Linee Guida per l’uso dei dati interferometrici satellitari ai fini dell’interpretazione del comportamento strutturale delle costruzioni

Linee guida: gli autori e previsione della pubblicazione

Qui di seguito l'intervista realizzata dalla Ing. Sara Frumento della redazione di Ingenio al Presidente di ReLUIS Mauro Dolce.

Sara Frumento: Chi sono gli autori delle linee guida?

Mauro Dolce: Il Dipartimento della Protezione Civile, a seguito di alcune proposte applicative dell’interferometria satellitare come strumento predittivo di futuri possibili collassi strutturali prive di fondamento scientifico, ha inteso promuovere e finanziare, nell’ambito delle convenzioni con il Consorzio Interuniversitario ReLUIS (Rete dei Laboratori Universitari di Ingegneria Sismica e Strutturale) in sinergia con l’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente (CNR-IREA), un’attività specifica volta all’approfondimento delle tematiche dell’interferometria satellitare e delle possibili concrete applicazioni allo studio del comportamento strutturale delle costruzioni, per giungere alla redazione di linee guida sull’argomento.

Sara Frumento: Dopo questo periodo di consultazione, per quando è prevista la pubblicazione delle linee guida?

Mauro Dolce: Decine di ricercatori di ReLUIS con il supporto specialistico costante dei ricercatori di CNR-IREA hanno profuso il massimo impegno nell’effettuare gli studi necessari e nel redigere delle Linee Guida che non hanno precedenti, neanche a livello internazionale. Credo che il risultato raggiunto sia un esempio virtuoso di collaborazione tra tanti ricercatori, tra cui molti giovani, che hanno affrontato il tema con un impegno straordinario. Proponendosi l’obiettivo concreto di rendere lo strumento dell’interferometria satellitare accessibile e efficacemente e correttamente utilizzabile anche a livello applicativo, ReLUIS e IREA hanno ritenuto fondamentale avere un ampio riscontro anche da chi applica o vorrà applicare l’interferometria satellitare ai problemi di ingegneria strutturale, in modo da apportare quei miglioramenti che si renderanno necessari al termine del periodo di consultazione. Noi speriamo di poter arrivare alla versione definitiva e metterla a disposizione di tutti entro la fine dell’anno, ma ciò dipenderà anche da quanto ci impegnerà la revisione finale del testo.

Linee guida ponti, viadotti e gallerie

Sara Frumento: Vi sarà un collegamento con le linee guida ponti, viadotti e gallerie?

Mauro Dolce: Ad evitare qualsiasi equivoco che forse si è verificato in passato, premetto che l’interferometria satellitare è sicuramente uno strumento di ausilio per interpretare il comportamento strutturale delle costruzioni, ma certamente non è la soluzione del problema del monitoraggio strutturale. Limitandosi al tema dei ponti, così come trattato dalle relative linee guida ministeriali, le informazioni che occorrono per stabilire lo stato di salute di un ponte sono molteplici e derivano da ispezioni visive, test in situ, monitoraggio strumentale, modellazioni numeriche, prove di carico.

Nelle nostre linee guida sull’interferometria satellitare applicata alle costruzioni, il tema dei ponti è trattato con attenzione, proprio per capire che tipo di informazioni possono trarsi dalla misura di spostamenti e velocità di deformazione ottenibile dall’interferometria. Tre casi studio di ponti di epoche e materiali diversi sono trattati nelle linee guida: il Ponte Morandi alla Magliana, il Ponte della Musica “Armando Trovajoli” e il Ponte Palatino, tutti e tre a Roma. La scelta non era dettata da criticità specifiche di tali ponti, ma dal desiderio di studiare situazioni estremamente diverse. In sintesi, queste linee guida costituiscono un buon complemento alle linee guida per i ponti, che prevedono l’impiego in via sperimentale di metodi di rilevamento satellitare con tecnica SAR, perché forniscono proprio la chiave e le modalità interpretative di tali dati.

Scopo e finalità delle linee guida

Sara Frumento:  Qual è lo scopo e le finalità delle linee guida?

Mauro Dolce: Tra le finalità principali di queste linee guida vi è la valutazione dello stato di salute delle costruzioni, edifici ed infrastrutture, mediante l’ausilio dell’interferometria. Una sinergia tra le competenze dell’interferometria satellitare e quelle dell’ingegneria strutturale. Attraverso l’interferometria è possibile misurare spostamenti e velocità di spostamenti di:

•  porzioni di costruzioni, ad esempio edifici, opere monumentali e serbatoi;
• infrastrutture, quali strade e ferrovie;
• opere infrastrutturali, ovvero ad esempio ponti, viadotti,

a intervalli relativamente lunghi (giorni, settimane, mesi), con precisione e accuratezza nei limiti che la tecnologia consente riguardo sia all’entità dello spostamento misurato, sia all’individuazione del punto o dell’area a cui lo spostamento è associato.

