Verifica della capacità della vision termografica e inizio dell'acquisizione delle immagini

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1 LIFE Project Number <LIFE +10 ENV/IT/000394/WARBO> Mid-term Report Covering the project activities from 01/09/2012 to 31/07/2013 Reporting Date <31/07/2013> LIFE+ PROJECT NAME or Acronym <WATER RE-BORN - Artificial Recharge: Innovative Technologies for the Sustainable Management of Water Resources> Annex 28 Name of Deliverable: Verifica della capacità della vision termografica e inizio dell'acquisizione delle immagini Code of the associated action: 8 Mid-term report LIFE+

2 ACTION 8: TGRA (rilevamento termometrico integrato per la ricarica artificiale): sistema innovativo per il monitoraggio in continuo dell'efficienza dell'infiltrazione e qualità delle acque Relazione tecnica Portogruaro, Agosto 2013 Eurekos s.r.l. Via Leopardi 13, Portogruaro (VE) - Tel Fax Web site C.F. P.I Registro Imprese VE n R.E.A. VE n Capitale Sociale euro 10,400,00 i.v.

3 Sommario Contenuti Pag. ABSTRACT INTRODUZIONE METODOLOGIA DI INDAGINE MISURAZIONI DI RIFERIMENTO INDAGINE TERMOGRAFICA STRUMENTAZIONE Specifiche camera Aspetti tecnici della Termografia Emissivita Temperatura apparente riflessa (TAR) ACQUISIZIONE DEI DATI TERMOGRAFICI ANALISI DEI DATI TERMOGRAFICI RAPPRESENTAZIONE GRAFICA DEI RISULTATI INDAGINE GEOLETTRICA TOMOGRAFICA STRUMENTAZIONE ACQUISIZIONE DEI DATI GEOELETTRICI TOMOGRAFICI ELABORAZIONE DEI DATI GEOELETTRICI TOMOGRAFICI RISULTATI GEOELETTRICI TOMOGRAFICI VALUTAZIONE DEI TEST STRUMENTALI...46 TAVOLE E FIGURE Fig Vasca utilizzata per l acquisizione dei dati a Mereto di Tomba (UD) Fig Sito di acquisizione dati termografici e geolettrici tomografici a S. Vito Al Tagliamento (PN) Fig Esecuzione di test con termocamera a Fig Esecuzione di profili geoelettrici tomografici a Fig Sequenze di misura Dipolo-Dipolo tipo: 1-5, 780 misurazioni Fig Sequenze di misura Dipolo-Dipolo tipo: 4-5, 462 misurazioni Fig Esempio di mappa isolinee di temperatura Fig. 3.1 Spettro IR Fig Termocamera FLIR B335 Fig Accoppiamento tablet Samsung e termocamera FLIR B335 Fig Test di controllo dell emissività Fig Esempio di immagine termografica Figg a,b Indagine termografica vista da SSE. a) foto reale e b) immagine termografica Figg a,b Indagine termografica vista da NNO. a) foto reale e b) immagine termografica Figg a,b Indagine termografica vista da NE. a) foto reale e b) immagine termografica Figg a,b Indagine termografica vista da SO. a) foto reale e b) immagine termografica Fig Planimetria schematica acquisizione dati termografici e geolettrici tomografici a S. Vito Al Tagliamento (Prov. di Pordenone) 2

