviamente da potersi svolgere senza patentino, visto che è il tipico uso familiare e dei ragazzi (dai 16 anni compiuti). Confortante quindi sapere che i dati degli assicuratori dimostrano l’eccezionale livello di sicurezza raggiunto da questi piloti amatoriali senza patentino.

Quanti sono 80 Joule, la soglia globale dell’inoffensività legale)

I 27 Paesi dello spazio EASA (Paesi UE più Svizzera, Islanda, Norvegia e Liechtenstein), e dall’altra parte dell’oceano la FAA americana, concordano sul mettere il paletto dell’inoffensività legale a 80 joule di energia sviluppata all’impatto, da cui deriva la formuletta semplificata “drone da 900 grammi con velocità massima 19 metri/secondo” che designa ormai tra le due sponde dell’Atlantico il limite sotto il quale il drone è ritenuto sicuro e inoffensivo.

Per avere un’idea di quello di cui stiamo parlando, il massimo numero di Joule sviluppato nel football americano dal campione e recordman Ben Roethlisberger, l’unico atleta professionista in grado di scagliare la palla ovale a oltre 15 metri al secondo (55 km/h) è stata di 67 joule, lontana alla soglia degli 80 Joule dei futuri droni C1. Ne consegue che mai nessun atleta è morto per una pallonata nel football americano, sport peraltro pericolosissimo che conta invece diverse vittime per le durissime azioni di placcaggio. Molti altri sport invece hanno palle che superano pericolosamente la soglia degli 80 joule, e qui incidenti mortali ci sono stati eccome: il Baseball è terribile, 145 joule, con le sue palle da un etto e mezzo che scagliate dalle mazze di atleti professionisti viaggiano  a 160 km/h, proiettili che possono uccidere e hanno ucciso, ma sul podio degli sport pericolosi lato palla salgono anche i Cricket (140 joule) e il Golf, le cui palline da meno di 50 grammi in appositi test, scagliate da atleti specialisti nell’imprimere potenza, hanno superato i 270 km/h sviluppando 130 joule. Quanto al calcio, le pallonate sono esattamente attorno alla soglia degli 80 joule. Quindi possiamo affermare con tranquillità che un drone da 900 grammi sviluppa all’impatto, nel caso peggiore, la stessa energia di una pallonata: può far male, certo, e fare danni a vetri e cose, ma non uccide. Danni di cui tranquillamente può e deve occuparsi un’assicurazione.

Dalle fucilate dell’Impero Britannico ai droni inoffensivi: alla ricerca degli 80J

Identificare il limite d 80 joule come soglia dell’inoffensività è un lascito della guerra fredda, in cui sono stati fatti molti test e ricerche per cercare di calcolare in modo scientifico lo scenario di devastazione che sarebbe seguito a un eventuale attacco nucleare in città, tra radiazioni, onde d’urto e di calore e detriti che volano da tutte le parti. La parte che ci riguarda, non essendo (fortunatamente) i nostri droni ordigni nucleari, è quella che si focalizza sui detriti,  ricerche che sono state alla base anche dello sviluppo dei proiettili antisommossa non letali. Chiariamo subito che il limite degli 80 joule è conservativo, i primi ricercatori nell’immediato dopoguerra si erano focalizzati sulla ricerca della soglia in cui la probabilità di morte fosse inferiore all’1%, ma studi più recenti indicano che la probabilità in realtà è molto inferiore e si avvicina a zero, quando non si tratti di proiettili penetranti: una notazione di semplice buonsenso che fa sì che sia le le linee guida ENAC sui droni inoffensivi sotto i 2 kg sia le future norme EASA per la marchiatura CE C1 degli inoffensivi da 900 grammi impongono accorgimenti per rendere il drone il meno pericoloso possibile, al di là dei joule sviluppati.

Dal punto di vista storico, la prima citazione degli 80 joule come energia di sicurezza è del 1896 (non è un errore, proprio la fine del XIX secolo), e la si ritrova in un manuale dell’Impero Britannico per l’evacuazione dei feriti su un campo di battaglia, prendendo a riferimento l’artiglieria tedesca dell’epoca.

