Atlante Dei Sistemi Geognostici Per La Mappatura Delle Reti Tecnologiche

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Reti e Servizi di Pubblica Utilità

e Sviluppo Sostenibile

Osservatorio Region le a

Risorse e Servizi

ATLANTE DEI SISTEMI GEOGNOSTICI PER LA MAPPATURA DELLE RETI TECNOLOGICHE

Il presente “Atlante dei sistemi geognostica per la mappatura dei sottoservizi” è stato realizzato a cura del Laboratorio Sottosuolo della Regione Lombardia, Direzione Generale Reti e Servizi di Pubblica Utilità - Unità Organizzativa Regolazione del Mercato e Programmazione, Struttura Qualità dei Servizi e Osservatorio - con la collaborazione del Politecnico di Milano, Dipartimento di Ingegneria Strutturale.

in collaborazione con

1a edizione novembre 2007

www.ors.regione.lombardia.it [email protected]

È un dossier delle tecnologie innovative e di esempi di applicazione il secondo volume della collana di manuali realizzati dal “Laboratorio del Sottosuolo”. Nelle pagine che seguono sono illustrate quelle per l’individuazione e la mappatura delle reti interrate senza effrazione del suolo.

La panoramica dei principali metodi di indagine indiretta del sottosuolo, che propone una loro comparazione rispetto a specifiche esigenze, si sofferma, in particolare, sul funzionamento della tecnologia “georadar”, quella che oggi è ritenuta la più adeguata per individuare le reti di

sottoservizi, limitando disagi per i cittadini e riducendo i tempi d’intervento.

Per questa ragione si è ritenuto anche di inserire in appendice alcune schede di facile consultazione che riassumono indicazioni tecniche sull’applicazione del “georadar” e la successiva fase di elaborazione dei dati.

Il Dossier, rivolto in particolare agli Enti Locali, fornisce, inoltre, indicazioni per redigere il capitolato per l’affidamento di incarico per l’attuazione di un rilevamento georadar e tabelle riferibili ai costi medi di questi interventi sulla base delle esperienze già realizzate.

In questo modo si vuole superare quella cultura tradizionale, che ancora privilegia il ricorso ai saggi di scavo per l’individuazione dell’esatta ubicazione delle condotte, a favore di soluzioni innovative, così come disposto dall’art. 37 della l.r. 26/2003.

L’Assessore alle Reti e Servizi di Pubblica Utilità e Sviluppo Sostenibile

Massimo Buscemi

INDICE

INDICE

1. INTRODUZIONE........................................................................................................ 8

2. METODI DI INDAGINE GEOGNOSTICA................................................................ 14

2.1 ELENCO DEI METODI E DEI PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO ....................................... 14 2.2 GEOELETTRICA.................................................................................................. 15 2.3 METODI ELETTROMAGNETICI............................................................................... 16 2.4 GEORADAR........................................................................................................ 17 2.5 METODI SISMICI ................................................................................................. 18 2.6 ANALISI COMPARATIVA DEI METODI PRESENTATI................................................... 19

3. IL GPR (GROUND PENETRATING RADAR)......................................................... 26

3.1 DESCRIZIONE DEL SISTEMA ................................................................................ 26 3.2 PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO............................................................................ 28 3.3 L’ATTENUAZIONE DELLE ONDE ELETTROMAGNETICHE IN UN MEZZO ....................... 29 3.4 LA SCELTA DELLE ANTENNE ................................................................................ 31 3.5 LA RISOLUZIONE SPAZIALE.................................................................................. 32 3.6 LA POLARIZZAZIONE DELLE ANTENNE .................................................................. 34 3.7 CONDURRE UN’INDAGINE GPR ........................................................................... 36 3.8 ELABORAZIONE DEI DATI..................................................................................... 37 3.9 SVILUPPI DEL GPR: INDAGINI TRIDIMENSIONALI ................................................... 39 3.10 SVILUPPI DEL GPR: ARRAY DI ANTENNE.............................................................. 41

4. CASE HISTORY ...................................................................................................... 44

4.1 MAPPATURA ESTENSIVA DI UNA STRADA.............................................................. 45 4.2 MAPPATURA DI SOTTOSERVIZI DI GRANDI DIMENSIONI........................................... 48 4.3 MAPPATURA GEORADAR 3D DI UNA PICCOLA AREA .............................................. 50

5. RESTITUZIONE CARTOGRAFICA DEL DATO ACQUISITO................................ 54

6. INDICAZIONI PER LA REDAZIONE DI UN CAPITOLATO ................................... 56

6.1 NOTA CONCLUSIVA............................................................................................. 60

SCHEDE TECNICHE………………………………………………………… ………………..61

TAVOLA SINOTTICA………………………………………………………… ………………..75

5


1. INTRODUZIONE La localizzazione delle condotte interrate costituisce una fase fondamentale della

gestione del sottosuolo. Una corretta mappatura delle reti tecnologiche permette di

realizzare una migliore attività di gestione dei lavori stradali e degli interventi di scavo e di

minimizzare, conseguentemente, il disagio alla cittadinanza, alla vita pubblica, alle attività

commerciali, con riduzione del traffico e dell’impatto sull’ambiente (Fig. 1.1). Il

contenimento dell’impatto ambientale, del resto, è alla base della Direttiva della

Presidenza del Consiglio dei Ministri (DPCM) sulla “Razionale sistemazione nel

sottosuolo degli impianti tecnologici” del 3/3/1999 (Gazzetta Ufficiale n°58, 11/3/1999):

o (Art. 1.3) […] ridurre per quanto possibile al minimo, lo smantellamento delle sedi

stradali, le operazioni di scavo, lo smaltimento del materiale di risulta fino alle località

di discarica ed il successivo ripristino della sede stradale.

o (Art. 1.4) […] razionalizzare l'impiego del sottosuolo in modo da favorire il

coordinamento degli interventi per la realizzazione delle opere, facilitando la

necessaria tempestività degli interventi stessi al fine di consentire, nel contempo, la

regolare agibilità del traffico ed evitare, per quanto possibile, il disagio alla

popolazione dell'area interessata ai lavori ed alle attività commerciali ivi esistenti.

o (Art. 1.5) […] promuovere la scelta di interventi che non comportino in prospettiva la

diminuzione della fluidità del traffico per i ripetuti lavori interessanti le strade urbane,

contribuendo così sia ad evitare gli effetti di congestionamento causato dalle sezioni

occupate, sia a contenere i consumi energetici, ridurre i livelli di inquinamento,

nonché l'impatto visivo al fine di salvaguardare l'ambiente ed il paesaggio e

realizzare economie a lungo termine.

È in questa direzione che si inserisce l’utilizzo di tecnologie di diagnostica che non

prevedano la manomissione del sottosuolo:

o (Art. 5.4) […] relativamente ai servizi interrati, qualora sussistano dubbi sulla effettiva

localizzazione degli impianti tecnologici, deve essere valutata, di volta in volta, la

possibilità di impiego di sistemi tecnici innovativi che consentano interventi nel

sottosuolo senza l’effrazione della superficie, sia per la conoscenza di quanto

sottostante (indagine geognostica), sia per la posa di cavi (perforazione orizzontale

controllata).

8

INTRODUZIONE

Fig. 1.1 - Operazioni di indagine conoscitiva mediante scavi.

Evidenti situazioni di disagio alla cittadinanza e alla mobilità del traffico.

Le motivazioni che hanno ispirato la direttiva del 3/3/1999 sono state fatte proprie dalla

Regione Lombardia con la Legge Regionale n°26 del 12/12/2003, “Disciplina dei servizi

locali di interesse economico generale. Norme in materia di gestione dei rifiuti, di energia,

di utilizzo del sottosuolo e di risorse idriche ”:

o (Titolo IV, Art. 34) La Regione, in forma coordinata con gli enti locali […] assicura un

utilizzo razionale del sottosuolo, anche mediante la condivisione delle infrastrutture,

coerente con la tutela dell’ambiente e del patrimonio storico-artistico, della sicurezza

e della salute dei cittadini.

o (Titolo IV, Art. 35) I comuni provvedono in particolare […] alla mappatura e la

georeferenziazione dei tracciati delle infrastrutture sotterranee, con annesse

caratteristiche costruttive.

Il DPCM e la Legge della Regione Lombardia disciplinano la gestione del sottosuolo,

indirizzano le amministrazioni locali verso modalità operative di razionale gestione del

sottosuolo come peraltro sta avvenendo anche in altre parti del mondo (in special modo

negli Stati Uniti).

9


Si è sviluppato negli USA un ramo dell’ingegneria che va sotto il nome di SUE

(Subsurface Utility Engineering, definizione presente in ASCE Standard 38-02 redatto

dall’American Society of Civil Engineers) che riguarda tutte le operazioni connesse

all’attività di mappatura, progettazione, posa e coordinamento di reti di sottoservizi. Le

tecnologie, le procedure, le attività sviluppate, proprie della SUE tendono (come il DPCM

3/3/1999 e la Legge n°26 della Regione Lombardia) a minimizzare costi, rischi e danni

ambientali connessi alla realizzazione di nuove infrastrutture sotterranee e alle operazioni

di manutenzione di quelle esistenti.

L’obiettivo principale di condurre indagini nel sottosuolo, proposto dalla SUE, è quello di

mitigare il rischio associato allo scavo. Nel rischio sono inclusi potenziali danni alle

persone, alle cose, ritardi nel completamento dell’opera e perdite economiche. Lo

strumento per ridurre il più possibile questo rischio sta nell’avere a disposizione una

sufficiente quantità di informazioni cosi che i progettisti possano conoscere e gestire le

situazioni in anticipo. Lo Standard ASCE 38-02 (“Standard Guideline for the Collection

and Depiction of Existing Subsurface Utility Data”) definisce 4 livelli di indagine per

classificare la qualità, l’affidabilità delle informazioni inerenti i sottoservizi. Questi livelli

permettono ai tecnici utilizzatori di sapere come siano state raccolte e di riconoscere i

casi in cui sono richieste indagini addizionali o ulteriori approfondimenti tecnici.