La conoscenza di tali spostamenti nel tempo, che può riportarsi anche a diversi anni addietro, può essere un elemento importantissimo per valutare lo stato di salute delle strutture e delle infrastrutture e la sua tendenza, ma potrebbe anche risultare totalmente insignificante se non si possiede la chiave interpretativa di cosa tali spostamenti/velocità possano rappresentare in termini di comportamenti strutturali.

La struttura delle linee guida

Sara Frumento:  Qual è la struttura delle linee guida sottoposte all’inchiesta pubblica?

Mauro Dolce: L’obiettivo principale del presente 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. Le linee guida hanno pertanto la seguente struttura:

• Capitolo 2: nozioni fondamentali per la corretta interpretazione del dato interferometrico.
• Capitolo 3: elaborazione dei risultati dell’interferometria satellitare nel campo delle costruzioni esistenti.
• Capitolo 4: interpretazione del comportamento strutturale.
• Capitolo 5: edifici ordinari e di importanza strategica in muratura.
• Capitolo 6: edifici in c.a.
• Capitolo 7: gallerie.
• Capitolo 8: opere di interesse storico-monumentale.
• Capitolo 9: monitoraggio strutturale.
• Capitolo 10: casi studio.

Dataset interferometrici e soglia di alert

Sara Frumento: Come elaborare i dataset interferometrici? Come definire la soglia di alert?

Mauro Dolce: Una mole di dati notevole che pone gli analisti di fronte alle seguenti domande:

1. Le misure interferometriche satellitari possono essere davvero utili a valutare il comportamento strutturale nel tempo?
2. Quali caratteristiche debbono avere tali misure, e dunque quali sensori, quali tecnologie interferometriche sono più efficaci e utili alla diagnosi strutturale?
3. Quali comportamenti strutturali si possono effettivamente individuare con l’interferometria satellitare e monitorare nel tempo per poter effettuare una diagnosi utile?
4. L’interferometria satellitare, adeguatamente interpretata, è da sola in grado di consentire una diagnosi corretta?
5. Quali azioni complementari o successive di monitoraggio, modellazione e indagini in sito sono necessarie per arrivare a una diagnosi strutturale corretta?

Il campo dell’elaborazione dei dati satellitari, della loro interpretazione ed utilizzo per il monitoraggio delle strutture è attualmente in grande evoluzione per la rilevanza che potrà avere in futuro nella gestione della sicurezza del territorio e delle opere dell’uomo, e la ricerca in questo campo si sta indirizzando in varie direzioni. A questo riguardo, Reluis ha attivato uno specifico gruppo di lavoro costituito da 17 unità di ricerca sul tema WP6 – Monitoraggio e dati satellitari, che sta approfondendo l’affidabilità di diverse tecniche di elaborazione dei dati attualmente disponibili e la rilevanza dei dati acquisibili come supporto al monitoraggio di differenti tipologie di costruzioni.

Tra le direzioni di ricerca attualmente di maggiore interesse:

1. Utilizzo di differenti tecniche di telerilevamento.
2. Definizione di soglie di potenziale allarme
3. Integrazione tra monitoraggio satellitare e monitoraggio on-site.

Le potenzialità dei dati interferometrici: sviluppi, aggiornamenti, peculiarità e limiti

Sara Frumento:  Le potenzialità dei dati interferometrici, quali sono gli sviluppi, gli aggiornamenti, le peculiarità e i limiti?

Mauro Dolce: Grazie al numero crescente di satelliti, alla maggior risoluzione delle immagini radar, alla più elevata frequenza di campionamento data dal tempo di rivisitazione dei satelliti, ed al notevole sviluppo degli algoritmi e delle tecniche per l’elaborazione di tali immagini, le tecniche di monitoraggio satellitare sono sempre più spesso pensate come possibile supporto al monitoraggio nel campo delle infrastrutture e, in generale, del costruito. Al momento, le potenzialità di tali tecniche appaiono di sicuro interesse, anche se le modalità di elaborazione dei dati e di interpretazione degli stessi devono essere necessariamente molto diverse quando si passa dalla scala territoriale a quella della singola opera o manufatto.

Sono infatti subito evidenti i vantaggi collegati alla disponibilità di dati di spostamento e di velocità media di spostamento (nel documento a volte indicati con un unico termine “deformazioni generalizzate”) di aree ampie di territorio nelle quali sono collocate opere civili di interesse, senza presenza a terra di strumentazioni.
Vanno però comunque precisati i limiti di tali misure in relazione all’esigenza di ottenere informazioni strutturali rilevanti.

Un altro interessante campo di applicazione delle tecniche di rilevamento satellitare è quello dell’ingegneria forense. Infatti, grazie alla disponibilità di lunghe serie temporali di spostamento, la suddetta tecnica si può rivelare uno strumento utile per compiere analisi retrospettive, così da poter accertare, a condizione che l’analisi sia effettuata correttamente, eventuali responsabilità nel caso di danni provocati da azioni antropiche.