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Monitorare gli spostamenti di edifici e infrastrutture: come funziona I.MODI

Nato da uno spin off della Sapienza, I.MODI è un sistema integrato di monitoraggio degli spostamenti degli edifici in area urbana e grandi infrastrutture. Ecco come funziona

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Implementare e distribuire sistemi innovativi di monitoraggio con particolare attenzione ai rischi naturali e all’ambiente urbano, ma anche favorire e diffondere la conoscenza della tecnica DInSAR come strumento di prevenzione e indagine: sono questi gli obiettivi alla base del progetto I.MODI, un sistema integrato di monitoraggio degli spostamenti degli edifici in area urbana e grandi infrastrutture.

È un progetto nato all’interno di Survey Lab s.r.l., società fondata nel 2008 come spin-off di “Sapienza – Università di Roma” – DICEA. Nata grazie alle competenze di un team di docenti e dottori di ricerca afferenti all’Area di Geodesia e Geomatica del Dipartimento di Ingegneria Civile Edile ed Ambientale dell’ateneo romano, Survey Lab è attualmente attiva nel campo della geomatica applicata al controllo e rilievo del territorio con l’utilizzo integrato di sensori terrestri e satellitare. Abbiamo raccolto la diretta testimonianza del team per capire meglio come funzione I.MODI, vincitore del bando europeo in H2020 SME Instrument Phase 2.

Il Progetto I.MODI

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Il progetto I.MODI sfrutta i dati di osservazione della Terra per sviluppare servizi personalizzati per il monitoraggio della stabilità degli edifici in area urbana e per il controllo di infrastrutture civili.
I.MODI si avvale dei risultati ottenuti elaborando i dati radar satellitari con la tecnica DinSAR (Interferometria Differenziale Radar ad Apertura Sintetica): da una serie di immagini acquisite in tempi diversi è possibile seguire l’evoluzione temporale della deformazione del terreno con una accuratezza millimetrica (fonte: CNR, http://www.irea.cnr.it/).
Il risultato dell’analisi DInSAR è espresso sotto forma di velocità di spostamento di punti, definiti Scatteratori Permanenti (PS), che corrispondono ad oggetti presenti sul terreno caratterizzati da un’alta riflessività al segnale radar, come ad esempio i manufatti e gli edifici in generale.
I primi dati satellitari adatti all’analisi DInSAR risalgono al 1992 e consentono di ricostruire storicamente gli spostamenti del terreno in aree molto vaste con una densità di punti di misura elevata.
I.MODI utilizza come dato di input i risultati dell’analisi DInSAR e fornisce diversi livelli di servizio, dall’analisi territoriale a quella effettuata su una singola struttura.

Analisi territoriale
Sull’area di interesse vengono fornite mappe interpolate degli spostamenti cumulati nel tempo. I risultati delle analisi vengono interpretati considerando processi attivi di origine naturale ed antropica e le caratteristiche del sottosuolo.
Le mappe, fornite al cliente attraverso un applicativo mobile e desktop, sono corredate da una scheda informativa che contiene considerazioni sulle cause e caratteristiche del processo osservato.

Classificazione delle strutture
Le strutture vengono classificate utilizzando un approccio geo-statistico che tiene in considerazione la numerosità dei punti di lettura e le velocità di spostamento. L’analisi fornisce un quadro d’insieme della stabilità delle strutture in una determinata zona. La visione semplificata a grande scala permette di individuare con facilità le strutture più critiche che necessitano di ulteriori indagini. Il risultato delle analisi viene fornito al cliente attraverso un applicativo mobile e desktop.

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Analisi singola struttura
Questo livello di servizio viene fornito in base a tre gradi di approfondimento:
Analisi preliminare: è rivolta alla singola struttura. Le serie temporali di spostamento ottenute da dati DInSAR vengono analizzate ed interpretate utilizzando informazioni ancillari e del contesto in cui l’edificio è inquadrato.

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Analisi semi-quantitativa: i dati di spostamento DInSAR vengono utilizzati all’interno di modelli strutturali semplificati per giungere a una stima preliminare del grado di danneggiamento delle strutture.

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• Analisi quantitativa: i dati di spostamento DInSAR vengono utilizzati all’interno di modelli complessi tramite analisi numeriche di tipo strutturali e/o geotecniche finalizzati all’analisi di dettaglio del grado di danneggiamento delle strutture e effettuare valutazioni della sicurezza degli stabili. Se i cedimenti osservati variano con una certa regolarità è possibile anche simulare l’andamento delle sollecitazioni nel tempo al fine di identificare tempestivamente l’insorgere di potenziali criticità.

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Vantaggi e peculiarità del progetto I.MODI
Il servizio I.MODI presenta numerose peculiarità che possono essere così sintetizzate:
• fornisce un servizio di prevenzione che, partendo da dati complessi, mette a disposizione uno strumento in cui l’informazione viene semplificata e aggregata in modo tale da consentire delle azioni di manutenzione o messa in sicurezza mirate sul territorio;
• è conveniente, in quanto l’utilizzo della tecnologia DInSAR permette di monitorare grandi aree senza la necessità di installazione di strumentazione in situ;
• evidenzia comportamenti anomali di singole strutture rispetto al contesto in cui sono realizzate, tenendo in considerazione il contesto geologico, la rete di sottoservizi etc.;
permette l’analisi a ritroso e previsione dei comportamenti futuri delle strutture attraverso la modellazione numerica;
• permette di monitorare in modo più agevole situazioni critiche che non sarebbero accessibili in condizioni normali;
• rende accessibile anche ai non esperti l’utilizzo di dati di osservazione della Terra;
fornisce un servizio su misura a seconda delle esigenze dell’utente finale.

Primi risultati
Il progetto I.MODI ha suscitato il forte interesse della Protezione Civile di Roma Capitale portando alla stipula di una convenzione a titolo non oneroso siglata il 31 maggio 2016, è quindi Roma a diventare la prima città italiana ad adottare in via sperimentale sistemi avanzati di controllo dei rischi in area urbana legati al contesto idrogeologico.
L’accordo ha permesso di sottoporre all’analisi preliminare di I.MODI circa 20.000 corpi di fabbrica su un’area test individuata dalla Protezione Civile.

Chi potrà usufruire dei servizi di I.MODI?
L’utente finale del servizio I.MODI non è univoco; questo strumento può essere adottato sia dagli organi istituzionali (Uffici territoriali, Protezione Civile, Ministero delle Infrastrutture, Enti Locali, etc) sia dal privato cittadino. È disponibile il questionario.

Soggetto intervistato

foto Survey Lab s.r.l. è stata fondata nel 2008 come spin-off di “Sapienza – Università di Roma”  – DICEA.
La società nasce grazie alle competenze di un team di docenti e dottori di ricerca afferenti all’Area di Geodesia e Geomatica del Dipartimento di Ingegneria Civile Edile ed Ambientale.
A partire dal background sviluppato nelle attività di ricerca, Survey Lab è attualmente attiva nel campo della geomatica applicata al controllo e rilievo del territorio con l’utilizzo integrato di sensori terrestri e satellitari.

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