Di seguito sono elencati i 4 livelli ASCE 38-02 :

Livello di qualità D: informazioni derivanti da dati storici e da materiale cartografico esistente;

Livello di qualità C: informazioni ottenute dalle indagini svolte su manufatti superficiali (tombini, cabine, ecc.) relativi a servizi interrati e correlate con integrazioni derivanti dal livello di qualità D;

Livello di qualità B: informazioni ottenute attraverso l’applicazione di appropriate metodologie geofisiche condotte in superficie per determinare l’esistenza e la posizione planimetrica dei sottoservizi;

Livello di qualità A: precisa localizzazione orizzontale e verticale dei sottoservizi ottenuta mediante verifica con scavo in punti critici per determinare, oltre alla posizione, il tipo, le dimensioni, lo stato di conservazione, il materiale costituente e altre caratteristiche dei sottoservizi stessi.

Questi livelli consentono agli operatori del sottosuolo di conoscere l’affidabilità del dato a

loro disposizione e di rapportarlo al rischio, agli impatti dell’intervento che stanno

attuando (Fig. 1.2).

10

INTRODUZIONE

Fig. 1.2 - Analisi del rapporto rischi / costi delle attività di un cantiere stradale rispetto ai livelli di indagine definiti dall’ASCE.

Le indagini geofisiche permettono di ottenere il livello B. Sono state recentemente

implementate soluzioni di indagine tridimensionale per raggiungere risultati certi di

geognostica prossimi al livello A che invece fa ricorso alla realizzazione di saggi di scavo,

una tecnica puntuale e distruttiva.

I sistemi di geognostica più innovativi consentono di ottenere maggiori e più precise

informazioni geometriche. Questo tipo di indagini, condotte con strumentazione georadar

3D, vanno a collocarsi tra il livello B e il livello A definendo un livello “B+” che oltre alle

informazioni sulla localizzazione orizzontale fornisce anche precise misure di profondità.

I benefici apportati dall’adozione dello Standard ASCE 38-02 durante le operazioni di

cantiere sono:

o la riduzione dei ritardi nel completamento d’opera dovuti alla non conoscenza dei

sottoservizi presenti nell’area di cantiere;

o la riduzione di reclami e cambi di programma dei lavori;

o la riduzione di ritardi dovuti alla rottura accidentale di una linea in fase di scavo;

o la riduzione dei costi di revisione del progetto per cause impreviste;

o l’aumento della produttività e della qualità del cantiere;

o la minimizzazione delle interruzioni di servizio per gli utenti delle reti di sottoservizi;

o la minimizzazione dei disagi arrecati al traffico pubblico e privato;

11


o l’aumento dell’efficienza della mappatura ed eliminazione di indagini ridondanti;

o il sensibile miglioramento dell’accuratezza delle indagini conoscitive;

o la riduzione di eventuali danni al territorio circostante il cantiere;

o la riduzione del livello di inquinamento acustico;

o un miglioramento nella prevenzione dei rischi da lavoro nei cantieri stradali.

Disporre di informazioni corrette del sottosuolo permette anche di ottenere un

considerevole risparmio economico. La Purdue University (IN, US) su incarico della

Federal Highway Administration (Washington DC, US), in uno studio denominato “Cost

Savings on Highway Projects Utilizing Subsurface Utility Engineering” (1999), quantifica

in 4.62$ il risparmio ottenuto su 1.00$ investito in attività SUE. Il costo per raggiungere un

livello di indagine compreso tra B e A (il livello “B+”) si è rivelato essere meno dello 0.5 %

dell’investimento iniziale e ha portato ad un risparmio di circa il 2 % dei costi totali di

costruzione.

I vantaggi ambientali, economici dati dall’utilizzo dello standard ASCE 38-02 e delle

pratiche della SUE hanno fatto sì che nello stato della Florida (US) il Senato approvasse

una legge (“Underground Facility Damage Prevention and Safety Act”, Capitolo 556 dei

Florida Statutes, 2002), promulgata dal Governatore, che impone agli operatori del

sottosuolo di adottare gli standard qualitativi e di sicurezza descritti nell’Act. Le operazioni

di localizzazione delle reti di sottoservizi devono essere eseguite solamente con

specifiche tecnologie geognostiche non invasive; in particolare viene messo in evidenza

l’uso del GPR (Ground Penetrating Radar) implementato con soluzioni tridimensionali.

Tale sistema è potenzialmente in grado di individuare tutti i sottoservizi

indipendentemente dal materiale con il quale sono realizzati con un elevato livello di

affidabilità.

12


2. METODI DI INDAGINE GEOGNOSTICA

2.1 ELENCO DEI METODI E DEI PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO

Nelle pagine che seguono, vengono illustrati i metodi di indagine geognostica,

attualmente disponibili per indagare i primi metri di sottosuolo, tra le quali:

1. geoelettrica;

2. metodi elettromagnetici;

3. georadar;

4. metodi sismici.

Tali tecnologie, proprie della disciplina della Geofisica Applicata, risultano più o meno

risolutive a seconda della tipologia di indagine e delle esigenze di esplorazione.

Come vedremo, per individuare l’ubicazione delle reti nel sottosuolo, il metodo che, a

parità di costo, restituisce i risultati migliori è il georadar.

È utile, infine, segnalare che le tecniche utilizzate per realizzare il rilievo geometrico della

superficie del territorio non possono anche indagare il sottosuolo: fotogrammetria,

immagini satellitari, laser scanning, misure GPS, sono metodologie che si basano su

fenomeni fisici che avvengono nella porzione dello spettro elettromagnetico del visibile,

cioè si riferiscono a lunghezze d’onda λ che vanno da 400 a 700 nm.

È evidente che, secondo le leggi della fisica e la comune esperienza, la luce non può

penetrare nel terreno e ritornare in superficie, quindi non è possibile utilizzare strumenti

ottici per indagare il sottosuolo. È necessario, pertanto, fare ricorso ad apparecchiature il

cui funzionamento preveda l’utilizzo di altre lunghezze d’onda o si basi su altri principi

fisici.

14

METODI DI INDAGINE GEOGNOSTICA

2.2 GEOELETTRICA

Questo metodo prevede l’immissione di corrente elettrica nel sottosuolo attraverso 2

elettrodi inseriti nel terreno (Fig. 2.2.1). Si misura la differenza di potenziale su altre

coppie di elettrodi caratterizzando così i terreni investigati in base alla loro resistività:

parametro che è funzione del grado di saturazione, porosità, permeabilità del terreno,

ecc.

Fig. 2.2.1 - Strumentazione per condurre misure di geoelettrica: gli elettrodi metallici vengono inseriti nel terreno, collegati tra loro con un cavo che si connette alla centralina del georesistivimetro. Questa governa gli elettrodi attraverso i quali immettere la corrente nel sottosuolo e quelli impiegati per la misura.

L’acquisizione avviene attraverso diverse configurazioni geometriche di elettrodi metallici

a seconda del fine dell’indagine: in base alla distanza reciproca tra gli elettrodi che

immettono corrente, quelli che la ricevono, le caratteristiche resistite del terreno, varia la

profondità indagabile. La geoelettrica è solitamente utilizzata per studi di

caratterizzazione dei terreni, indagini idrogeologiche.

15


2.3 METODI ELETTROMAGNETICI

Questa tecnica di indagine si basa sulla misura della variazione dei campi

elettromagnetici indotti nel terreno attraverso l’impiego di strumentazioni composte da

una bobina trasmittente ed una ricevente solitamente movimentate da un operatore (Fig.

2.3.1); non c’è necessità di contatto diretto con il suolo.

o

Fiind

Le

so

loc

tu

16

bobina che induce il camp

g. 2.3.1 - Induttometro: lo strumento rileva le anomalie del campo elettromagnetico otto.

anomalie di campo elettromagnetico registrate sono da relazionare alla presenza nel

ttosuolo di falde acquifere, agenti contaminanti, materiali conduttori: vengono

alizzati i campi magnetici “avvolti” attorno ad un conduttore, sia esso un cavo o un

bo.


2.4 GEORADAR

Si tratta di uno strumento elettromagnetico ecografico che immette nel terreno onde

elettromagnetiche, parte vengono riflesse e tornano in superficie dove sono raccolte da

un ricevitore e registrate. Le riflessioni delle onde sono generate dai contrasti di

impedenza tra i materiali degli oggetti presenti nel sottosuolo con il terreno che li

circonda. Il georadar, diversamente dagli altri metodi, può individuare tutti gli oggetti

presenti nel sottosuolo indipendentemente dal materiale con il quale sono costituiti.

La fase di acquisizione dei dati è completamente non distruttiva: le antenne vengono

trascinate sull’area da indagare (Fig. 2.4.1). Il georadar ha molte applicazioni in geologia,

nell’ingegneria civile (per valutare lo stato di conservazione di edifici, pavimentazioni

stradali, localizzare armature metalliche, individuare impianti sotterranei), in campo

ambientale (rilievi idrogeologici, mappatura di aree contaminate), nella ricerca

archeologica, per applicazioni legate alla security e alle indagini forensi.

Fig. 2.4.1 - Acquisizione georadar per la ricerca di sottoservizi.

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2.5 METODI SISMICI

Le prospezioni sismiche sono metodi di indagine geognostica che si basano sull’analisi

della propagazione di onde elastiche generate attraverso una perturbazione del terreno

prodotta da: cariche esplosive, cannoncini sismici, mazze battenti. Le onde si propagano

in profondità, in presenza di superfici di discontinuità dovute a contrasti litologici

subiscono fenomeni di riflessione, rifrazione, diffrazione. Lo studio di questi fenomeni

permette di realizzare la ricostruzione del sottosuolo e ricavare le proprietà elastiche dei

diversi strati di terreno. L’apparecchiatura necessaria per le prospezioni sismiche è

costituita da una serie di geofoni: i ricevitori delle onde, inseriti nel terreno, collegati

attraverso un cavo a un sismografo che registra le onde sismiche (Fig. 2.5.1). le indagini

sismiche sono utilizzate solamente per applicazioni geologiche.