Il dato era subito stato sfruttato dai tedeschi, e portata alla fama dal tenente generale artigliere prussiano Heinrich Wilhelm Rohne che nel suo testo di strategia militare Schiesslehre fur Infantrie del  1906  lo usò per indicare a che distanza i proiettili nemici non potevano più far male.  Un testo fondamentale durante tutta la Grande Guerra, tanto che la regola degli 80 joule è ancora oggi nota come “Regola di Rhone”. 

Nel corso del tempo, la regola di Rhone è passata indenne attraverso moltissime revisioni, sia appunto durante la guerra fredda,  che preoccupandosi dai bombardamenti nucleari hanno approfondito le ricerche non solo ai soldati, che sono di norma giovani maschi abbastanza in salute, ma di tutta la popolazione, anziani e bambini compresi. Ricerche continuate anche dopo la guerra fredda: ultimi studi nel 1983, quando una ricerca dell’US Army Ballistic Research Laboratory nel  Maryland ha incaricato un ricercatore a contratto per verificare se la regola del tenente prussiano fosse ancora valida, alla luce di tutta la letteratura scientifica depositatasi in otto decenni.

E il responso è stato che sì, se la ferita non è penetrante (e quindi se si tratta di un drone e non di un proiettile) il limite invalicabile degli 80 Joule resta il confine sicuro per i droni che dal 2022 ci gireranno sulla testa

Con l’avvento del computer, la regola degli 80 Joule è stata rimessa alla prova con simulazioni matematiche. Uno  dei contributi più interessanti è la Formula di Lewis, che fa entrare nel calcolo anche la forma dell’oggetto e la sua dimensione, partendo dal presupposto che un proiettile moderno a 80J può rivelarsi letale, nonostante i calcoli novecenteschi di Rohne, mentre una pallonata alla peggio richiede un poco di ghiaccio, visto che il proiettile può penetrare nel corpo ma il pallone no. E quindi alla regola di Rohne Lewis aggiunge dei correttori che tengono conto della capacità di penetrazione e l’area di impatto dell’oggetto, nel nostro caso il drone. Più piccolo e appuntito è l’oggetto, più può essere penetrante e quindi rivelasi pericoloso anche sotto la linea di sicurezza degli 80 Joule, nel grafico in blu, mentre in rosso diverse categorie di proiettili: in questo caso schegge di bomba e detriti, visto che la formula di Lewis serve a calcolare la letalità delle esplosioni belliche.

Come è facile vedere dal grafico, i droni da 900 grammi stanno ben al di sotto sia della regola dei Rohne sia dalle linee di sicurezza delle formule di Lewis, dandoci la garanzia scientifica che né un drone da 250 grammi né uno da 900 violano l’inoffensività legale, in nessun caso, quale che sia la loro forma. Anche perché la direttiva europea vieta esplicitamente angoli vivi nei droni C1. Altra cosa interessante da notare è che un drone da 900 grammi che vola sotto i 20 metri al secondo  a 80 Joule non ci arriverà mai, segno evidente che EASA ha voluto rimanere conservativa e ritagliare un ampio margine di sicurezza per i futuri droni CE C1.

Una tendenza a mantenersi conservtiva, quella di EASA, che si rifletta anche nella comparazione tra  i droni inoffensivi del regolamento ENAC, tuttora in vigore, e i futuri C1 di EASA: per quanto riguarda l’energia in caso di impatto, il regolamento ENAC fissa il limite a 2 kg (più del doppio rispetto all’authority europea) e i joule in una forbice tra 66 e 122 Joule, con diverse procedure di certificazione a seconda del limite adottato. Ai fini del regolamento ENAC, le operazioni dei SAPR inoffensivi fino a due chili (e superiori a 300 grammi) possono avvenire senza mezzi per limitare l’area di operazioni (cavi di vincolo, sistemi GPS, etc.), senza garantire Buffer adeguati, di limitazioni sulle aree esterne a quella di operazioni, di apparati per limitare la velocità di volo o di caduta in caso di avaria, di transenne, permettendo operazioni in aree abitate frequentate da persone inconsapevoli e non adeguatamente protette ed in presenza di infrastrutture sensibili, a meno di altri divieti locali.

E se ci dovessero essere (e ci saranno) ginocchia sbucciate, lividi e vetri rotti ci penserà l’assicurazione, proprio come succede oggi con le pallonate che possono sempre partire da un parco giochi: sempre 80 joule sono, sia che siano mossi dalle eliche o da un potente calcione.

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