4 Figg Fotografie termografiche eseguite nel sito di San Vito al Tagliamento (PN) da n a A destra le immagini termografiche a sx le relative immagini reali Figg Fotografie termografiche eseguite nel sito di San Vito al Tagliamento (PN) da n a A destra le immagini termografiche a sx le relative immagini reali Fig Planimetria schematica acquisizione dati termografici e geolettrici tomografici a Copparo (Prov. di Ferrara) Figg Fotografie termografiche eseguite nel sito di da n a A destra le immagini termografiche a sx le relative immagini reali (Allegato A) Figg Fotografie termografiche eseguite nel sito di da n a A destra le immagini termografiche a sx le relative immagini reali (Allegato A) Figg Fotografie termografiche eseguite nel sito di da n a A destra le immagini termografiche a sx le relative immagini reali (Allegato A) Figg Fotografie termografiche eseguite nel sito di da n a A destra le immagini termografiche a sx le relative immagini reali (Allegato A) Figg Fotografie termografiche eseguite nel sito di da n a A destra le immagini termografiche a sx le relative immagini reali (Allegato A) Figg Fotografie termografiche eseguite nel sito di da n a A destra le immagini termografiche a sx le relative immagini reali (Allegato A) Figg Fotografie termografiche eseguite nel sito di da n a A destra le immagini termografiche a sx le relative immagini reali (Allegato A) Figg a,b Interpretazione dei dati, a) allineamento delle misurazioni in grafico e b) trasposizione dell allineamento delle misurazioni in grafico T -pixel (Allegato A) Fig Immagine termografica con ubicazione delle maglie dei profili utilizzate per l elaborazione dei modelli 2D e 3D. Vista da NNO. Fig Immagine termografica con ubicazione delle maglie dei profili utilizzate per l elaborazione dei modelli 2D e 3D. Vista da SSE Fig Dati utilizzati per l elaborazione dei modelli 2D e 3D immagine termografica vista da NNO Fig Dati utilizzati per l elaborazione dei modelli 2D e 3D immagine termografica vista da SSE Fig Mappa in 2D delle isolinee di temperatura delle immagini termografiche vista da SSE. Fig Mappa in 2D delle isolinee di temperatura delle immagini termografiche vista da NNO. Fig Rappresentazione 3D delle isolinee di temperatura delle immagini termografiche vista da SSE Fig Rappresentazione 3D delle isolinee di temperatura delle immagini termografiche vista da NNO Fig Configurazione di campagna sistema di acquisizione dei dati a sinistra l unità centrale 4point light hp Fig ActEle Elettrodi attivi per il collegamento Fig Visualizzazione delle celle di misura durante la fase di acquisizione con il software Geotest Fig Ubicazione campo di ravvenamento a Mereto di Tomba (Prov. di Udine) Fig Ubicazione profili geoelettrici tomografici Fig Stendimento geoelettrico Fig Parametri geometrici utilizzati Fig Parametri di acquisizione utilizzati per lo stendimento tipo WENNER Fig Ubicazione profili geolettrici tomografici eseguiti a S. Vito Al Tagliamento (Prov. di Udine) Fig Ubicazione profili geolettrici tomografici eseguiti a Copparo (Prov. di Ferrara) Figg a,b Profilo elettrico tomografico disposto in direzione Ovest a) pseudosezione di resisitività e b) pseudosezione di caricabilità (IP) Figg a,b Profilo elettrico tomografico disposto in direzione Est. a) pseudosezione di resisitività e b) pseudosezione di caricabilità (IP) Fig Profilo elettrico tomografico PR-01E-13. Pseudosezione di resisitività. Fig Profilo elettrico tomografico PR-02E-13. Pseudosezione di resisitività. Fig a,b Profilo geoelettrico tomografico 5 SW lago. a) pseudosezione di resisitività e b) pseudosezione di caricabilità (IP) Fig a,b Profilo geoelettrico tomografico 6 NW lago. a) pseudosezione di resisitività e b) pseudosezione di caricabilità (IP) Fig Schema indagini Fig. 5.1 Modellizzazione 2D accoppiamento indagine termografica e geolettrica tomografica Fig. 5.2 Modellizzazione 3D accoppiamento indagine termografica e geolettrica tomografica 3

5 Allegati Allegato A Fotografie termografiche 4

6 Abstract The development and application of TGRA, thermometric surveying integrated by geophysical measurements, has been implemented by a series practical tests carried out in the test sites of Mereto di Tomba, San Vito al Tagliamento and Copparo for the final set up of the system. The goal of Action 8 is the study of the behaviour of the infiltration waters in the subsoil and to evidence the distribution in 3D of the infiltration. These investigations are aimed to the study of the geolectric end thermic parameters without infiltration and to the verification of data transmission systems and the 2D and 3D modeling obtained by the integration of thermometric and geoelectric data (surface T and Subsoil Resistivity). Due to the inclement weather and intense raining occurring in November 2012, April and May 2013, the conditions for measurements were not optimal for the presence of wet and even saturated sediments, but to maintain the schedule it was not possible to postpone the tests. In the test site of Mereto di Tomba (Udine) the thermographic investigations were carried out in the infiltration pond from all sides to have a complete coverage of all surfaces; two geoelectric thomographyc profiles have given stratigraphic informations about the first 5 meters of the subsoil. In the site of San Vito al Tagliamento (Pordenone) thermographic measurements have been done contemporary with to the geophysical campaign carried by OGS to verify the rising of water in proximity of a creek downstream of the phytodepuration ponds. Copparo (Ferrara) was the last site of the investigations, thermographic inspections have been carried out along the perimeter of the artificial lake and nearby areas to verify the possibility to trace by thermographic measuremenst the variation of water temperature caused by inflow of waters into the lake and its thermal effect in the surface soil near the embankments; geoelectric tomographic profiles have been registered in collaboration with OGS and University of Ferrara department of Geosciences Analysis of thermal data has been done only for the data regarding Mereto di Tomba, because this will be the site for the next verification tests. The data processing procedure could be easily applied to all other tests. 5