Fig. 2.5.1 - Strumentazione per prospezioni sismiche: dall’alto a sinistra in senso orario, cavi che collegano i geofoni, geofoni, mazza battente, sismografo.

18


2.6 ANALISI COMPARATIVA DEI METODI PRESENTATI

Di seguito vengono discusse le caratteristiche dei metodi geofisici proposti rispetto alla

mappatura dei sottoservizi. Per ciascuno dei metodi e delle caratteristiche in tabella 2.2.1

viene espresso il livello del risultato raggiungibile.

Le caratteristiche relative alla mappatura dei sottoservizi sono:

POSSIBILITÀ DI GEOREFERENZIARE IL DATO CON UNA RISOLUZIONE INFERIORE AI 40 CM È essenziale che la strumentazione impiegata per l’indagine restituisca un dato con

una risoluzione geometrica di al massimo 40 cm. Questo rappresenta l’errore

geometrico massimo perché l’informazione possa essere correttamente inserita in

una cartografia al 1:1000 come precisato nel BURL 3/12/2004, 4° supplemento

straordinario. Metodi Sismici e geoelettrica sono adatti alla localizzazione di strutture

geologiche e non garantiscono questa risoluzione. I metodi elettromagnetici possono

assicurare la risoluzione richiesta in determinate condizioni operative mentre solo il

georadar può operare con la precisione di 40 cm.

CAPACITÀ DI MAPPARE TUTTI I SOTTOSERVIZI INDIPENDENTEMENTE DAL MATERIALE

COSTITUTIVO Questa caratteristica esprime la possibilità che il metodo individui il sottoservizio a

prescindere dal materiale con il quale è stato realizzato. I principi fisici che

governano i metodi descritti fanno sì che geoelettrica e sismica (il primo basato sul

misure di resistività del terreno, il secondo sulla propagazione delle onde elastiche)

permettano di caratterizzare il terreno ma di localizzare l’infrastruttura con molta

difficoltà. Con l’impiego dei metodi elettromagnetici è possibile investigare solamente

sottoservizi di materiale metallico in determinate condizioni geologico-ambientali; il

georadar è invece l’unico metodo che permette di individuare tutti i sottoservizi

indipendentemente dal loro materiale costitutivo poiché rileva le differenze di

impedenza, sempre presenti tra un sottoservizio e il terreno nel quale esso è

immerso.

ESTENSIVITÀ DELLA MISURA AL GIORNO Questa caratteristica si riferisce alla grandezza dell’area indagabile durante una

giornata di acquisizioni. Georadar e metodi elettromagnetici (induttometri) si rivelano

essere molto efficienti perché completamente non distruttivi, la strumentazione

facilmente movimentabile, permettono di condurre agevolmente le misure e con una

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discreta rapidità. Metodi sismici e geoelettrica necessitano di realizzare lunghi

stendimenti di cavo inserendo nel terreno rispettivamente geofoni ed elettrodi: le

operazioni di posizionamento dei sensori rallentano le misure, riducono la superficie

indagabile in una giornata di lavoro oltre ad intralciare l’attività pubblica, gli esercizi

commerciali e il traffico urbano. È evidente che il loro utilizzo risulti essere limitato e

difficoltoso in ambiente urbano.

RISOLUZIONE SPAZIALE La risoluzione spaziale di una misura rappresenta la sua capacità di distinguere due

oggetti adiacenti, più la risoluzione è alta più è bassa la distanza alla quale i due

oggetti risultano distinguibili. Le indagini elettriche, a causa dei principi fisici che le

governano, non garantiscono una ricostruzione geometrica corretta e tantomeno una

risoluzione spaziale utile. I metodi elettromagnetici possono garantire tale risoluzione

solo per determinate geometrie della rete dei sottoservizi. I metodi sismici non

permettono di distinguere i sottoservizi, mentre il georadar è l’unico strumento a

garantire la necessaria risoluzione spaziale per condurre la mappatura delle reti.

DISTURBO ALLA VITA PUBBLICA, ESERCIZI COMMERCIALI, INTERRUZIONE DEL TRAFFICO La legge richiede l’utilizzo di tecniche di indagine non distruttiva per evitare

interruzioni al traffico e alla vita pubblica. È quindi importante che si favorisca

l’utilizzo di metodi geognostici che abbiano tale caratteristica. I metodi sismici e

geoelettrici richiedono di stendere lunghi cavi e di inserire sensori nel terreno,

modalità operative difficilmente realizzabili in ambito urbano. Georadar e metodi

elettromagnetici sono invece completamente non distruttivi e non arrecano nessun

disturbo all’attività urbana di superficie.

CERTEZZA DEI RISULTATI Nella mappatura dei sottoservizi è fondamentale disporre di informazioni certe per

evitare errori nella fase di progettazione che possano causare danni nelle attività dei

cantieri stradali. Come già espresso per le precedenti caratteristiche: i metodi sismici

e geoelettrici permettono di indagare il sottosuolo, conoscerne la litologie e le

caratteristiche idrogeologiche ma non possono assicurare con certezza la

localizzazione dei sottoservizi. I metodi elettromagnetici consentono di ricercare solo

le tubazioni di materiale metallico. Il georadar invece, investigando le differenze di

impedenza tra i sottoservizi e il terreno che li circonda, garantisce la localizzazione

certa delle reti.

20


DISTURBI ALLA MISURA DOVUTI ALL’AMBIENTE URBANO L’ambiente nel quale si realizzano le misure può influenzare la correttezza del

risultato a causa dei disturbi che può generare. Gli induttometri sono condizionati

dalla presenza di strutture metalliche (recinzioni, pensiline dei mezzi pubblici, pali

dell’illuminazione), i metodi sismici risentono delle vibrazioni (traffico veicolare), la

correttezza dei risultati della geoelettrica è influenzata dalla presenza nel terreno di

cavi elettrici e da correnti vaganti. Il georadar utilizzando antenne schermate invece

non risente quasi per nulla dei disturbi provocati dall’ambiente urbano.

LIMITI DI UTILIZZO DOVUTI ALLA MATRICE DEL TERRENO Tutti i metodi di indagine geognostica hanno performance dipendenti dalle

caratteristiche del mezzo investigato. Le prestazioni di geoelettrica, induttometri e

georadar sono influenzate dalla proprietà elettromagnetiche del terreno (resistività,

costante dielettrica, permeabilità magnetica). I risultati ottenuti con i metodi sismici

dipendono invece dalle caratteristiche elastiche dei terreni indagati.

TECNICHE DI INDAGINE PIÙ UTILIZZATE PER LA MAPPATURA DEI SOTTOSERVIZI A livello mondiale la mappatura dei sottoservizi viene condotta con strumentazioni

elettromagnetiche. Gli induttometri sono impiegati per semplici operazioni di

localizzazione dei tubi metallici mentre il georadar, che ha una maggiore diffusione,

per localizzare e mappare le infrastrutture indipendentemente dal materiale con cui

sono realizzate.

NON DISTRUTTIVITÀ DELLA TECNICA Alcune tecniche di geognostica necessitano di fissare dei sensori nel terreno. Per

condurre indagini geoelettriche occorre inserire degli elettrodi, per le indagini

sismiche dei geofoni. Queste operazioni, sebbene interessino solamente i primi 25

cm del suolo e siano poco distruttive, danneggiano l’asfalto e possono rompere i

cavi più superficiali (illuminazione pubblica e reti semaforiche). L’indagine con

sistemi ad induzione o georadar risultano essere completamente non distruttive.

POSSIBILITÀ DI INDAGARE GRANDI AREE Le indagini con geoelettrica e metodi sismici necessitano di posizionare sensori e

stendimenti di cavi che li colleghino alle centraline di acquisizione. Per questo le

operazioni di campo risultano essere meno veloci rispetto a quelle realizzate con

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georadar o induttometri che vengono movimentati in superficie senza dover istallare

nessun sensore nel suolo.

POSSIBILITÀ DI INDAGARE PICCOLE AREE o per investigare il sottosuolo con geoelettrica e metodi sismici occorre realizzare

stendimenti di cavi e posizionare sensori nel terreno. Al contrario le contenute

dimensioni di induttometri e georadar consentono di indagare anche aree di piccole

dimensioni permettendo quindi di lavorare anche in ambiti urbani dove difficilmente è

possibile limitare l’attività pubblica.

NECESSITÀ DI RICHIEDERE PERMESSI PER REALIZZARE LE MISURE L’ingombro, l’intralcio al traffico causato dai cavi utilizzati per la geoelettrica e la

sismica necessita di permessi e autorizzazioni che invece non sono necessarie per

condurre indagini georadar o con induttometri. Qualora fossero realizzate indagini

sismiche con sorgenti esplosive bisognerà disporre di autorizzazioni dedicate.

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Geoelettrica

Metodi Elettromagneti

ci Georadar Metodi

Sismici

Possibilità di georeferenziare il dato con una risoluzione inferiore ai 40 cm

Capacità di mappare tutti i sottoservizi indipendentemente dal materiale costitutivo

Estensività della misura al giorno Risoluzione spaziale, capacità di distinguere tubazione con una distanza maggiore di 40 cm

Disturbo alla vita pubblica, esercizi commerciali, interruzione del traffico

Certezza dei risultati

Disturbi alla misura dovuti all'ambiente urbano

Limiti di utilizzo dovuti alla matrice del terreno Tecniche di indagine più utilizzate per la mappatura dei sottoservizi

Non distruttività della tecnica

Possibilità di indagare aree grandi

Possibilità di indagare aree piccole Necessità di richiedere permessi per realizzare le misure

ALTO

MEDIO Livelli di applicabilità

BASSO

Tab. 2.2.1 - Livelli di applicabilità dei metodi di indagine geognostica presentati per la mappatura dei sottoservizi in ambito urbano.

