Comportamento Strutturale delle Costruzioni: le Linee Guida per l'Utilizzo dei dati Satellitari

Pubblicata la prima versione delle Linee Guida per l'Utilizzo dei dati Interferometrici Satellitari ai fini dell'Interpretazione del Comportamento Strutturale delle Costruzioni

06 Agosto 2021: il documento è stato sviluppato nell'ambito del WP6 del progetto DPC-RELUIS in collaborazione tra il Dipartimento di Protezione Civile e i due Centri di Competenza Irea (CNR) e ReLUIS.

L’obiettivo principale del documento è quello di esaminare le potenzialità e i limiti dell’utilizzo di misure di spostamento derivate dall’interferometria satellitare come strumento utile ai fini di diagnostica e monitoraggio strutturale.

A tale fine, il documento affronta sia gli aspetti relativi alle caratteristiche dei dati ottenuti da tecniche avanzate di interferometria differenziale satellitare, sia quelli relativi alla loro interpretazione in relazione all’impiego nell’ambito del monitoraggio strutturale, identificandone potenzialità e criticità.

I contenuti delle Linee Guida sono organizzati come segue.

Nel Capitolo 2 viene presentata un’ampia panoramica sulle caratteristiche delle misure di spostamento ottenute mediante l’interferometria satellitare.

In particolare, dopo un’introduzione sulle caratteristiche delle immagini radar satellitari e delle costellazioni di satelliti utilizzate per la loro acquisizione, vengono descritti i principi di base dell’interferometria radar satellitare, seguiti da una breve descrizione delle principali tecniche avanzate di analisi interferometrica per la ricostruzione delle serie temporali di spostamento degli oggetti a terra.

Successivamente viene presentato un approfondimento sulla tipologia dei dati ottenuti a valle del processo interferometrico e sulle possibili modalità in cui possono essere visualizzati, rappresentati e analizzati, anche facendo uso di eventuali dati ancillari disponibili (ad esempio, prodotti cartografici o dati ottenuti da rilievo in sito). I contenuti presentati in questo capitolo hanno lo scopo di fornire le nozioni fondamentali per favorire un corretto utilizzo dei dati interferometrici, sia in termini di una loro successiva ulteriore elaborazione, sia ai fini del loro impiego per l’interpretazione del comportamento strutturale.

Il Capitolo 3 presenta alcune delle principali tecniche e modalità di elaborazione che possono essere effettuate sui dati ottenuti dall’interferometria satellitare, al fine di ricavare le misure e le informazioni di maggior interesse per le attività di diagnostica e monitoraggio strutturale.

Particolare attenzione viene rivolta agli approcci per la determinazione delle componenti di spostamento e di velocità media di spostamento lungo le direzioni coordinate Est-Ovest e Verticale (mentre praticamente nessuna informazione è ottenibile per la componente orizzontale N-S, essendo il sensore molto poco sensibile alla misura della componente del moto in tale direzione), essenziali per una corretta interpretazione dei fenomeni deformativi osservati.

A tale fine risulta necessario il ricorso a tecniche di ricampionamento spaziale e/o temporale dei dati interferometrici.

Successivamente, vengono presentate alcune tra le principali tecniche di analisi del segnale per lo studio delle serie temporali di spostamento ottenute dall’interferometria. Tali approcci consentono di ricavare informazioni importanti, che risultano spesso rilevanti al fine di un’efficace interpretazione strutturale delle misure fornite.

Il capitolo si conclude evidenziando alcune criticità e aspetti rilevanti che possono essere riscontrati in fase di elaborazione successiva dei dati interferometrici.

Da sottolineare come la finalità dei Capitoli 2 e 3 sia quella di fornire indicazioni ai non specialisti per un utilizzo consapevole dei risultati del processo di valutazione degli spostamenti interferometrici, processo particolarmente complesso, consentendo in questo modo una proficua interazione tra tecnici con diverse competenze.

Nel Capitolo 4, l’attenzione è rivolta ai concetti generali utili all’interpretazione dei risultati dell’interferometria ai fini del monitoraggio strutturale delle costruzioni esistenti.

Gli effetti sulle costruzioni, in termini di spostamenti rilevabili mediante l’utilizzo dei dati interferometrici, vengono analizzati criticamente, anche in funzione delle differenti tipologie di azioni che possono costituirne la causa. Successivamente vengono discussi gli aspetti e le criticità generali per la corretta interpretazione strutturale delle misure ottenute dall’interferometria satellitare, focalizzando l’attenzione su quelli comuni a tutte le tipologie di opere.

Le peculiarità relative ad ogni specifica tipologia strutturale vengono analizzate e discusse in dettaglio nei capitoli successivi.

In particolare, il Capitolo 5 è dedicato agli edifici in muratura, il Capitolo 6 agli edifici in calcestruzzo armato e il Capitolo 7 alle infrastrutture.

Per ciascuna tipologia strutturale viene presentata una breve disamina delle applicazioni riportate nella letteratura tecnica e scientifica in cui i dati interferometrici sono stati utilizzati per il monitoraggio di opere appartenenti a tale tipologia. A seguito vengono discussi i principali danni che possono interessare le strutture appartenenti alla specifica tipologia strutturale ed i possibili approcci per la loro diagnosi mediante l’utilizzo delle misure interferometriche, anche combinate con dati ottenuti da monitoraggio tradizionale.

Il Capitolo 8, dedicato alle opere di interesse storico-monumentale e alle aree archeologiche, riprende la stessa struttura dei tre capitoli precedenti riadattata alle peculiarità specifiche di tale categoria di opere comprendenti tipologie strutturali molto diverse tra loro.

Il Capitolo 9 propone quindi una sintesi ordinata dei principali aspetti riguardanti l’utilizzo delle misure ricavate dall’interferometria satellitare ai fini del monitoraggio strutturale, individuando sia le potenzialità che i limiti della tecnica.

Inoltre, allo scopo di favorire la comprensione delle problematiche connesse all’utilizzo di misure di origine satellitare, al Capitolo 10 vengono esposti alcuni casi studio relativi a tipologie strutturali di interesse, evidenziando come gli obiettivi del monitoraggio e le valutazioni sulla sicurezza possono essere differenti, in funzione delle caratteristiche strutturali principali, delle condizioni al contorno e della eventuale disponibilità di misure in sito.

Infine, alcune considerazioni conclusive sono riportate al Capitolo 11, mentre l’Appendice del documento riassume le principali caratteristiche dei dati interferometrici utilizzati per lo svolgimento delle analisi e degli esempi riportati in questo volume.

Nei prossimi mesi verrà pubblicata una versione aggiornata che conterrà anche applicazioni a casi studio.

Eventuali osservazioni o commenti sulla versione attuale possono essere inviati all'indirizzo wp6@reluis.it.

Il allegato il documento allo stato attuale di redazione.