7 1. INTRODUZIONE Il presente rapporto illustra i risultati ottenuti dall esecuzione dei rilievi connessi allo sviluppo della Action 8, TGRA Rilievo termometrico integrato da misure geofisiche (thermometric surveying integrated by geophysical measurements). Le prove erano finalizzate alla messa a punto dei sistemi di rilievo; alla trasmissione e alla verifica dell applicabilità di una routine di elaborazione dati basata su una matrice EXCEL. L applicazione congiunta dei metodi NDT termici e geoelettrici tomografici ha lo scopo di investigare con elevato dettaglio il comportamento delle acque nei primi metri del sottosuolo e soprattutto di evidenziare le relazioni tra la contrazione dell areale di infiltrazione e l avanzamento in profondità. Questa prima campagna di indagine è stata finalizzata alla definizione dei parametri di riferimento sia geoelettrici che termici in assenza di infiltrazioni. Le indagini sono state svolte rispettivamente; nel sito di Mereto di Tomba (Prov. di Udine) il giorno 27 novembre in corrispondenza di una visita congiunta al sito- mentre quella geoelettrica ad alto dettaglio è stata eseguita il giorno 17 dicembre 2012 sfruttando un breve intervallo di bel tempo in un periodo caratterizzato da continue piogge, nel sito di San Vito al Tagliamento (Prov. di Udine) il giorno 24 aprile 2013 in corrispondenza con le attività di acquisizione dei dati geolettrici eseguiti da OGS e nel sito di Copparo (Prov. di Ferrara) il 17, 30 e 31 luglio 2013 e 01 agosto 2013 in occasione dei rilievi geolettrici tomografici eseguiti in collaborazione con OGS e Università di Ferrara Dipartimento di Geoscienze. Un sopralluogo al sito di Copparo per l organizzazione della logistica necessaria alle riprese termografiche era stato eseguito il giorno 9 novembre 2012 ma l inclemenza del tempo non ne ha permesso l immediata realizzazione. 6

8 2. METODOLOGIA DI INDAGINE Scopo delle prove era la messa a punto dell intero sistema costituito da: Termocamera; Sistema Wi-Fi; Tablet; Sistema di acquisizione dati geoelettrici tomografici; Organizzazione/Elaborazione dati; Rendering-Modellizzazione. 2.1 Misurazioni di riferimento L organizzazione del test di applicabilità si è basata sull analisi delle seguenti condizioni da aspettarsi durante il caso reale: a) Misurazioni geoelettriche e termiche della base vasca in condizioni pre-test. b) Misurazioni geoelettriche e termiche della base vasca in condizioni di infiltrazione. c) Elaborazione dati geoelettrici e termici- Modellizzazione delle infiltrazioni. a) Misurazioni geoelettriche e termiche della base vasca in condizioni pre-test Sito di Mereto di Tomba (Prov. di Udine) A causa delle copiose piogge del mese di Novembre 2013 le condizioni delle misurazioni non sono state ottimali poiché la presenza di acqua tende ad omogeneizzare la temperatura della superficie del suolo minimizzando le differenze termiche. D altro canto però questa situazione è abbastanza simile a quella ipotizzabile durante le infiltrazioni e che sarà di seguito discussa. Non era però possibile procrastinare ulteriormente le misure data l imminenza delle indagini geoelettriche ad alta risoluzione per definire la composizione dei primi metri del sottosuolo, a cui faranno seguito indagini più profonde per la definizione dell intera sequenza di sedimenti che sarà attraversata dalle acque di infiltrazione. La vasca di infiltrazione (Fig ) ha una forma a piramide tronca rovesciata con base rettangolare per poter essere facilmente riempita mediante una apposita tubazione, visibile nella foto. 7