23


3. IL GPR (GROUND PENETRATING RADAR)

3.1 DESCRIZIONE DEL SISTEMA

Il GPR (Ground Penetrating Radar) o georadar è uno strumento elettromagnetico

ecografico di prospezione geofisica utilizzato per numerose applicazioni: in geologia,

nell’ingegneria civile (per valutare lo stato di conservazione di edifici, pavimentazioni

stradali, localizzare armature metalliche, individuare impianti sotterranei), in campo

ambientale (rilievi idrogeologici, mappatura di aree contaminate), nella ricerca

archeologica, per applicazioni legate alla security e alle indagini forensi.

Il sistema è costituito da: antenna, control unit, trigger odometrico e computer. L’antenna,

composta da un trasmettitore (TX) e da un ricevitore (RX), irradia nel terreno onde

elettromagnetiche generate dalla control unit, queste si propagano nel mezzo investigato.

Le variazioni delle proprietà dielettriche originano la riflessione di parte del segnale

registrato in superficie dal ricevitore (Figg. 3.1.1, 3.1.2).

Fig. 3.1.1 - Schema di funzionamento di un sistema radar GPR.

26

IL GPR (GROUND PENETRATING RADAR)

PC DA CAMPO

Fig. 3.1.2 - Sistema GPR: PC da campo, control unit, e antenna.

Il trigger odometrico a rotella (Fig. 3.1.3), misura il percorso e determina l’intervallo

spaziale (∆x) tra una misura GPR, chiamata traccia e la successiva. La distanza ∆x tra

queste deve rispettare il TEOREMA DEL CAMPIONAMENTO SPAZIALE DI NYQUIST che

garantisce la corretta ricostruzione geometrica degli elementi investigati:

dxdtfx

/21

≥∆

Fig. 3.1.3 - Trigger odometrico a rotella fissato sul lato dell’antenna.

L’insieme delle tracce GPR acquisite lungo un profilo genera una ricostruzione

bidimensionale del sottosuolo, detta radargramma (Fig. 3.1.4). Questa mostra l’intensità

27


delle riflessioni ricevute in funzione del tempo di andata e ritorno delle onde, della

posizione dell’antenna lungo il profilo.

Fig. 3.1.4 - Radargramma: sulle ascisse è indicata la posizione lungo il profilo, sulle ordinate la profondità indagata nel terreno (o in alternativa il tempo di propagazione dell’onda). La scala di colori a lato descrive l’intensità delle riflessioni generate dagli oggetti interrati (individuati da delle iperboli).

3.2 PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO

Il funzionamento del GPR si basa sulla riflessione delle onde elettromagnetiche: la

propagazione delle onde è governata dalle proprietà elettriche del mezzo indagato.

Quando un’onda elettromagnetica incontra la superficie di separazione tra due mezzi con

differenti caratteristiche parte dell’energia viene riflessa, parte trasmessa; la quantità di

energia riflessa dipende dal coefficiente di riflessione, funzione delle impedenze Z1 e Z2

caratteristiche dei mezzi:

21

12

ZZZZ

R+−

=

L’impedenza di un mezzo dipende dai suoi valori di costante dielettrica, conducibilità,

permeabilità magnetica. L’ampiezza delle riflessioni che ritornano in superficie, al

ricevitore, sono determinate dai contrasti d’impedenza tra gli oggetti e la matrice del

28


terreno nel quale sono immersi: maggiore è il contrasto, maggiore è la quantità di energia

riflessa (Fig. 3.2.1).

RXTX RXTXRX TX

mezzo 2

mezzo 1

Fig. 3.2.1 - Riflessione delle onde: i contrasti d’impedenza all’interfaccia dei due mezzi producono le riflessioni che arrivano al ricevitore (RX).

Il GPR è quindi potenzialmente in grado di investigare qualunque sottoservizio

indipendentemente dal materiale con il quale è realizzato. Esiste infatti sempre un

contrasto tra i valori di impedenza del terreno e i materiali con i quali sono stati realizzati i

sottoservizi.

3.3 L’ATTENUAZIONE DELLE ONDE ELETTROMAGNETICHE IN UN MEZZO

La propagazione delle onde elettromagnetiche nel terreno è limitata dal fenomeno

dell’attenuazione che dipende: dalla divergenza sferica, dalla diffusione delle onde

elettromagnetiche e dall’assorbimento. I fenomeni più rilevanti sono gli ultimi due,

caratteristici dei diversi terreni che si vanno ad indagare. La diffusione delle onde

elettromagnetiche è causata dalla matrice del terreno e dagli elementi con dimensione

prossima alla lunghezza d’onda del segnale GPR generato. In un terreno caratterizzato

da una velocità di 7 cm/ns, investigato con un’antenna da 200 MHz, la lunghezza d’onda

che si propaga è di circa di 35 cm: la presenza di massi, mattoni è causa di fenomeni di

diffusione del segnale e quindi perdita di penetrazione.

29


L’assorbimento invece è determinato dai parametri elettrici dei materiali che compongono

il terreno, materiali più conduttivi assorbono maggiormente le onde elettromagnetiche.

Terreni a matrice argillosa saranno quindi più difficilmente investigabili con sistemi GPR.

L’attenuazione è anche proporzionale alla frequenza di lavoro dell’antenna, maggiore è la

frequenza, maggiore l’assorbimento: la scelta della frequenza dell’antenna da utilizzare

per realizzare l’indagine deve quindi considerare questo fattore. Antenne a più bassa

frequenza permettono di investigare più in profondità (Fig. 3.3.1) ma garantiscono meno

risoluzione spaziale (come verrà poi illustrato nel paragrafo 3.5).

Antenna da 100 MHz Antenna da 200 MHz

Antenna da 600 MHz Antenna da 900 MHz

Fig. 3.3.1 - Test di penetrazione effettuati con antenne a diverse frequenze: all’aumentare della frequenza nominale dell’antenna diminuisce la penetrazione del segnale.

Il georadar risulta quindi essere uno strumento di indagine a performance relative: la

penetrazione di indagine raggiungibile, i contrasti tra i valori di impedenza del materiale

che costituisce i tubi e il terreno nel quale sono immersi variano da situazione a

situazione. Con la stessa strumentazione GPR ma in condizioni ambientali diverse si

possono ottenere risultati anche molto differenti.

30


3.4 LA SCELTA DELLE ANTENNE

Le antenne GPR da utilizzare per la mappatura dei sottoservizi in ambito urbano devono

essere schermate, emettere cioè il segnale nella sola direzione del sottosuolo. Antenne

non schermate infatti sarebbero eccessivamente disturbate dall’ambiente registrando

riflessioni difficilmente distinguibili in fase di interpretazione. Le antenne schermate sono

progettate per garantire il migliore accoppiamento con il terreno riducendo la dispersione

in aria di parte del segnale emesso.

Un’antenna GPR è solitamente progettata per avere una banda equivalente alla propria

frequenza nominale, centrata su di essa (i.e. un’antenna da 500 MHz avrà un banda che

va da 250 a 750 MHz); le antenne che normalmente si utilizzano per indagini georadar

finalizzate alla mappatura dei sottoservizi vanno da una frequenza nominale minima di 80

MHz ad una massima di 900 MHz (Fig. 3.4.1) e le loro dimensioni sono proporzionali alla

lunghezza d’onda della radiazione emessa, basse frequenze corrisponderanno ad

antenne di più grandi dimensioni.

La scelta dell’antenna da utilizzare in una misura GPR deve considerare: la geometria, le

dimensioni degli oggetti da indagare, la tipologia del terreno nel quale sono immersi. In

molti casi è necessario ripetere la misura con più antenne di diversa frequenza per

garantire la profondità di indagine (bassa frequenza) e la risoluzione spaziale (alta

frequenza).

31


Fig. 3.4.1 - Dall’alto a sinistra, in senso orario: antenne GPR con frequenze nominali pari

a 100 MHz, 200 MHz, 600 MHz, 900 MHz .

3.5 LA RISOLUZIONE SPAZIALE

La risoluzione identifica la capacità di distinguere due oggetti e quindi due riflessioni

adiacenti. Sono due i tipi di risoluzione spaziale proprie delle misure GPR: la verticale e

la laterale. È possibile distinguere due oggetti se la distanza verticale (h) che li separa dà

origine a un ritardo tra le riflessioni generate che sia maggiore della metà della lunghezza

d’onda (Fig. 3.5.1).

La risoluzione verticale è indipendente dalla profondità alla quale si trova l’oggetto. La

risoluzione laterale è invece identificata dal raggio (r) della prima zona di Fresnel (Fig.

3.5.2), ovvero la zona entro la quale due oggetti riflettori adiacenti risultano indistinguibili.

32


4λ

≥hh

terreno

aria

tubazione

tubazione

antenna

2a riflessione

1a riflessione

Fig. 3.5.1 - Se i due oggetti hanno distanza in verticale h ≥ λ/2 sono distinguibili con una misura GPR. [λ = v/f ; con λ = lunghezza d’onda, v = velocità nel mezzo, f = frequenza dell’antenna GPR ]

22

4hhr −⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ +≥

λ

2λhr ≥

4/λ

h4λ

+h

r

antenna

zona di Fresnel

terreno

aria

Fig. 3.5.2 - Prima zona di Fresnel: identifica la distanza laterale (r) tra due oggetti perché siano distinguibili con una misura GPR [λ = v/f ; con λ = lunghezza d’onda, v = velocità nel mezzo, f = frequenza dell’antenna GPR ].

33


Questa non è costante ma dipende dalla profondità alla quale si trova l’oggetto

investigato. Sono mostrate in tabella le risoluzioni laterali a 50 e 100 cm riferite ad

antenne da 200 e 600 MHz con velocità dell’onda nel mezzo pari a 8 cm/ns:

Profondità = 50 cm Profondità = 100 cm

Frequenza = 200 MHz 31 cm 45 cm

Frequenza = 600 MHz 18 cm 26 cm

Tab. 3.5.3 - Risoluzione laterale in funzione della frequenza dell’antenna e della profondità degli oggetti indagati.

Due oggetti adiacenti sono distinguibili se sono verificate contemporaneamente le due

relazioni:

4λ

≥h2λhr ≥

con fv

=λ , v = velocità dell’onda nel mezzo indagato, f = frequenza centrale

dell’antenna. Più alta è la frequenza dell’antenna utilizzata maggiore è la capacità di

risoluzione.

