Maria Consiglia Rasulo
E’ stato appena pubblicato (dicembre 2011) sulla rivista IEEE Journal of Selected Topic in Remote Sensing un numero speciale sulle tematiche relative al Ground Penetrating Radar, la tecnologia che consente di ottenere informazioni su oggetti sepolti e/o nascosti a partire da misure effettuate in situ o da remoto e i cui sviluppi offrono un numero crescente di nuove e stimolanti applicazioni.
Questo special issue riporta alcuni dei risultati presentati alla XIII Conferenza Internazionale sul Ground Penetrating Radar tenutasi a Lecce dal 21 al 25 giugno 2010. I Guest Editor (Lorenzo Crocco e Francesco Soldovieri del CNR – IREA, Massimiliano Pieraccini dell’Università di Firenze e Motoyuki Sato della Tohoku University) hanno scelto tra tutti i contributi quelli che a loro avviso forniscono una panoramica delle tendenze più importanti e promettenti di sviluppo di questa tecnologia.
Leggi l'introduzione dei guest editors allo special issue
Integrated System for Transport Infrastructures surveillance and Monitoring by Electromagnetic Sensing
Il progetto ISTIMES mira alla realizzazione di un complesso sistema di sorveglianza e monitoraggio delle infrastrutture di trasporto basato su tecnologie di osservazione da satellite, da aereo e sul posto, in grado di rilevare spostamenti e dislocazioni, fenomeni di degrado, cambiamenti delle condizioni chimico-fisiche dei materiali, difetti strutturali congeniti o indotti.
La specificità del progetto riguarda lo sviluppo di un sistema innovativo per il monitoraggio di infrastrutture civili di interesse strategico in aree ad elevato rischio naturale mediante l’integrazione di sensoristica elettromagnetica avanzata ed infrastrutture informatiche per la gestione e la condivisione dati a supporto delle decisioni in caso di emergenza.
Il progetto è coordinato dal consorzio TeRN - Tecnologie per le Osservazioni della Terra e i Rischi Naturali - del distretto tecnologico della Basilicata, con la con la partecipazione di altri 8 partner Europei, sia pubblici che privati, tra i quali Elsag Datamat S.pA., Dipartimento di Protezione Civile, Lund University-Svezia,
Il progetto ha ricevuto i flags di: Highlight as a success/case story; High visibility/media attractive project; Substantial R&D breakthrough character.
Committente: Unione Europea, 7° Programma Quadro
Prime contractor: Consorzio TeRN
Periodo di attività: 2009 - 2012
Finanziamento IREA: € 284.328
Responsabile IREA: Francesco Soldovieri
Si è svolta il 21 novembre, presso
L’innovativa metodologia, che sfrutta i vantaggi della tecnologia radar in banda X quali costo contenuto, mobilità e semplicità di installazione, è in grado di stimare in tempo reale e con elevata precisione lunghezza, periodo, direzione ed altezza delle onde dominanti, permettendo quindi di sviluppare una serie di applicazioni e di servizi. Può rappresentare, ad esempio, un utile supporto per la sicurezza a bordo su navi di grandi dimensioni, mega-yacht, pescherecci, ed anche per imbarcazioni da diporto di medie dimensioni; può essere impiegata per incrementare i livelli di sicurezza delle piattaforme di estrazione al fine di affrontare con l’adeguata tempestività condizioni meteorologiche estreme e fenomeni ondosi anomali. Il sistema poi, installato su postazioni fisse di terra, in prossimità di porti o in altri punti strategici, rende possibile attivare i sistemi di evacuazione e di sicurezza in caso di rischi di onde anomale o mareggiate. Infine, Remocean può essere anche utilizzato per individuare la posizione di uomini o imbarcazioni disperse in mare.
“La tua idea per il Paese” è un concorso nato per raccogliere e selezionare le idee più innovative e realizzarle concretamente per sostenere la crescita del nostro Paese e offrire alla collettività benefici tangibili e concreti.
L’Associazione ItaliaCamp, che vede come partner di progetto 52 università italiane e 9 università straniere, è stata insignita del Premio di Alta Rappresentanza della Presidenza della Repubblica ed opera con il patrocinio della Presidenza del Consiglio dei Ministri.
Remocean si è già aggiudicato il primo premio relativo all'area sud-Italia del concorso ‘Il talento delle idee', indetto dal Gruppo Unicredit e dai Giovani Imprenditori di Confindustria per la valorizzazione delle migliori idee imprenditoriali innovative in Italia e ha dato avvio a uno Spin-off del CNR.
Domenica 13 novembre ore 12.30.
Città della Scienza, via Coroglio 104 e 57 Napoli - Sala Galileo
Deformazioni anche impercettibili della superficie terrestre possono essere rilevate e monitorate da satelliti orbitanti intorno alla Terra a 800 Km di altezza grazie alle immagini ottenute da sofisticati radar montati a bordo dei satelliti, con evidenti ricadute per la prevenzione del rischio e il supporto alle decisioni in momenti di crisi.
