L’interferometria radar da terra: una nuova metodologia per il controllo del territorio

Nuova metodologia per il controllo del territorio e la gestione delle emergenze sperimentata dal Politecnico di Torino sul versante instabile della Cava di Torgiovannetto (Perugia).

Il prof. Marco Barla: “L’interferometria radar da terra è una tecnica estremamente efficace a supporto di un sistema di allertamento rapido”.

Si è concluso nei giorni scorsi con successo il progetto di ricerca nazionale sviluppato dall’Università degli Studi di Firenze (Dipartimento di Scienze della Terra), dall’Università di Bologna (Dipartimento di Dipartimento di Ingegneria dell’Energia Elettrica e dell’Informazione «Guglielmo Marconi») e dal Politecnico di Torino (Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica) che aveva come oggetto l’integrazione tra tecniche di monitoraggio e di modellazione numerica per l'allertamento rapido su grandi frane in roccia. Nel corso del progetto è stata sperimentata, sul fronte della cava di Torgiovannetto di Assisi (PG), la tecnologia radar interferometrica da terra, particolarmente adatta all’utilizzo nell’ambito delle attività di protezione civile, ad esempio durante la gestione di emergenze legate al dissesto idrogeologico, o nella gestione di cave e miniere.
“In relazione agli eventi catastrofici o ai frequenti dissesti idrogeologici che interessano le regioni italiane - spiega il prof. Marco Barla, coordinatore del progetto per il Politecnico di Torino -, è di stretta attualità la necessità di avere a disposizione strumenti e tecniche che consentano di mitigarne i rischi”.
Il progetto pilota sviluppato nell’arco di un biennio a Torgiovannetto, presso una cava già seguita dalla Protezione Civile della Regione Umbria, ha visto anche l’impiego degli innovativi radar interferometrici, denominati IBIS (Image By Interferometric Survey) e prodotti da IDS SpA, azienda con sede a Pisa, leader nello sviluppo e produzione di strumenti radar ad elevato contenuto tecnologico.
“Il successo di questa tecnologia - continua il prof. Barla - si basa principalmente sulla sua capacità di misurare rapidamente movimenti di versante con una precisione millimetrica su vaste aree e in quasi tutte le condizioni atmosferiche”. IBIS, sviluppato da IDS in collaborazione scientifica con l’Università degli Studi di Firenze (Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione) può essere applicato al controllo continuo o periodico dei movimenti del terreno connessi a frane e fronti instabili, fenomeni di subsidenza del terreno, aree vulcaniche, ghiacciai. Le sue caratteristiche tecniche lo rendono inoltre adatto anche al monitoraggio delle strutture, sia in regime statico (spostamenti e deformazioni lente di grandi strutture quali dighe, monumenti, ecc.), sia dinamico (vibrazioni di ponti, grattacieli, torri, turbine eoliche).
“Il progetto di ricerca ha dato risultati scientifici importanti - spiega ancora il prof. Barla -, perché è stata messa a punto una metodologia di gestione dei problemi di instabilità di versante. Le grandi frane in roccia molto spesso hanno caratteristiche tali - aggiunge il docente - per cui la mitigazione del rischio può essere ottenuta soltanto tramite il monitoraggio in continuo e in tempo reale, associato all’allertamento rapido”.
La metodologia integra il controllo da remoto mediante interferometria radar da terra, la sensoristica tradizionale e la modellazione numerica combinata elementi finiti-elementi distinti (FDEM) e rappresenta la base del servizio offerto oggi dalla società Resolving Srl, spin-off del Politecnico di Torino. “Questo nuova metodologia - annuncia il Dott. Francesco Antolini di Resolving - potrà essere applicata con successo per la creazione di sistemi di allertamento rapido in situazioni di emergenza legate ad instabilità di versante”.
I vantaggi che il sistema IBIS offre derivano “essenzialmente dal fatto - puntualizza Barla - che con l’interferometria radar da terra si possono ottenere delle misure arealmente distribuite misurando lo spostamento di decine di migliaia di punti lungo un versante”. Inoltre IBIS, avendo una frequenza di scansione molto alta (2 minuti circa), “consente di tenere sotto controllo l’evoluzione del versante ogni 120 secondi, e questo rappresenta un aspetto chiave nell’ambito di un sistema di allertamento rapido”.
Sempre a cura del Politecnico di Torino, il sistema IBIS di IDS è stato applicato anche nel monitoraggio della frana di Beauregard (Val d’Aosta) che incombe sulla spalla di una diga, alla quota di circa 1.700 m slm, e di una cava a cielo aperto in Piemonte, caratterizzata da un volume di roccia potenzialmente instabile. Un’altra applicazione ha visto l’utilizzo del sistema in modalità statica all’interno di una galleria della metropolitana di Torino in esercizio, per valutare le possibili ripercussioni legate alla realizzazione di una galleria del passante ferroviario sovrastante. “Un monitoraggio necessariamente molto accurato e singolare - spiega il prof. Barla - perché si sperimentava per la prima volta l’uso del radar all’interno di una galleria in esercizio”.

IDS e IBIS - IDS (Ingegneria dei Sistemi SpA) è una società per azioni con sede principale a Pisa, attiva da oltre 30 anni nello sviluppo di prodotti ad alto contenuto tecnologico nell’ambito dell’elettromagnetismo applicato, in contesti che spaziano dal mondo civile a quello militare. La società, suddivisa in quattro linee di business, Divisione Navi, Aeronautica, Aeronavigazione e Georadar, ognuna delle quali si dedica alla creazione di soluzioni commerciali specifiche per diversi settori di mercato, è attiva in Italia ed in continua espansione nei mercati internazionali attraverso le sue società sussidiarie. La Divisione Georadar progetta, sviluppa e commercializza apparati radar per applicazioni geofisiche, geotecniche, indagini non distruttive, ambiente e sicurezza, attraverso una fitta e consolidata rete di distributori, in oltre 25 Paesi con particolare riguardo al mercato europeo, al Sud-est europeo ed alle Americhe. IDS è oggi considerata uno dei leader mondiale nella produzione di Ground Penetrating Radar (GPR) ed è stata la prima ad introdurre sul mercato una tecnologia radar interferometrica innovativa, denominato IBIS (Image By Interferometric Survey). I radar interferometrici di IDS sono stati applicati con successo da clienti italiani e stranieri al controllo permanente delle frane.
Il sistema IBIS introduce una modalità completamente innovativa nella misura degli spostamenti, con notevoli vantaggi rispetto alle strumentazione convenzionale, quali: monitoraggio completo e veloce dell’intera area osservata, da remoto, senza la necessità di accedere all’area di interesse, fino ad una distanza massima di 4 km; facilità e rapidità di installazione; mappa pressoché continua degli spostamenti dell’intera area osservata; misura in tempo reale degli spostamenti con accuratezze comprese fra 1/100 ed 1/10 di millimetro; capacità di acquisizione sia di giorno che di notte ed in ogni condizione atmosferica ed elaborazione dei dati in automatico per il monitoraggio in continuo e per utilizzo a scopo di early warning. Tra le peculiarità dei sistemi IBIS di IDS, va segnalato che il sistema può essere installato a bordo di un carrello attrezzato trainabile da un mezzo in modo tale da renderlo operativo e facilmente spostabile in qualunque punto di misura, e questa caratteristica risulta essere di primaria importanza nelle operazioni di controllo del territorio a supporto delle operazioni di protezione civile.