3.6 LA POLARIZZAZIONE DELLE ANTENNE

La polarizzazione è una caratteristica fisica delle onde elettromagnetiche e indica la

direzione di oscillazione del campo elettrico lungo la direzione di propagazione.

La polarizzazione determina la capacità di un’antenna di investigare oggetti lineari:

l’ampiezza delle riflessioni varia in funzione della sua polarizzazione e dall’orientamento

degli oggetti rispetto ad essa. Questa dipendenza determina che alcuni oggetti possono

non essere individuati da un indagine georadar se il loro orientamento è svantaggioso

rispetto alla posizione dei dipoli (TX, trasmettitore e RX, ricevitore) nell’antenna.

Generalmente le antenne di un sistema GPR sono polarizzate HH (Fig. 3.6.1): i due dipoli

TX e RX sono fra loro paralleli ed il loro asse (coincidente con quello del campo elettrico)

è ortogonale alla direzione di avanzamento dell’antenna. I sottoservizi visibili dal GPR

34


sono quelli presenti nello spazio rappresentato in Fig. 3.6.2. Per poter localizzare anche i

sottoservizi che giacciono fuori da questo spazio è necessario realizzare profili GPR tra

loro ortogonali andando così ad acquisire una griglia di dati (Fig. 3.6.3).

Fig. 3.6.1 - Polarizzazione HH dell’antenna GPR: i dipoli (TX e RX) sono ortogonali alla direzione di avanzamento.

TX

RX

Antenna GPR

Direzione di acquisizione

Spazio di detezione

Polarizzazione HH

Antenna GPR

Fig. 3.6.2 - Spazio di detezione della polarizzazione HH: sono visibili i sottoservizi che giacciono nello spazio evidenziato, compreso tra la parallela alla direzione di polarizzazione dei dipoli TX e RX e le rette a 45°.

35


Fig. 3.6.3 - Geometrie degli spazi di detezione dei sottoservizi con una olarizzazione HH delle antenne.

3.7 CONDURRE UN’INDAGINE GPR

Durante i rilievi GPR per la mappatura dei sottoservizi vengono realizzati una serie di

profili paralleli, le evidenze riscontrante sui radargrammi sono successivamente correlate

tra loro per ricostruire la geometria delle reti. Talvolta l’operazione di correlazione

introduce degli errori di interpretazione (Fig. 3.7.1). Per limitare le equivocazioni è

necessario realizzare profili bidimensionali densi e ben referenziati.

La distanza tra due profili successivi ∆y è legata alla complessità della geometria delle

reti da investigare: più le dimensioni degli oggetti sono ridotte, con geometria variabile

(cavi, tubi flessibili) e numerosi, più il ∆y dovrà essere piccolo.

Fig. 3.7.1 - Schema di un’errata interpretazione di radargrammi in un sito con sottoservizi. 1. Profili di acquisizione GPR bidimensionali; 2. Geometria reale dei sottoservizi; 3. Ricostruzione dei sottoservizi per correlazione: elementi simili che compaiono nei radargrammi vengono correlati portando ad un’interpretazione falsata del sito (numero, posizione ed orientamento dei tubi; il manufatto al centro non verrebbe nemmeno individuato).

36


3.8 ELABORAZIONE DEI DATI

Con il termine processing si identifica la fase di elaborazione dei dati acquisiti durante

una campagna di misure GPR. Questa operazione viene svolta attraverso l’impiego di

software dedicati da parte di personale tecnico specializzato in trattamento di segnali

geofisici; non può essere effettuata in campo ma in un momento successivo alla fase di

acquisizione. I passi di processing che vengono applicati ad un dato grezzo hanno lo

scopo di:

correggere i profili attraverso le informazioni topografiche riguardanti il percorso delle

antenne;

normalizzare le tracce del profilo rimediando alla non perfetta aderenza tra l’antenna

e il terreno;

selezionare la porzione di segnale nella sola banda d’interesse;

cancellare i disturbi e le interferenze (quello che in gergo viene chiamato rumore)

attraverso l’applicazione di filtri numerici;

rimuovere il background: il segnale generato dall’onda diretta, quella che compie il

cammino in aria tra il trasmettitore e il ricevitore;

amplificare le componenti del segnale che si riferiscono alle riflessioni più profonde

compensando la perdita di energia causata dall’attenuazione (applicazione di una

funzione di guadagno);

stimare la velocità di propagazione nel terreno delle onde emesse;

ricostruire la reale geometria degli oggetti presenti nel terreno applicando algoritmi di

migrazione.

Di seguito (Fig. 3.8.1) è mostrata una sequenza che riassume i più importanti passi di

processing: a partire dal dato grezzo si arriva ad una visualizzazione 2D degli oggetti

localizzati.

37


(a) dato grezzo

(b) filtraggio nella banda di interesse;

(c) rimozione del segnale di background;

(d) applicazione della funzione guadagno, o gain

38


(e) migrazione del dato

(f) inviluppo dell’ampiezza: le zone a maggiore energia (a

partire dal verde fino ad arrivare al rosso) indicano la

presenza e illustrano la forma dei sottoservizi

Fig. 3.8.1. - Processing di un profilo GPR.

3.9 SVILUPPI DEL GPR: INDAGINI TRIDIMENSIONALI

Per poter risolvere le possibili equivocazioni legate alla fase di interpretazione di

un’indagine GPR bidimensionale è necessario eseguire indagini tridimensionali (3D). La

conduzione di indagini tridimensionali è la prerogativa necessaria per raggiungere il

livello di qualità B+ (secondo quanto riportato dallo standard ASCE 38-02 definito

nell’ambito della Subsurface Utility Engineering (SUE), cfr. Introduzione). Attraverso

questo tipo di metodologia è possibile ricostruire e visualizzare un volume 3D dell’area

sottoposta ad indagine rendendo più agevole ed intuitiva l’interpretazione dei dati.

Per realizzare una corretta acquisizione 3D è necessario rispettare le specifiche del

Teorema del Campionamento Spaziale di Nyquist sia in direzione x (lungo il profilo di

acquisizione) che in direzione y (avanzamento laterale, progressivo dell’antenna):

durante la misura verrà acquisita una serie di profili paralleli ed equidistanti (Fig. 3.9.1)

ottenendo un set di dati denso e ben campionato, condizione necessaria poter applicare

con correttezza algoritmi di migrazione tridimensionale.

39


Fig. 3.9.1 - Schema di acquisizione. Ogni circolo corrisponde ad una traccia; per ottenere una griglia regolare di punti di misura il passo di campionamento spaziale ∆x e ∆y deve essere mantenuto costante. Le linee tratteggiate rappresentano i profili, con origine in x = 0. Sia ∆x che ∆y devono soddisfare il teorema del campionamento spaziale.

Disponendo di dati GPR acquisiti correttamente in modalità 3D è possibile ottenere una

ricostruzione tridimensionale dello spazio indagato utilizzando algoritmi di elaborazione

senza che vengano introdotte errate interpretazioni (Fig. 3.9.2).

Fig. 3.9.2a - Ricostruzione tridimensionale del sottosuolo ottenuta con algoritmi di migrazione 3D su un’area dove è stata condotta un’indagine GPR 3D.

40


Fig. 3.9.2b - Ricostruzione tridimensionale del sottosuolo ottenuta con algoritmi di migrazione 3D su un’area dove è stata condotta un’indagine GPR 3D.

3.10 SVILUPPI DEL GPR: ARRAY DI ANTENNE

Negli ultimi anni sono stati numerosi gli studi per sviluppare sistemi GPR ad array per

condurre indagini estensive. Questi sono costituiti da antenne montate in sequenza (GPR

multicanale), solitamente allineate trasversalmente rispetto alla direzione di

avanzamento. Il loro impiego fornisce numerosi vantaggi:

possibilità di investigare più velocemente superfici estese;

incremento della capacità di detezione;

diminuzione dei falsi bersagli;

capacità di risolvere geometrie complesse;

la presenza contemporanea di più antenne permette di implementare un sistema

multifrequenza che garantisce in questo modo i requisiti di penetrazione nel terreno

e di risoluzione spaziale ottenibili solamente con l’utilizzo di più antenne

separatamente.

41


PC da campo

Array di antenne

Control unit

Fig. 3.10.1 - Array GPR: l’equipaggiamento è composto da una serie di antenne allineate trasversalmente rispetto alla direzione di avanzamento. Control unit e PC da campo sono a bordo del carrello che movimenta il sistema.

42


4. CASE HISTORY Di seguito vengono presentati, a carattere esemplificativo, alcuni casi di utilizzo del GPR

per la mappatura dei sottoservizi.

In particolare, in casi presi in considerazione sono:

4.1 Mappatura estensiva di una strada

4.2 Mappatura di sottoservizi di grandi dimensioni

4.3 Mappatura georadar 3D di una piccola area

per ciascuno dei quali, nella parte finale del presente documento, sono state proposte

schede tecniche riassuntive in cui vengono descritte:

A la situazione da mappare

B le modalità operative per effettuare la mappatura

C schemi di esecuzione dell’attività ed immagini esemplificative.

Si propongono, infine, alcune indicazioni utili per redigere un capitolato per un

affidamento di incarico al fine di realizzare la mappatura dei sottoservizi.

44

CASE HISTORY

4.1 MAPPATURA ESTENSIVA DI UNA STRADA

Lo scopo dell’indagine è mappare tutti i sottoservizi posti al di sotto della sede stradale su

tratti di qualche decina di metri fino a centinaia di kilometri. Serve utilizzare un sistema

GPR che permetta una buona penetrazione del segnale elettromagnetico per indagare i

sottoservizi più profondi e anche capacità di risolvere spazialmente, distinguere, le

diverse infrastrutture.

Si dovranno utilizzare antenne GPR di diversa frequenza: medio - bassa (≤ 250 MHz) per

raggiungere una buona profondità di indagine e di più alta frequenza (600 MHz ≤ ... ≤ 900

MHz) per garantire di distinguere gli oggetti, le reti alle profondità più superficiali.