Nella presentazione verranno illustrate, in maniera semplice e discorsiva, similitudini e differenze tra immagini ottiche e immagini radar. Verranno poi mostrati esempi di applicazione della tecnica alla misura delle deformazioni del suolo, in particolare nell’area flegrea e napoletana, e di deformazioni legate all’intervento dell’uomo, a cedimenti di palazzi e manufatti in genere.
Inoltre, verrà presentata la possibilità di seguire l’evoluzione temporale delle deformazioni grazie all’utilizzo di una tecnica altamente innovativa sviluppata presso l’IREA-CNR ed ormai largamente utilizzata, con evidenti ricadute nell’ambito della per la prevenzione del rischio e del supporto alle decisioni in momenti di crisi.
Infine, verrà illustrata la fruibilità di tali risultati attraverso una piattaforma web molto semplice da utilizzare perché si avvale di una interfaccia derivata da Google Maps e quindi familiare anche ad un pubblico non specialistico. In questo modo, chiunque abbia una connessione internet può consultare, in maniera semplice ed intuitiva, le misure della deformazione del suolo ottenute utilizzando i dati satellitari.
Il monitoraggio in situ, invece, reso possibile dalla tecnologia georadar, consente di ottenere immagini ad alta risoluzione con cui verificare l’integrità strutturale di edifici o infrastrutture.
Nella presentazione verranno illustrati, in modo semplificato e discorsivo, i principi di funzionamento del georadar sottolineandone i vantaggi e le sfide tecnologiche che ancora si presentano per ottenere immagini della scena in esame facilmente interpretabili, anche da operatori non esperti. Verranno poi presentati alcuni esempi volti a mostrare da un lato le potenzialità dei sistemi georadar in diversi campi di applicazione e dall’altro i vantaggi legati all’uso di strategie di elaborazione dati non convenzionali.
Disporre di tecnologie capaci di investigare e caratterizzare in modo non invasivo regioni fisicamente non accessibili e fornire informazioni sulla presenza di “difetti” che possano compromettere l’integrità di grandi infrastrutture civili (ponti, viadotti e dighe) e/o beni immobili (palazzi, edifici, monumenti, statue, colonne) è essenziale per la pianificazione e la gestione delle operazioni di manutenzione e ristrutturazione. In questo ambito, l’IREA e l’IMAA sono coinvolte, insieme ad altri partner europei, in un progetto FP7 finanziato dalla Comunità Europea volto allo studio e all’integrazione di sistemi diagnostici per il monitoraggio e la sorveglianza di grandi infrastrutture civili e l’individuazione di fattori di rischio che ne possano minare l’integrità strutturale.
Esempi di tecnologie per la diagnostica elettromagnetica in situ sono il georadar, uno dei più versatili sistemi per indagini dello stato interno basato sull’uso di segnali a microonde, i sensori in fibra ottica, ideali per costruire reti di monitoraggio estese capaci di misurare variazioni di temperatura e/o deformazioni di strutture ed aree di grandi dimensioni, ed il gbsar, tecnologia radar per il monitoraggio delle variazioni della superficie terrestre, come frane e smottamenti.
Tali tecnologie sfruttano la capacità dei campi elettromagnetici di penetrare la materia ed interagire con essa e si compongono di accurate e versatili strumentazioni di misura e sofisticate strategie di elaborazioni dati.
Grazie alla grandissima diffusione di strumenti come Google Earth, è oggi noto a molti che immagini della superficie terrestre sono continuamente acquisite dai satelliti. Questi sono provvisti di sensori ottici, non molto diversi, come principio di funzionamento, dalle comuni macchine fotografiche digitali.
Forse è meno noto che esistono altri satelliti che osservano
Ma la caratteristica più importante di questi sistemi è che permettono di misurare piccolissime deformazioni del suolo, anche dell’ordine del centimetro, e di seguirne l’evoluzione temporale. Ciò è oggi possibile grazie all’utilizzo di una tecnica innovativa sviluppata interamente presso l'IREA del Consiglio Nazionale delle Ricerche ed oramai largamente utilizzata in tutto il mondo.
La misura delle deformazioni del suolo è di estrema importanza per la prevenzione del rischio e a supporto delle decisioni in momenti di crisi: in aree vulcaniche le deformazioni sono spesso segnali precursori di eruzioni, o comunque indice di un incremento dell’attività vulcanica. Sotto la spinta del magma presente al di sotto dei vulcani, infatti, l’edificio vulcanico tende a “gonfiarsi”, sia pure di pochi centimetri, le sue pareti a deformarsi fino a quando il magma non trova una via di uscita.
L’analisi delle deformazioni post-sismiche è poi di grande utilità per geologi e Protezione Civile. Infine, mediante le mappe derivate dall’uso dei dati SAR, si possono identificare anche nelle città aree dove il terreno si è abbassato negli ultimi anni. Ciò consente di far controllare la solidità strutturale di edifici più vecchi al fine di evitare cedimenti improvvisi e disastrosi.
