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Indagini Georadar |
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Il Radar (Ground Probing Radar) ad impulso elettromagnetico è un sistema elettronico, complesso e tecnologicamente avanzato, in grado di indagare i terreni e i materiali con notevole dettaglio, utilizzando la riflessione d'onde elettromagnetiche appositamente prodotte. Il risultato dell'analisi è costituito da sezioni verticali che illustrano visivamente gli andamenti delle discontinuità presenti nel sottosuolo, permettendo così di individuare la presenza di materiali metallici, fondazioni in cemento, tubazioni, cavi, cavità, perdite di liquidi e disomogeneità di varia natura. Il radar è costituito da un trasmettitore d'impulsi elettromagnetici a larga banda e da un ricevitore, e il suo funzionamento è sintetizzabile nella rapida successione di trasmissione d'impulsi elettromagnetici e ricezione d'onde elettromagnetiche riflesse. Le antenne utilizzate hanno frequenze da 100, 400, 900 e 1500 MHz. 
Ambiti di applicazione:
· prospezioni ambientali
· indagini geotecniche
· studi architettonici
· ricerche archeologiche
· ricerca di sottoservizi
· monitoraggi strutturali
· identificazione di vani e oggetti celati
L’applicazione delle metodologia Georadar consente l’identificazione di varie tipologie di oggetti e terreni tra cui:
· Tubazioni sotterranee di plastica, metallo o cemento
· Tondini di ferro presenti nel calcestruzzo armato
· Perdite di gasolio o altri liquidi ad alta resistività
· Diversi strati di un rivestimento
· Cavità naturali o artificiali
· Reperti archeologici
· Terreni di riporto, discariche e servizi interrati
· Bidoni metallici e contenitori vari, oggetti e masse metalliche di ogni genere
· Variazioni di stratificazioni geologiche e fatturazioni del terreno
Approfondimenti
Le indagini delle aree tramite metodologia Georadar possono essere teoricamente condotte su ogni tipo di superficie e su ogni tipo di ambiente, tuttavia come tutte le prospezioni geofisiche, anche la tecnica Georadar presenta dei limiti che ne impediscono l’utilizzo in circostanze particolari. Nel campo di stretto interesse, i suoli argillosi e le strutture schermate da rivestimenti o altri particolari costruttivi in metallo non possono essere esplorate perché in questi materiali conduttivi le onde elettromagnetiche (onde radar) sono rapidamente attenuate e assorbite.
Quanto sopra premesso, l’applicabilità della prospezione tramite GPR è comunque largamente superiore a tutte le altre metodologie geofisiche; questa prerogativa è inoltre potenziata dal fatto che i risultati di una indagine possono essere verificati in tempo reale, ossia direttamente sul luogo di intervento, abbreviando tempi e costi.
Le aree soggette all’indagine Georadar vengono preventivamente misurate attraverso rotelle metriche e apposite strumentazioni laser, e planimetricamente suddivise in quadranti con area variabili che vanno da 0,25 m2 a 10 m2 in funzione dello scopo investigativo.
Tali operazioni si rendono necessarie al fine di referenziare rispetto a dei punti noti e dimensionare i profili tracciati con il radar sulle superfici oggetto di indagini e poter interpretare con maggiore facilità i dati ottenuti.
Tra le varie metodologie geofisiche che possono essere impiegate nella ricerca di cavità, un discorso a parte merita il georadar. Si tratta di una tecnica che attraverso l'impiego di onde elettromagnetiche esplora il terreno con estremo dettaglio, consentendo di ottenere, in tempo reale, la "radarstratigrafia" del sottosuolo. Purtroppo, l'estrema sensibilità del sistema ne rappresenta anche il limite. Infatti, mentre trova ottimi impieghi in terreni "resistivi" ed aridi come: rocce compatte, alluvioni ghiaiose asciutte, lastricati, pavimentazioni ecc., il radar risulta praticamente "cieco" in terreni argillosi. L'alta conduttività di questi terreni dà luogo alla trasformazione dell'energia dell'impulso elettromagnetico in calore, con forte limitazione della profondità di penetrazione dello stesso (in terreni argillosi difficilmente si arriva ad una profondità di 2 metri).
L'impiego migliore del georadar risulta essere, fatte salve le limitazioni sopraddette, la ricerca di cavità e l'individuazione di strutture compatte al di sotto di lastricati o pavimentazioni come quelle dei centri urbani. È il tipico sistema di prospezione per centri urbani, aree pavimentate, lastricate, ecc. dove può essere praticamente considerato anche l'unico sistema d'indagine proponibile.
Si tratta di un metodo che permette di rilevare la posizione di un oggetto sepolto, misurando l'intervallo di tempo che intercorre tra un segnale elettromagnetico, (le onde elettromagnetiche utilizzate hanno frequenze normalmente comprese fra qualche decina di MHz e 1-2 GHz), emesso da un'antenna trasmittente e quello riflesso dall'oggetto di cui si deve determinare la posizione, captato da una complementare antenna ricevente, (per il formarsi di una riflessione, è necessario che ci sia una differenza nei valori della costante dielettrica "e" tra il materiale di copertura e quello della struttura sepolta: un’ottima differenza è quella fra il terreno ed il vuoto della cavità). In definitiva, viene misurato il tempo impiegato da un impulso a radiofrequenza emesso dal trasmettitore per arrivare all'oggetto e ritornare al ricevitore. Conoscendo la velocità di propagazione del segnale, (che dipende essenzialmente dalla costante dielettrica dei materiali attraversati), e il tempo misurato è così possibile determinare la profondità dell'oggetto riflettente. Poiché solo una parte dell'energia incidente su una discontinuità è riflessa, mentre la porzione rimanente viene trasmessa, gli impulsi radar consentono di mettere in evidenza anche orizzonti più profondi del primo, da ciascuno dei quali può essere riflessa una quantità di energia sufficiente per dare segnali, (e quindi tempi di arrivi successivi al primo), suscettibili di letture e interpretazione.
L'apparato strumentale è formato da un trasmettitore e da un trasduttore che costituiscono il complesso antenna-trasmettitore-ricevitore. Il sistema trasmettitore-ricevitore viene spostato lungo la superficie da indagare e per ogni punto di questa viene ricavato un valore del tempo di andata e ritorno. Si ottiene così una "sezione di tempi radar" da interpretare in base agli orizzonti riflettenti che si sono eventualmente messi in evidenza. Possono essere utilizzate sia apparecchiature analogiche che digitali, con rappresentazione dei dati sia in bianco e nero che a colori, con registrazione dei dati su carta (graphic recorder) o su supporto magnetico. La strumentazione ha la possibilità di utilizzare "antenne" (dispositivi di trasmissione e ricezione dei segnali elettromagnetici) di diverso tipo, in ordine alle profondità da raggiungere. Normalmente vengono utilizzate antenne da 100 a 500 Mhz.
Essendo un sistema d'indagine lineare, devono essere eseguiti il maggior numero possibile di profili, in modo da coprire uniformemente l'area da indagare.
L'elaborazione dei dati può essere anche di carattere qualitativo e i risultati sono riportati su elaborati planimetrici ove vengono disegnate sia le tracce dei profili eseguiti, che le posizioni delle anomalie riscontrate, cercando di distinguerne la natura e le orientazioni.
Il metodo radar può rappresentare un efficace complemento delle tecniche elettriche ed elettromagnetiche, qualora si voglia caratterizzare con estremo dettaglio un’area a profondità massima di 4-5 metri o qualora la situazione logistica non consenta l’uso delle altre tecniche.
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