L’indagine dovrà essere ripetuta due volte utilizzando i due diversi tipi di antenna, oppure

bisognerà impiegare un sistema GPR multifrequenza. Oltre alla scelta delle antenne,

riveste un ruolo fondamentale la geometria con la quale vengono condotte le acquisizioni.

Come presentato nella trattazione teorica (cfr. geometria degli oggetti e polarizzazione

delle antenne), è necessario acquisire profili GPR trasversali alla direzione di posa dei

sottoservizi (Fig. 4.1.1).

Fig. 4.1.1 - Acquisizione di profili trasversali alla direzione di posa: sono visibili i sottoservizi ortogonali alla direzione di avanzamento dell’antenna.

sottoservizi

antenna

antenna sottoservizi

Per realizzare una mappatura precisa è necessario eseguire una serie densa di profili tra

loro paralleli (Fig. 4.1.2) con una distanza non superiore a 50 cm. Scansioni GPR

ravvicinate permettono di ridurre gli errori nella fase di interpretazione dei risultati (Fig.

4.1.3).

45


antenna

dire

zion

e di

ac

quis

izio

ne

∆y ≤ 50 cm

Fig. 4.1.2 - Geometria delle acquisizioni trasversali.

detezione del sottoservizio

detezione del sottoservizio

correlazione delle evidenze

Fig. 4.1.3 - Esempio di equivocazione causata da profili troppo distanziati: a sinistra la situazione reale investigata, i 2 profili paralleli vengono acquisiti troppo distanti l’uno dall’altro, viene persa l’informazione sulla geometria della rete; a destra (ricostruzione effettuata), si ipotizza erroneamente la presenza di un sottoservizio correlando le evidenze riscontrate nei 2 profili.

È anche necessario realizzare dei profili perpendicolari ai precedenti (Fig. 4.1.4) paralleli

alla dimensione maggiore dell’area da investigare per individuare i sottoservizi ortogonali

ai primi. La distanza di questi profili che intercettano tubazioni più corte dovrà essere non

superiore ai 50 cm (Fig. 4.1.5).

46

CASE HISTORY

ante

nn

a

sottoservizi

Fig. 4.1.4 - Acquisizione di profili longitudinali alla direzione di posa.

ante

nna

∆y ≤ 50 cm

ante

nna

direzione di acquisizione

Fig. 4.1.5 - Geometria delle acquisizioni longitudinali rispetto alla direzione dei sottoservizi.

47


Di seguito si riportano le specifiche tecniche del sistema di acquisizione:

Frequenza di lavoro ≤ 250 MHZ ≥ 600 MHz

≤ 900 MHz

Frequenza di campionamento ≥ 800 MHz ≥ 2400 MHz

Profondità di penetrazione nel terreno

> 80 cm 0 cm <..< 80 cm La

tera

le

40 cm 18 cm

Risoluzione spaziale degli oggetti

Ver

tical

e

10 cm 3,3 cm

Campionamento spaziale, ∆x < 6 cm < 2,2 cm

Distanza tra i profili trasversali, ∆y

≤ 50 cm

Distanza tra i profili longitudinali ≤ 50 cm

4.2 MAPPATURA DI SOTTOSERVIZI DI GRANDI DIMENSIONI

Questa tipologia di indagine geognostica riguarda la mappatura di tubazioni di grandi

dimensioni: condotti fognari, reti per il teleriscaldamento, gasdotti con diametro ≥ 40 cm,

andamento rettilineo e solitamente posizionati ad una profondità superiore agli 80 cm. Il

principale requisito che deve soddisfare l’indagine GPR è una buona capacità di

penetrazione nel terreno che si ottiene utilizzando antenne a medio - bassa frequenza.

Si dovranno realizzare una serie di profili GPR 2D ortogonali alla direzione di posa della

rete indagata a “inseguimento del sottoservizio” (Fig. 4.2.1): essendo certi

dell’andamento rettilineo delle infrastrutture e della loro rilevante dimensione non è

necessario disporre di una serie molto densa di profili paralleli. Bisognerà realizzare

profili distanziati non oltre 3 m (Fig. 4.2.2): la correlazione delle evidenze nei diversi profili

acquisiti è sufficiente per ricostruirne la geometria.

48

CASE HISTORY

profilo GPR

tratti rettilinei della linea

profilo GPRprofilo GPR

Fig. 4.2.1 - Mappatura di una linea di grandi dimensioni: vengono eseguiti profili ortogonali alla direzione di posa dell’infrastruttura, distanziati non meno di 3 m. tale procedura è denominata “inseguimento di linea”. Non si rende necessario compiere anche delle acquisizioni longitudinali rispetto alla

direzione di posa dei sottoservizi: per individuare eventuali derivazioni del condotto

Fig. 4.2.2 - Geometria delle acquisizioni trasversali rispetto alla direzione dei sottoserv

principale si rimanda alla metodologia di indagine descritta nel precedente paragrafo.

izi.

∆y ≤ 3 m

direzione diacquisizione

antenna

49



Frequenza di lavoro ≤ 250 MHz

Frequenza di campionamento ≥ 800 MHz

Profondità di penetrazione nel terreno > 80 cm

Campionamento spaziale, ∆x < 6 cm

Distanza tra i profili, ∆y ≤ 3 m

4.3 MAPPATURA GEORADAR 3D DI UNA PICCOLA AREA

ni certe sulla

richiede l’impiego di un sistema di

La mappatura georadar tridimensionale di un’area fornisce informazio

posizione, ingombro volumetrico, geometria dei sottoservizi presenti. L’applicazione di

un’indagine GPR 3D assicura un livello di informazione B+ (secondo lo Standard ASCE

38-02, cfr. Introduzione). È importante utilizzarla nella progettazione e nella posa con

sistemi trenchless, prima di condurre prove penetrometriche, carotaggi per evitare di

danneggiare gli altri sottoservizi. Sarà opportuno utilizzare un GPR multifrequenza che

accoppi una buona profondità di indagine (garantita dalle antenne a bassa frequenza) ad

un’alta risoluzione spaziale degli oggetti interrati (antenne ad alta frequenza): un sistema

multifrequenza con antenne a frequenze ≤ 250 MHz e comprese tra 600 e 900 MHz

rappresenta la migliore soluzione. Condurre una campagna di acquisizione 3D richiede

più sforzi rispetto ad una indagine bidimensionale: per poter disporre di informazioni

corrette senza che possa essere equivocata la geometria è necessario che i dati siano

acquisiti con particolare attenzione alla loro regolare distribuzione spaziale (Teorema del

Campionamento di Nyquist, cfr. paragrafo 3.9).

La necessità di rispettare questo vincolo

posizionamento. Riportiamo in seguito la descrizione di una misura GPR 3D condotta

avvalendosi del sistema di posizionamento PSG (Pad System for Georadar). Il PSG è un

Pad dedicato la cui superficie superiore è modellata in modo da avere una serie di guide

parallele sulle quali far scorrere il georadar. Il materiale del Pad è flessibile per adattarsi

alle irregolarità del suolo e garantire il miglior contatto possibile antenna-terreno evitando

perdite del segnale. Completa il sistema un fondo con scanalature complementari a

quelle del Pad da applicare all’antenna. La distanza ∆y tra due binari è tale da rispettare i

requisiti di campionamento spaziale, mentre la distanza ∆x e’ facilmente controllabile

attraverso il trigger odometrico (Fig. 4.3.1).

50

CASE HISTORY

Fig. 4.3.1 - L’antenna scorre nei binari del PSG permettendo all’operatore di acquisire

cilmente e velocemente profili densi e regolari realizzando una reale misura

osizionato il PSG sull’area da indagare si procede all’acquisizione realizzando una serie

Fig. 4.3.2 - Geometria delle acquisizioni ortogonali rispetto alla direzione dei sottoservizi.

fatridimensionale. P

di profili georadar tra loro paralleli, ortogonali alla direzione di posa dei sottoservizi,

equidistanti e progressivi, trascinando l’antenna sui binari fino a coprire un’area larga

circa 2 m e lunga quanto il Pad (Fig. 4.3.2).

∆x trigger a rotella

∆y

antenna

direzione diacquisizione

∆y ≤ 5 cm

∆Y∆X

Pad System for Georadar

51


Il PSG viene utilizzato senza ostacolare l’attività urbana: pedoni ed autoveicoli vi possono

transitare sopra senza compromettere la buona realizzazione delle misure (Fig. 4.3.3).

Disponendo di dati GPR acquisiti con modalità 3D è possibile ricostruire una

rappresentazione tridimensionale dello spazio indagato senza che vengano introdotte

equivocazioni.

Fig. 4.3.3 - Confronto tra gli scenari dei due tipi di indagine, saggio con scavo. (a sinistra) e misurazione georadar 3D usando il PSG (a destra).


≥ 600 MHz Frequenza di lavoro ≤ 250 MHz

≤ 900 MHz

Frequenza di campionamento ≥ 800 MHz ≥ 2400 MHz

Profondità di penetrazione nel terreno > 80 cm 0 cm <..< 80 cm

Late

rale

40 cm 18 cm

Risoluzione spaziale degli oggetti

Ver

tical

e

10 cm 3,3 cm

Campionamento spaziale, ∆x < 6 cm < 2,2 cm

Distanza tra i profili, ∆y ≤ 5 cm Oggi sono in atto numerosi sforzi tecnologici per realizzare soluzioni GPR che

permettano di condurre indagini 3D.

52


5. RESTITUZIONE CARTOGRAFICA DEL DATO ACQUISITO Le indagini georadar per la mappatura dei sottoservizi devono garantire una restituzione

dei dati con precisione assoluta di 40 cm. Due sottoservizi posti a una distanza di 40 cm

(misura presa dalla superficie esterna delle tubazioni) dovranno quindi essere riconosciuti

singolarmente.

Questo garantisce di potere inserire le informazioni geometriche ottenute dall’indagine

GPR in cartografia rispettando le specifiche presentate nel BURL 3/12/2004, 4°

supplemento straordinario: “Adozione delle specifiche tecniche per il rilievo e la

mappatura georeferenziata delle reti tecnologiche ai sensi dell’art 37, lettera d), della l.r.