Una mappa di deformazione satellitare permette di coprire aree molto vaste e con una densità di punti di misura molto elevata. Una sola immagine radar permette di ottenere la mappa di velocità di deformazione del Golfo di Napoli relativa a un’area che si estende da Pozzuoli a Sorrento. La possibilità di avere una copertura spaziale così ampia permette di tenere sotto controllo e analizzare fenomeni anche in zone dove non sono presenti sensori delle reti di sorveglianza perché non sono attesi effetti deformativi.
Le moderne tecnologie informatiche permettono poi un accesso semplice ed intuitivo ai risultati di queste misure. A tale scopo, l’IREA ha sviluppato una piattaforma web molto semplice da utilizzare perché si avvale di una interfaccia derivata da Google Maps e quindi familiare anche ad un pubblico non specialistico. In questo modo è possibile visualizzare, in maniera semplice ed intuitiva, deformazioni del suolo avvenute negli ultimi anni nell’area napoletana ma anche in a svariati altri siti sparsi nel mondo.
L'IREA partecipa alla edizione 2011 di Futuro Remoto, una manifestazione di divulgazione della cultura scientifica e tecnologica, dove i visitatori potranno scoprire i segreti più “intimi” della Terra lungo un viaggio che parte dallo Spazio, da dove il nostro Pianeta è monitorato costantemente grazie ai satelliti.
Terremoti, frane, eruzioni vulcaniche o anche impercettibili deformazioni della superficie terrestre possono infatti essere monitorati dallo spazio, a poche ore dall’evento e in luoghi di difficile accesso, grazie alle immagini ottenute dal SAR, un sofisticato radar montato a bordo di satelliti orbitanti intorno alla Terra, e alle tecniche di elaborazione dati spaziali frutto di anni di attività di ricerca.
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Il monitoraggio in situ, invece, grazie dallo sviluppo di sensori e metodologie per la diagnostica elettromagnetica, consente di verificare in modo non invasivo l’integrità strutturale di edifici o infrastrutture, identificare oggetti nascosti o sepolti, quali ordigni ed esplosivi, e rilevare a distanza i segni vitali, fondamentali per la localizzazione di vittime di crolli o valanghe.
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Tecnologie sofisticate, utili per tenere sotto controllo la Terra e il complesso sistema dinamico costituito dalla crosta terrestre, per vivere così più sicuri.
Domenica 13 novembre ore 12.30 Sala Galileo
"La Terra sotto Controllo. Nuove tecnologie per il monitoraggio ambientale"
Ne parlano Ilaria Catapano e Eugenio Sansosti
I ricercatori dell’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente, a seguito del potente terremoto che ha colpito la provincia orientale della Turchia lo scorso 23 ottobre, hanno elaborato i dati SAR acquisiti dal satellite ENVISAT dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) generando la mappa delle deformazioni provocate dall’evento sismico. Nell’immagine ogni ciclo di colore rappresenta uno spostamento di circa 2.8 cm.
ENVISAT differential interferogram relevant to the area of Van (eastern
Il progetto AMISS mira a stabilire un network di collaborazioni con l’obiettivo di fornire avanzamenti teorici ed applicativi nel campo dei sistemi a microonde attivi e passivi. I principali obiettivi del progetto sono: 1) Sviluppo e caratterizzazione di nuovi sensori e sistemi per l'imaging a microonde attivi e passivi; 2) analisi e validazione di nuovi approcci per il trattamento dei dati GPR nell'imaging di infrastrutture critiche e del sottosuolo; 3) Integrazione dello stato dell'arte e nuovi hardware di imaging e caratterizzazione di approcci per affrontare situazioni realistiche di sicurezza e nelle applicazioni di prospezione di sottosuolo; 4) Sviluppo e studio di fattibilità di tecnologia bio-radar (sistema ed elaborazione dati) per il rilevamento di segni vitali e l’individuazione/caratterizzazione di esseri umani in scenari complessi. Il progetto coinvolge tre partner Europei (Italy, The Netherlands, Turkey) and 4 partners da Paesi Terzi (Russia, Ukraine, Brazil), le cui competenze sono complementari nel raggiungimento degli obiettivi scientifici e nel trasferimento di conoscenza.
Committente: Unione Europea
Prime contractor: CNR
Partner: Technische Universiteit Delft (TUDELFT), The Netherlands (EU Member)Yildiz Technical University (YTU), Turkey (EU Associated Country); Usikov Institute for Radio-physics and Electronics (IRE), Ukraine (Third Country); State Research Centre of Superconductive Radioelectronics “Iceberg” (SRC), Ukraine (Third Country); Bauman Moscow State Technical University(BMSTU), Russia (Third Country); University of Sao Paulo, (USP), Brazil (Third Country)
Periodo di attività: 2011 - 2014
Finanziamento IREA: € 117.800
Responsabile IREA: Francesco Soldovieri
Attività: Tomografia e Imaging Elettromagnetico
L'IREA ha partecipato alla nona edizione del Festival della Scienza con una Conferenza dal titolo
"La Terra sotto Controllo. Nuove tecnologie per il monitoraggio ambientale"
in programma il 28 ottobre 2011 alle 17.30 presso l'Aula Polivalente San Salvatore.
Relatori: Ilaria Catapano e Eugenio Sansosti.