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Indagine Georadar (Ground Probing Radar - GPR)

IGR Snc di Buratti Flavio & C.

Via Pietro Conti, 27 - 06049 - Spoleto (Pg) Tel/fax: +39 0743 234355 E-mail: [email protected]

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Idrogeologia Geologia e geoRadar

Il Georadar o GPR (Ground Probing Radar) rappresenta la più avanzata e sofisticata metodologia di indagine non distruttiva dedicata alla ricerca di servizi e strutture interrate. Esso consente di elaborare accurate planimetrie contenenti informazioni su posizione, profondità e dimensione dei servizi interrati individuati. L'alta precisione e versatilità di questo metodo di indagine indiretta ne permette l'applicazione per numerose altre attività, come illustrato in seguito, ricavando informazioni in tempi rapidi e ad un costo accessibile. Principio di funzionamento Il funzionamento del Georadar si basa sulla capacità dello strumento di emettere segnali a radiofrequenza (tra 100 e 1600 MHz) e registrare quelli reirradiati dagli oggetti presenti nel sottosuolo, caratterizzati da dimensioni sufficienti e da proprietà elettromagnetiche diverse rispetto a quelle del terreno. Il parametro misurato è il tempo di propagazione dell'onda che, a seguito dell'intercettazione di ostacoli, ritorna in superficie e viene captata dalle antenne come eco riflessa. La generazione e la ricezione dei segnali è operata da antenne che vengono fatte scorrere sul tratto di terreno che si desidera indagare; i dati raccolti, opportunamente elaborati, sono memorizzati su una unità di controllo che, inoltre, genera gli impulsi necessari al funzionamento delle antenne. La delicata fase di analisi ed interpretazione dei dati radar viene gestita da un sofisticato software di elaborazione specifico ed eseguita da tecnici specializzati. Strumentazione L'unità di acquisizione di proprietà IGR, il Georadar IDS RIS-K2/MF (Fig. 1) è composta da un Notebook "Panasonic Toughbook CF-19" (processore Intel Centrino mobile, Hard Disk 60 GB, Sistema Operativo Windows XP, scheda per la conversione analogico/digitale del segnale radar) e da antenne mobilizzate tramite un carrello ammortizzato per garantire il corretto accoppiamento elettromagnetico con il suolo.

Fig. 1 ­ Georadar IDS RIS-K2/MF

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Operatività

1. sopralluogo preliminare finalizzato all'acquisizione delle informazioni necessarie per

l'organizzazione logistica dell'indagine (accessibilità, ostacoli architettonici, necessità di permessi, traffico esistente, posizionamento del sistema di riferimento, ecc); 2. consultazione di eventuali mappe tecniche dei servizi esistenti; 3. accurato rilievo cartografico finalizzato all'acquisizione dei dati radar secondo un sistema di riferimento cartesiano ortogonale, in modo da referenziare le sezioni radar rispetto ad una cartografia esistente, purché opportunamente verificata, oppure rispetto ad una cartografia realizzata ex-novo dai nostri tecnici (Fig. 2). In questa fase è necessario rilevare, rispetto al sistema di riferimento individuato, tombini, pali, ingressi di abitazioni, numeri civici, aiuole, scalinate, ecc., in modo da ricostruire una cartografia su CAD con i vari elementi posizionati secondo le dimensioni reali misurate sul campo.

Fig. 2 - Cartografia realizzata in situ

Restituzione dei risultati Al Committente, vengono consegnati gli elaborati contenenti i risultati delle indagini eseguite: 1. relazione tecnica descrittiva delle attività effettuate con i risultati ottenuti 2. allegati cartografici costituiti da planimetrie di dettaglio complete di sezioni schematiche rappresentanti i risultati dell'indagine radar (Fig. 3).

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Le cartografie vengono elaborate in forma digitale, mediante l'impiego di programmi CAD, e forniti sia su carta che su supporto digitale nel formato richiesto dal Committente.