12 dicembre 2004 n. 26 e dell’art. 4 della l.r. 29/79”. Il supporto cartografico sul quale

restituire la mappa dei sottoservizi dovrà essere 1:1000 che richiede un livello di

tolleranza 04 compreso tra 20 e 40 cm. I 40 cm di tolleranza rappresentano anche per gli

operatori del sottosuolo una distanza minima operativa tra i sottoservizi al di sotto della

quale non è possibile intervenire.

È tuttavia opportuno richiedere alla società che si occupa delle indagini geognostiche

anche la restituzione cartografica della mappatura in scala 1:300 da utilizzarsi in

previsione di interventi puntuali su una zona circoscritta, situata nei confini dell’area

indagata.

La tolleranza massima scenderà al livello 03, caratterizzato da un errore massimo

consentito compreso tra i 5 e i 20 cm; in questo caso occorrerà tenere conto del fatto che

alcuni sottoservizi posti a distanza relativa molto bassa potrebbero essere indicati in

cartografia come un unico oggetto per via della massima risoluzione ottenibile con un

sistema georadar.

Il materiale che deve essere consegnato a seguito dell’incarico deve consistere in:

restituzione cartografica in formato DXF in scala 1:1000 quotata e

georeferenziata dell’area indagata contenente indicazione delle reti di sottoservizi

presenti in essa;

restituzione cartografica in scala 1:300 in formato DXF quotata dell’area indagata

da utilizzarsi per eventuali interventi puntuali o operazioni di cantiere;

tutti i dati grezzi acquisiti in campo secondo le specifiche dell’incarico su supporto

digitale;

indicazione autodichiarante della massima profondità raggiunta dall’indagine.

54


6. INDICAZIONI PER LA REDAZIONE DI UN CAPITOLATO Di seguito vengono fornite alcune indicazioni per redigere un capitolato per l’affidamento

di un incarico di mappatura dei sottoservizi.

SI DÀ INCARICO DI MAPPARE ATTRAVERSO L’IMPIEGO DI STRUMENTAZIONE GEORADAR I

SOTTOSERVIZI PRESENTI NELL’AREA.

È importante definire con esattezza l’area che si vuole indagare per non

avere ambiguità, contenziosi dopo che si è realizzata l’attività e

permettere a chi esegue il lavoro di potere esprimere la migliore offerta in

base all’estensione del sito da investigare.

Esempio Si dà incarico di mappare attraverso l’impiego di strumentazione

georadar i sottoservizi posti al di sotto delle carreggiate e dei marciapiedi

(su ambo i lati) tra i numeri civici 18 e 98 di Via XXXXXXXX nel comune

di YYYYYYY.

Esempio Si dà incarico di mappare attraverso l’impiego di strumentazione

georadar tridimensionale i sottoservizi posti al di sotto del marciapiede di

fronte al civico 61 di Via XXXXXXX nel comune di YYYYYYY. L’indagine

dovrà interessare una larghezza di 2 m per tutta la profondità del

marciapiede.

Di seguito vengono indicate le specifiche che descrivono come un’indagine georadar

deve essere condotta per poter garantire di rispondere agli obiettivi sotto riassunti e più

ampiamente descritti nel Capitolo 4.

Vengono, altresì, fornite indicazioni circa i costi da sostenere per il raggiungimento di

ciascun obiettivo.

56

INDICAZIONI PER LA REDAZIONE DI UN CAPITOLATO

OBIETTIVO 1

Con questo incarico si intende mappare tutti i sottoservizi presenti nell’area indicata fino

ad una profondità non inferiore a 1,5 m.

cfr. Cap. 4.1

Si dovranno realizzare profili trasversali distanziati tra loro di 100 cm e longitudinali

rispetto alla direzione di posa dei sottoservizi con una distanza tra profili di 50 cm. Gli

stessi profili dovranno essere eseguiti sia con antenne GPR di frequenza ≤ 200 MHz che

≥ 600 MHz o utilizzando un sistema multifrequenza che garantisca queste specifiche. Le

misure condotte con antenna a 200 MHz dovranno avere un campionamento in

frequenza ≥ 800 MHz e distanza (∆x) tra le tracce di uno stesso profilo < 6 cm; quelle

condotte con antenna a 600 MHz dovranno avere un campionamento in frequenza ≥

2400 MHz e distanza (∆x) tra le tracce di uno stesso profilo < 2,2 cm.

I costi1

Ai fini del raggiungimento di tale obiettivo un’indagine georadar ha un costo stimato pari a

2,5 Euro al m2

se le condizioni operative permettono di indagare almeno 600 m di strada al giorno;

diversamente tale cifra potrà aumentare. Per tratti brevi l’indagine dovrà avere comunque

un costo pari o superiore ai 1700 Euro per coprire le spese di movimentazione e logistica.

1 stime di costo ricavate da gare pubbliche su indagini GPR negli anni 2003-2006

57


OBIETTIVO 2

Mappare le reti di sottoservizi di grandi dimensioni, tubi con diametro > 40 cm, posati ad

una profondità compresa tra 80 cm e 1,5 m, con geometria regolare e rettilinea:

fognature, reti di teleriscaldamento, grossi acquedotti.

cfr. Cap. 4.2

Si dovranno realizzare profili trasversali rispetto alla direzione di posa dei sottoservizi con

una distanza (∆y) tra un profilo e il successivo ≤ 3 m. I profili dovranno essere eseguiti

con antenne GPR di frequenza ≤ 200 MHz. Le misure condotte dovranno avere un

campionamento in frequenza ≥ 800 MHz e distanza (∆x) tra le tracce di uno stesso profilo

< 6 cm.

I costi2


1,1 Euro al m2

se le condizioni operative permettono di indagare almeno 600 m di strada al giorno;

diversamente tale cifra potrà aumentare. Per tratti brevi l’indagine dovrà avere comunque

un costo pari o superiore ai 1250 Euro per coprire le spese di movimentazione e logistica.

2 stime di costo ricavate da gare pubbliche su indagini GPR negli anni 2003-2006

58

INDICAZIONI PER LA REDAZIONE DI UN CAPITOLATO

OBIETTIVO 3

Ottenere una ricostruzione tridimensionale dei sottoservizi presenti in un’area < 20 m2,

una mappatura dettagliata per determinare i punti di ingresso e di uscita di scavi

trenchless, la posizione di prove penetrometriche, sostituzione di saggi di scavo

esplorativi.

cfr. Cap. 4.3

Si dovranno realizzare profili trasversali rispetto alla direzione di posa dei sottoservizi con

una distanza (∆y) tra un profilo e il successivo ≤ 5 cm mediante l’utilizzo di un sistema di

posizionamento (es. PSG, Pad System for Georadar). Gli stessi profili dovranno essere

eseguiti sia con antenne GPR di frequenza 200 MHz che 600 MHz o utilizzando un

sistema multifrequenza che garantisca queste specifiche. Le misure condotte con

antenna a 200 MHz dovranno avere un campionamento in frequenza ≥ 800 MHz e

distanza (∆x) tra le tracce di uno stesso profilo < 6 cm; quelle condotte con antenna a

600 MHz dovranno avere un campionamento in frequenza ≥ 2400 MHz e distanza (∆x)

tra le tracce di uno stesso profilo < 2,2 cm.

I costi3


450 Euro

per ogni area per almeno 3 aree da indagare al giorno.

3 stime di costo ricavate da gare pubbliche su indagini GPR negli anni 2003-2006.

59


6.1 NOTA CONCLUSIVA

Gli strumenti presentati in questo documento rappresentano lo stato dell’arte attuale

hardware e software per condurre indagini geognostiche per la localizzazione e la

mappatura dei sottoservizi in ambito urbano. Lo sviluppo della tecnologia, e con esso

anche quello delle metodologie di indagine, sono in continua evoluzione e soggetti a

rapidi mutamenti relativi alla possibilità di disporre di strumentazioni elettroniche e

computazionali sempre più potenti.

La ricerca e lo sviluppo sono focalizzati sul miglioramento delle prestazioni assolute degli

strumenti e sulla possibilità di impiegarli in un numero sempre crescente di situazioni.

60


Nelle pagine seguenti vengono proposte alcune schede tecniche che riassumono

schematicamente le indicazioni operative descritte nei capitoli precedenti. Tali indicazioni

non costituiscono uno standard ma rappresentano un valido percorso di intervento,

sviluppato a partire da esperienze condotte sul campo, per quanti intendono agire sul

sottosuolo con efficienza e modernità.

62

SCHEDE TECNICHE

MAPPATURA ESTENSIVA DI UNA STRADA

A – SITUAZIONE DA MAPPARE

TIPOLOGIA DEI SOTTOSERVIZI DA INDIVIDUARE Cavi dell’elettricità

Gas metano Acquedotto Telecomunicazioni Fognatura Teleriscaldamento

DIAMETRO DEI SOTTOSERVIZI 0 – 25 cm 25 – 50 cm 50- 75 cm 75 – 100 cm > 100 cm

PROFONDITA’ DI INDAGINE 0 – 80 cm > 80 cm

SCOPI DELL’INDAGINE

Indagine conoscitiva per realizzare la cartografia

delle reti Indagine conoscitiva per

progettare un cantiere stradale

MATERIALI COSTITUTIVI Plastica Metallo Cemento

DIMENSIONE DELL’AREA DA INVESTIGARE lunghezza > 5 m

DIREZIONE DEI SOTTOSERVIZI Sub-paralleli all’asse

stradale Sub-ortogonali all’asse

stradale

63


MAPPATURA ESTENSIVA DI UNA STRADA

B – MODALITÀ OPERATIVE

FREQUENZA DELLE ANTENNE ≤ 250 MHz, 600 MHz ≤ .. ≤ 900 MHz

FREQUENZA DI CAMPIONAMENTO

≥ 800 MHz (per una frequenza di 250 MHz)

≥ 2400 MHz (per una frequenza tra 600 e 900 MHz)

CAMPIONAMENTO SPAZIALE (IN LINE)

