Fatti: A. A.a. A._, nato nel 1972, di formazione muratore ha inoltrato nell'ottobre 2002 una domanda di prestazioni AI per adulti lamentando affezioni alle ginocchia, a seguito della quale gli è stata concessa una riqualifica professionale come progettista nella tecnica impiantistica, che è stata ultimata con successo. Con decisione del 14 dicembre 2009 l'Ufficio AI del Cantone Ticino (di seguito UAI) ha considerato l'assicurato convenientemente reintegrato, senza diritto a ulteriori provvedimenti professionali e a una rendita d'invalidità. A.b. Nel settembre 2016 A._ ha presentato una seconda domanda di prestazioni AI, lamentando un peggioramento dello stato di salute, in particolare la presenza di una componente depressiva-reattiva. L'UAI ha acquisito agli atti la perizia pluridisciplinare del 2 febbraio 2018 a cura del Servizio Accertamento Medico dell'Assicurazione Invalidità (SAM) - con consulti di natura psichiatrica, reumatologica, neurologica e chirurgica - che hanno permesso di concludere per una capacità lavorativa all'80% nell'attività abituale rispettando i limiti funzionali e di carico descritti dal consulente in reumatologia, a far tempo dal 18 marzo 2016. Con decisione del 25 maggio 2018 l'UAI ha rifiutato il diritto a una rendita d'invalidità e a provvedimenti professionali. B. A._ si è rivolto il 19 giugno 2018 al Tribunale delle assicurazioni del Cantone Ticino e, censurata preliminarmente la violazione del diritto di essere sentito, ha chiesto l'annullamento della decisione impugnata e il rinvio degli atti all'amministrazione affinché, dopo avere esperito gli accertamenti necessari, venga deciso sul diritto a una rendita d'invalidità. In corso di causa l'assicurato ha chiesto il riconoscimento di provvedimenti professionali. Con giudizio del 2 agosto 2019 la Corte cantonale ha respinto il gravame. C. A._ inoltra un ricorso in materia di diritto pubblico al Tribunale federale in data 12 settembre 2019 (timbro postale), chiedendo in via principale l'annullamento del giudizio cantonale e la sua riforma nel senso che gli venga riconosciuto un grado d'invalidità di almeno il 30% in ogni attività dal 18 marzo 2016. In via subordinata, egli domanda l'annullamento del giudizio cantonale e il rinvio degli atti per nuova decisione sul diritto a una rendita d'invalidità, esperiti i necessari accertamenti. Infine, in via ancora più subordinata, egli invoca l'annullamento del giudizio impugnato.