Fig. 3 - Planimetria di dettaglio

Limiti operativi Il Georadar è un'indagine geofisica indiretta ed in quanto tale presenta la possibilità di non conseguire in tutte le occasioni risultati perfettamente attendibili, manifestando ad esempio mancate e/o false detezioni conseguenza di oggettivi limiti strumentali. Ciò può essere dovuto a sfavorevoli condizioni ambientali (accentuata asperità delle superfici, armature metalliche della superficie su cui scorrono le antenne, presenza d'acqua in superficie) e/o geologiche (litologie argilloso-limose umide, falda acquifera subsuperficiale). In ogni caso, l'utilizzo dei sistemi IDS RIS, in dotazione alla IGR, consente di abbattere al minimo tali limiti operativi, ottenendo percentuali di detezione in media superiori al 90%. APPLICAZIONI Ricerca di servizi e manufatti preesistenti : il georadar di proprietà IGR impiega un array di sensori multifrequenza e multipolari (antenne da 200 e 600 MHz), che permette di ricavare informazioni relative alla presenza di ostacoli (tubi preesistenti, manufatti, trovanti, ecc.) utili alle attività di scavo tradizionale, in minitrincea o perforazione eseguita con tecniche di "Directional drilling" (TOC / HDD).

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Analisi dei profili stratigrafici e caratterizzazione del terreno: il georadar RISK2/MF, inoltre, è in grado di ottenere indicazioni sulle caratteristiche litologiche del terreno da attraversare, al fine di poter determinare la metodologia di perforazione e posa ottimale. Il sistema è in grado di distinguere tra 3 macroclassi: Classe ATerreni facilmente perforabili (argilla, limi e sabbie), Classe B-Terreni perforabili con difficoltà (argilla con ghiaia, marne, ghiaie), Classe C-Terreni perforabili con tecniche speciali (ghiaia grossolana, roccia). Geologia: mediante antenne georadar caratterizzate da basse frequenze (50 ­ 200 Mhz), è possibile rilevare la localizzazione e geometria di forme carsiche sotterranee, effettuare indagini in aree interessate da dissesto idrogeologico, valutare variazioni di stratificazioni geologiche, fratturazioni e spessori di terreni di riporto, nonché individuare vari tipi di discontinuità (faglie, fratture, giunti, paleosuoli). Con apposite antenne radar da foro è possibile eseguire prospezioni geofisiche condotte all'interno di fori pilota al fine di monitorare e/o rilevare la presenza di oggetti sepolti, piani di fondazione profondi, fratturazioni e cavità carsiche negli ammassi rocciosi, con elevata risoluzione. A tal proposito, una nuova applicazione dell'antenna radar da foro è relativa al monitoraggio di cavità e fratturazioni in rocce calcaree durante le fasi di avanzamento nell'escavazione di gallerie. I rilievi sono eseguiti mediante innovative tecniche GPR (Ground Probing Radar) con sistema IDS RIS BA 150, mediante l'utilizzo di una specifica antenna di frequenza centrale pari a 150 MHz. Ingegneria civile e Ambiente: con un georadar adeguatamente allestito si possono effettuare indagini strutturali su pareti e pavimentazioni senza danneggiare in alcun modo il manufatto, localizzare armature in strutture di cemento, effettuare un rilievo dei differenti livelli stratigrafici costituenti il profilo dell'asfalto. Un'altra interessante applicazione riguarda la ricerca e individuazione di strutture sepolte quali fusti, serbatoi e strutture, ai fini di un'eventuale progettazione e pianificazione di opere di scavo e di ricostruzione o per la bonifica delle aree interessate da tali presenze. Beni archeologici e Culturali: l'utilizzo di una tale moderna metodologia di indagine indiretta ad elevata risoluzione, di rapida esecuzione e dai costi contenuti, permette anche una migliore conoscenza del patrimonio archeologico ancora sepolto (strutture murarie, manufatti, siti di sepoltura, reperti, tracciati di antiche strade) e una più efficace pianificazione degli interventi di scavo, nonché il monitoraggio di opere d'arte ed edifici storici. Indagini giudiziarie: in questo caso il georadar può essere utilizzato nella ricerca di armi, ordigni sepolti, residuati bellici, oggetti e cavità in muri e pavimenti, localizzazione di nascondigli, cadaveri, ecc.

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