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Interferometria

L'Interferometria SAR è una tecnica di monitoraggio da remoto degli spostamenti di versanti, scarpate in roccia, edifici vulcanici, frane, edifici infrastrutture ecc. La tecnica SAR (Synthetic Aperture Radar) permette di ottenere immagini radar bidimensionali dello scenario irradiato con elevate risoluzioni sia in range (direzione congiungente strumento/scenario) che in cross range (direzione ortogonale a quella di range nel piano orizzontale).

Nell'interferometria terrestre l'apertura sintetica viene riprodotta attraverso un sensore radar che si sposta lungo un binario emettendo e ricevendo un segnale, con frequenza nel campo delle microonde, attraverso apposite antenne. Dalla differenza di fase dei singoli pixel che costituiscono due immagini radar acquisite ad intervalli temporali diversi è possibile calcolare gli spostamenti subiti dal singolo pixel. Gli spostamenti vengono calcolati con un'accuratezza da millimetrica a sub-millimetrica in funzione di specifiche condizioni locali e atmosferiche.

 Sistema Hydra-G

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HYDRA-G è un sistema di monitoraggio remoto compatto progettato per prevenire e misurare in tempo reale gli spostamenti sub-millimetrici di edifici, dighe, gallerie, tunnel, pendii, ecc...

HYDRA-G è in grado di fornire un monitoraggio in tempo reale di edifici e di pendii rocciosi, e di avvisare, con un allarme preventivo, in caso di crolli imminenti per poter evacuare persone e macchinari a rischio.

Con un range di scansione fino a 800 metri, il sistema offre una tecnologia radar di alta precisione e risoluzione. HYDRA-G sfrutta la tecnologia ArcSAR che fornisce una risoluzione spaziale centimetrica aggiornando le informazioni di spostamento ogni 30 secondi.

Una fotocamera ottica HD ad infrarossi permette il controllo visivo in ​​tempo reale delle aree monitorate, e i dati del radar vengono riprodotti con un modello 3D della scena grazie al sensore laser integrato. Il software HYDRA Guardian (leader di settore) possiede un tool molto potente che permette di visualizzare ed interpretare i dati radar e di eseguire analisi degli spostamenti della struttura. SurfScan, invece, è un software che permette di analizzare lo spostamento e le deformazione in tempo reale.

 Sistema GBInSAR

Il sensore GBInSAR è un radar ad apertura sintetica (SAR) costituito da un sistema di antenne che vengono mosse lungo un binario che realizza l'apertura del radar. Il sistema produce mappe bidimensionali o tridimensionali del campo di deformazione dell'oggetto o della scena osservata, che possono estendersi fino a qualche chilometro quadro, con una precisione nell’ordine della frazione di millimetro.  ​P​uò essere impiegato in singole campagne della durata di giorni o settimane, in cui acquisisce in continuo le immagini radar.

Grazie alla velocità ed alla facilità di installazione il sistema GBInSAR sono efficacemente utilizzati in situazioni di emergenza, quando un evento critico è ritenuto imminente od è appena avvenuto. Sono anche particolarmente indicati per il monitoraggio continuo del campo degli spostamenti in tutti quei casi in cui sono a rischio elementi di particolare rilevanza socio economica o culturale, quali centri abitati, vie di comunicazione o beni culturali.

Essa è stata impiegata efficacemente nel monitoraggio di varie tipologie di frane, di differenti dimensioni, materiali (terra e/o roccia) e dinamiche (crollo, ribaltamento, scorrimento, espandimento, e creep in ammassi rocciosi).

La tecnologia GBInSAR ​è​ stata inventata e sviluppata dal Centro Comune di Ricerca (CCR) della Commissione Europea alla fine degli anni 90, per poi vedere le prime applicazioni commerciali nei primi anni 2000.​ E'​ stata validata nel tempo da diversi dipartimenti universitari, sia in Italia sia all’estero, su frane ad alto rischio, di diversa topologia e su strutture differenti come ponti, dighe e monumenti artistici. 

 Applicazioni

La tecnologia SAR è utilizzata per individuare nello scenario osservato quelle aree che sono caratterizzate da spostamenti significativi, mapparne i cambiamenti morfologici e/o cinematici e pertanto permettere l’individuazione e la perimetrazione delle aree più a rischio.

Le attività di monitoraggio hanno anche dimostrato la validità di questa tecnologia anche nel caso di strutture antropiche quali dighe, edifici, viadotti, ponti, od interi abitati per misurarne le deformazioni indotte da carichi esterni oppure da frane. In tali occasioni, e specialmente per frane molto lente, si è stati in grado di ottenere una misura degli spostamenti anche in aree molto vegetate andando a misurare i movimenti che interessavano le strutture immerse al loro interno.

Infine si è stati in grado di misurare i movimenti del suolo dovuti a fenomeni diversi, quali ad esempio quelli causati da sinkhole o da errate operazioni di coltivazione di cave. 

La tecnologia SAR, può essere impiegata efficacemente per le seguenti  finalità:

  • Protezione civile;
  • Sicurezza di infrastrutture, opere ed impianti;
  • Studio.

Per le finalità di Protezione Civile è necessario che il sistema SAR sia installato permanentemente in sito, che acquisisca in modo continuo e che sia in grado di fornire i dati acquisiti in tempo quasi reale anche ad utenti remoti. Per tali applicazioni è necessario, quindi, predisporre di un sistema di trasferimento dati efficiente. 

Per le finalità di sicurezza di infrastrutture, opere ed impianti, il sistema SAR può essere installato permanentemente oppure periodicamente in sito. In funzione del fenomeno, della sua velocità, ed in base al grado di sicurezza che si vuole raggiungere con le attività di monitoraggio, l’acquisizione può avvenire anche in modo continuo e con trasmissione dei dati in tempo reale. I dati sono inviati a soggetti remoti in grado di trasformarli in informazioni. Generalmente in tali applicazioni può essere predisposto un sistema di trasferimento dati misto o semiautomatico.

Infine, per le finalità di studio, il sistema è tipicamente installato in sito per un periodo di tempo sufficiente ad acquisire i dati e le informazioni necessari ai fini del particolare studio. L’analisi dei dati può avvenire anche off-line, pertanto la strumentazione in queste attività generalmente acquisisce e conserva i dati al suo inteno. I dati sono successivamente elaborati in sede al termine della campagna di misura.