Dissesto e prevenzione: la riduzione del RISCHIO attraverso il monitoraggio terrestre e aereo da RPAS mediante tecniche geomatiche

Nel monitoraggio e controllo del territorio, focalizzando l’attenzione su quella vasta porzione interessata sia dal dissesto idrogeologico che colpita da eventi sismici, nel corso degli ultimi anni le tecniche geomatiche di misura terrestri, aeree e satellitari hanno subito un notevole sviluppo in termini sia di strumentazione che algoritmico. L’elevata automazione dei sistemi permette un monitoraggio e controllo di qualsiasi situazioni si presenti al tecnico o all’amministrazione. Oggigiorno anche l’acquisizione di dati derivanti da sensori aviotrasportati (fotogrammetrici, termici, multispettrali, chimico-fisici, video, e quant’altro) risulta essere vantaggiosa e competitiva con elevatissima ripetibilità del dato. Il continuo sviluppo della tecnologia nel campo dei velivoli a pilotaggio remoto (RPAS, Remotely Piloted Aircraft Systems), la miniaturizzazione dei sensori, gli algoritmi per il processamento dei dati e la relativa economicità, fanno sì che questi sistemi li si possa adottare in piena sicurezza, in modo continuativo ed anche in situazioni di estrema emergenza.

Diverse tecniche di misura per il controllo di spostamenti di punti ben specifici e materializzati con target appositi in pareti rocciose, corpi di frana, edifici e infrastrutture a ridosso o all’interno di sistemi, ecc, sono da tempo utilizzate e le metodologie consolidate. Ad esempio i sistemi realizzati mediante Total Station robotizzate o GPS differenziali e il trattamento dei dati in tempo reale permettono un controllo dettagliato e discreto dei fenomeni sino a proporre dei valori di soglia con conseguente allarme nelle situazioni più critiche.

Le tecniche fotogrammetriche con l’attuale elevata automatizzazione di data-processing e, soprattutto, potendo oggigiorno utilizzare strumentazione a costi relativamente bassi ma sempre con un livello elevatissimo del risultato finale in termini di accuratezza, permettono il monitoraggio di fenomeni di dissesto di porzioni di territorio medio-vaste, oppure di infrastrutture ed edific e, al contempo, l’acquisizione di dati per la descrizione di fenomeni molto dettagliati. Considerando le molteplici e diversificate sperimentazioni effettuate in questi ultimi anni ed i risultati scientifici altamente comprovati, si apre la via all’utilizzo in modo integrato dei dati ottenuti da processi geomatici con il fine di contribuire ad abbassare il livello del RISCHIO, insito nell’equazione RISCHIO = Pericolosità * Vulnerabilità * Esposizione che occorre adattare ed integrare ad esempio in fenomeni che attualmente sono prevalentemente di carattere sismico. Questo deve contribuire attivamente anche nell’ambito della stesura di mappe di RISCHIO del territorio potenzialmente o già soggetto a fenomeni non solo di carattere sismico ma anche di carattere idrogeologico.

Geomatica per il territorio
L’osservazione di grandezze geometriche (riassumibili tutte in termini di angoli e distanze) sul territorio per la determinazione di coordinate di punti all’interno di sistemi di riferimento predefiniti, oggigiorno la si può affrontare attraverso l’utilizzo di tecnologie e metodologie molto diversificate e con livelli di accuratezza impensabili sino a pochi anni addietro. Le problematiche che si manifestano al tecnico possono essere risolte facendo la miglior scelta metodologica e strumentale in relazione al fenomeno che si intende descrivere e ancor meglio, più auspicabilmente, considerando sia la strumentazione che le metodologie in modo integrato. Questo comporta a priori elevate capacità, senso critico e molta interdisciplinarietà in modo tale da effettuare la miglior progettazione del sistema per la descrizione, il controllo e/o il monitoraggio di tutti quei fenomeni che spesso sono correlati e che portano frequentemente a far variare l’assetto del territorio sino a farlo divenire potenzialmente pericoloso.
In un’ottica di controllo (definire le caratteristiche geometriche nello spazio di un oggetto) e monitoraggio (definizione multi-temporale delle caratteristiche geometriche di un oggetto sottoposto ad uno o più fenomeni che ne comportino variazioni spaziale nel tempo) di fenomeni che possono creare rischio nell’ambito del territorio, si possono avere molteplici esigenze ed allestire altrettanti sistemi. In termini di monitoraggio, ad esempio, può essere sufficiente e molto efficace predisporre e materializzare target su punti del territorio o edifici ben specifici ed effettuare misure ripetute nel tempo sugli stessi con il fine di creare una mappa di spostamenti e velocità che permettano di descrivere fenomeni di fessurazioni attive in pareti rocciose, oppure di movimenti di corpi di frana, instabilità di manufatti antropici all’interno di un territorio soggetto a fenomeno franoso e quant’altro. Questo può essere eseguito attraverso l’utilizzo di strumentazione topografica tipo Total Station robotizzata accoppiata ad altri tipi di sensori (di temperatura, di pressione, di umidità, ecc. che permettono di correggere errori dovuti ad esempio a variazioni atmosferiche), mediante sistemi GNSS (Global Navigation Satellite System) differenziali, inseriti all’interno di un sistema preconfigurato che dia la possibilità di acquisire il dato, memorizzarlo, trasmetterlo in tempo reale ad un centro di calcolo, elaborarlo in tempo reale attraverso procedure predefinite e quindi avere a disposizione il risultato sempre in tempo reale. I risultati ottenuti possono essere confrontati con eventuali soglie di allarme opportunamente definite e quindi predisporre un efficace sistema di allerta. 


A sinistra il sistema di acquisizione dati formato da Total Station robotizzata, dispositivi di gestione, memorizzazione e trasferimento dati all’interno dell’armadietto e sistema GNSS differenziale per il controllo della stabilità del sito. A destra tre tipologie di installazione di target con prismi retroriflettenti ubicati in vari contesti. 

Determinazione dei vettori velocità di spostamento ricavati dalle misure del sistema robotizzato sui target predisposti.

L’utilizzo di strumentazione interferometrica terrestre (GBInSAR - Ground Based Interferometric Synthetic Aperture Radar) permette di analizzare nello stesso istante di tempo un “continuo territoriale” e valutare lo spostamento di punti specifici dell’ordine di grandezza anche submillimetrico.
 
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