< 6 cm ( per una frequenza di 250 MHz)

< 2,2 cm ( per una frequenza tra 600 e 900 MHz)

DISTANZA TRA I PROFILI PARALLELI ≤ 50 cm

DIREZIONE DEI PROFILI Ortogonale e longitudinale

alla direzione di posa dei sottoservizi

SISTEMA DI POSIZIONAMENTO Laser

GPS (se funzionante)

LOGISTICA DELL’ACQUISIZIONE È opportuno programmare l’attività di mappatura in periodi di ridotta attività pubblica

Evitare la sovrapposizione tra l’attività d’indagine e eventi particolari quali: mercati, manifestazioni, parate

Qualora l’area sia zona di parcheggi sarà necessario predisporre il posizionamenti di divieti

TEMPISTICHE E COSTI DELL’OPERAZIONE

600 m acquisiti in 1 giorno di lavoro

(riferiti ad una larghezza stradale di circa 4 metri)

personale impiegato in campo: 2 persone

1 giorno in campo = 2 giorni di processing dei dati

64

SCHEDE TECNICHE

Geometria delledei sottoservizi

Geometria delledei sottoservizi

MA

PP

ATU

RA

ES

TEN

SIV

A D

I UN

A S

TRA

DA

a

∆y ≤ 50 cm

Direzione dei profili

antenn

acquisizioni trasversali rispetto alla direzione di posa

ante

nna

0 cm
Direzione deiprofili
acquisizioni longitudinali rispetto alla direzione di posa

∆y ≤

5

65


MA

PP

ATU

RA

ES

TEN

SIV

A D

I UN

A S

TRA

DA

Operazioni di acquisizione su un’area urbana: una griglia ben campionata di profili consente una corretta mappatura dei sottoservizi

Restituzione cartografica del dato: la cartografia dell’area indagata dovrà essere restituita in scala 1:1000 quotata. È anche necessario che vengano consegnati su supporto digitale tutti i dati acquisiti secondo le specifiche dell’incarico e sia fornita un’indicazione autodichiarante della massima profondità raggiunta dall’indagine

66

SCHEDE TECNICHE

MAPPATURA DI SOTTOSERVIZI DI GRANDI DIMENSIONI


TIPOLOGIA DEI SOTTOSERVIZI DA INDIVIDUARE Acquedotto

Fognatura

Teleriscaldamento

DIAMETRO DEI SOTTOSERVIZI 50- 75 cm 75 – 100 cm > 100 cm

PROFONDITA’ DI INDAGINE > 80 cm

SCOPI DELL’INDAGINE Indagine conoscitiva per

progettare un cantiere stradale

MATERIALI COSTITUTIVI Metallo Cemento

DIMENSIONE DELL’AREA DA INVESTIGARE lunghezza > 200 m

DIREZIONE DEI SOTTOSERVIZI Sub-paralleli all’asse stradale

67


MAPPATURA DI SOTTOSERVIZI DI GRANDI DIMENSIONI

B - MODALITÀ OPERATIVE

FREQUENZA DELLE ANTENNE ≤ 250 MHz

FREQUENZA DI CAMPIONAMENTO ≥ 800 MHz

CAMPIONAMENTO SPAZIALE (IN LINE) < 6 cm


DIREZIONE DEI PROFILI Ortogonale alla direzione di posa dei sottoservizi

SISTEMA DI POSIZIONAMENTO GPS (se funzionante)





1200 m acquisiti in 1 giorno di lavoro (riferiti ad una larghezza stradale di circa 4 metri)

Personale impiegato in campo: 2 persone


68

SCHEDE TECNICHE

Geometria dedei sottoservi

MA

PP

ATU

RA

DI S

OTT

OS

ER

VIZ

I DI G

RA

ND

I DIM

EN

SIO

NI

50 cm


antenna

lle acquisizioni trasversalizi

∆y ≤∆y ≤ 50 cm

rispetto alla direzione di posa

69


MA

PP

ATU

RA

DI S

OTTO

SE

RV

IZI DI G

RA

ND

I DIM

EN

SIO

NI

Acquisizione di profili trasversali la direzione di posa della grande linea lungo tutta la lunghezza dell’area da investigare

Restituzione cartografica del dato: la cartografia dell’area indagata dovrà essere restituita in scala 1:1000 quotata. È anche necessario che vengano consegnati su supporto digitale tutti i dati acquisiti secondo le specifiche dell’incarico e sia fornita un’indicazione autodichiarante della massima profondità raggiunta dall’indagine

sottoservizio individuato

profili acquisiti

70

SCHEDE TECNICHE

MAPPATURA GEORADAR 3D DI UNA PICCOLA AREA


TIPOLOGIA DEI SOTTOSERVIZI DA INDIVIDUARE Cavi dell’elettricità

Gas metano Acquedotto Telecomunicazioni Fognatura Teleriscaldamento

DIAMETRO DEI SOTTOSERVIZI 0 – 25 cm 25 – 50 cm 50- 75 cm 75 – 100 cm > 100 cm PROFONDITA’ DI INDAGINE 0 – 80 cm > 80 cm

SCOPI DELL’INDAGINE

Indagine propedeutica a interventi No-Dig, carotaggi

puntuali verticali Indagine sostitutiva del

saggio di scavo MATERIALI COSTITUTIVI Plastica Metallo Cemento

DIMENSIONE DELL’AREA DA INVESTIGARE lunghezza e larghezza < 5

m

DIREZIONE DEI SOTTOSERVIZI Sub-paralleli all’asse stradale

Sub-ortogonali all’asse stradale

71


MAPPATURA GEORADAR 3D DI UNA PICCOLA AREA

B - MODALITÀ OPERATIVE

FREQUENZA DELLE ANTENNE ≤ 250 MHz, 600 MHz ≤ .. ≤ 900 MHz

FREQUENZA DI CAMPIONAMENTO ≥ 800 MHz (per una frequenza di 250 MHz)

≥ 2400 MHz (per una frequenza tra 600 e 900 MHz)

CAMPIONAMENTO SPAZIALE (IN LINE)

< 6 cm ( per una frequenza di 250 MHz)

< 2,2 cm ( per una frequenza tra 600 e 900 MHz)


DIREZIONE DEI PROFILI Ortogonale alla direzione di posa dei sottoservizi

SISTEMA DI POSIZIONAMENTO PSG (Pad System for Georadar)





Almeno 3 aree acquisite in un giorno di lavoro

Personale impiegato in campo: 2 persone


72

SCHEDE TECNICHE

Fig. 4.1.6 - Geometria delle acquisizioni con sistemprofili trasversali rispetto alla direzione di posa dei sott

MA

PP

ATU

RA

GE

OR

AD

AR

3D

DI U

NA

PIC

CO

LA A

RE

A

∆y ≤ 50 cm


antenna

∆y ≤ 50 cm

a di posizionamento 3D: oservizi.

73


74

Fig. 4.3.5 - Operazioni di acquisizione con l’impiego del sistema di posizionamento PSG: ricostruzione 3D della porzione di sottosuolo indagata

MA

PP

ATU

RA

GE

OR

AD

AR

3D

DI U

NA

PIC

CO

LA A

RE

A

Fig. 4.3.6 dovrà essvengano specifichemassima p

Sezione della porzione 3D investigata

- Restituzione cartografica del dato: la cartografia dell’area indagata ere restituita in scala 1:1000 quotata. È anche necessario che consegnati su supporto digitale tutti i dati acquisiti secondo le dell’incarico e sia fornita un’indicazione autodichiarante della rofondità raggiunta dall’indagine

TAVOLA SINOTTICA RIASSUNTIVA

ASSEGNAZIONE DI UN INCARICO TAVOLA SINOTTICA RIASSUNTIVA

MAPPATURA ESTENSIVA

MAPPATURA GRANDI LINEE MAPPATURA 3D

TIPOLO I SOTTOSERVIZI DA INDIVIDUARE Cavi de Gas me Acqued Telecom i Fognatu Telerisc

DIAME I SOTTOSERVIZI 0 – 25 c 25 – 50 50- 75 c75 – 10> 100 cm

PROFO0 – 80 c> 80 cm

MATERPlasticaMetallo Cement

SCOPIIndagine

SITUAZIONI DA MAPPARE

GIA DEll’elettricitàtano otto unicazionra aldamento

TRO DEm cm m
0 cm
NDITA’ DI INDAGINE m

IALI COSTITUTIVI

o

DELL’INDAGINE conoscitiva per realizzare la cartografia delle reti


Indagine conoscitiva per progettare un cantiere stradale Indagine propedeutica a interventi No-Dig e carotaggi puntuali verticali Indagine sostitutiva del saggio di scavo

DIMENSIONE DELL’AREA DA INVESTIGARE < 5 m in lunghezza e larghezza > 5 m in lunghezza > 200 m in lunghezza

DIREZIONE DEI SOTTOSERVIZISub-paralleli all’asse stradale Sub-ortogonali all’asse stradale

FREQUENZA DELLE ANTENNE ≤ 250 MHz ≤ 250 MHz, 600 MHz ≤ .. ≤ 900 MHz FREQUENZA DI CAMPIONAMEN≥ 800 MHz ≥ 800 MHz (per frequenza ≤ 250 MHz CAMPIONAMENTO SPAZIALE (I< 6 cm < 6 cm (per frequenza ≤ 250 MHz), < DISTANZA TRA I PROFILI PARA≤ 50 cm ≤ 3 m ≤ 5 cm DIREZIONE DEI PROFILI

MODALITA’ OPERATIVE

TO

), ≥ 2400 MHz (per frequenza tra 600 e 900 MHz)

N LINE)

2,2 cm (per frequenza tra 600 e 900 MHz)

LLELI

TAVOLA SINOTTICA RIASSUNTIVA

Ortogonale alla direzione di posa dei sottoservizi Ortogonale e longitudinale alla direzione di posa dei sottoservizi SISTEMA DI POSIZIONAMENTO Laser PSG (Pad System for Georadar) GPS (se funzionante)

Atlante Dei Sistemi Geognostici Per La Mappatura Delle Reti Tecnologiche

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