9 Fig Vasca utilizzata per l acquisizione dei dati a Mereto di Tomba (UD) Il primo punto non presenta alcuna difficoltà dal punto di vista organizzativo o strumentale. Dal momento che non esistono le limitazioni temporali che sopravvengono invece durante le misure associate alle infiltrazioni, si può tranquillamente utilizzare un elevato numero di elettrodi ottenendo quindi elevatissime risoluzioni, come mostrato nel report dedicato eseguito congiuntamente da EUREKOS ed OGS. Analogamente le misure termiche appaiono molto semplificate, la presenza degli elettrodi, che creano punti di anomalia termica ben visibile, permetterà una facile corrispondenza tra anomalie termiche e posizione sullo stendimento geoelettrico. Nel caso in cui le teste degli elettrodi non siano chiaramente visibili, sarà sufficiente predisporre alcuni riflettori di alluminio con spaziatura 5 o 10 metri in corrispondenza delle progressive 0, 5, 10, 20, ecc fino al completamento della linea geoelettrica. Sito di San Vito al Tagliamento (Prov. di Udine) Anche in questo caso i test sono stati impediti a causa di un eccezionale lungo periodo di piogge (marzo giugno 2013). I test di acquisizione termografica sono avvenuti durante le attività di acquisizione dei dati geolettrici eseguiti da OGS in questo contesto è stata verificata la capacità di risalita dell acqua in prossimità di un torrente che si trova a valle delle vasche di fito depurazione (Fig ). 8

10 Fig Sito di acquisizione dati termografici e geolettrici tomografici a S. Vito Al Tagliamento Sito di Copparo (Prov. di Ferrara) Sono stati effettuate le riprese termografiche in corrispondenza del perimetro del lago e dei terreni limitrofi al fine di valutare la variazione della temperatura dell acqua e delle sponde per poter verificare il cambiamento di temperatura in seguito all immissione dell acqua nel lago (Fig ). Successivamente sono stati eseguiti alcuni profili geolettrici tomografici in collaborazione con OGS e Università di Ferrara Dipartimento di Geoscienze (Fig ) Fig Esecuzione di test con termocamera a Copparo 9

11 Fig Esecuzione di profili geoelettrici tomografici a b) Misurazioni geoelettriche e termiche della base vasca in condizioni di infiltrazione Durante questa fase sono previste alcune complicazioni relative alle misure geoelettriche che saranno però facilmente superabili dopo una attenta analisi del problema e con la selezione di una precisa configurazione strumentale sulla base delle considerazioni seguenti. Una completa sequenza tomografica con 60 elettrodi richiede l uso di 570 quadripoli in configurazione Wenner e 669 in configurazione Dipolo-Dipolo con tempi di acquisizione rispettivamente di 45 e 60 (dipendenti comunque dalle configurazioni di acquisizione) e salvo ripetizione automatica delle misure in caso di valori non soddisfacenti per qualche quadripolo. E chiaro che in questo lungo intervallo temporale vi è una significativa propagazione delle acque nel sottosuolo che probabilmente avanza più rapidamente dell avanzamento delle sequenze dei dipoli di misurazione dalla superficie verso il basso. Questo porterebbe alla conseguenza che non sarebbero eseguibili le diverse sezioni geoelettriche necessarie alla modellizzazione della propagazione. Supponiamo ad esempio che lo stendimento geoelettrico sia a 60 elettrodi in configurazione Wenner e richieda 45 minuti per la sua completa esecuzione col raggiungimento di una profondità di circa 8-9 m, i primi 3 metri sarebbero completamente coperti in 15 minuti, l intervallo 3-6 metri sarebbe coperto dopo 30 ed il finale nei rimanenti 15. Se il movimento delle acque è molto veloce nella parte superficiale molto ghiaiosa, potremmo avere il sorpasso dell acqua sull avanzamento delle misure, cosa che le renderebbe inutili. A questo punto si dovrà scegliere durante la fase di reale misurazione una configurazione con meno elettrodi, con geometria Dipolo-Dipolo poiché questa permette di scegliere la distribuzione spaziale delle misure idonea a garantire la velocità e la risoluzione richieste. 10

12 Nelle Figg e sono riportate le sequenze di misure ottimali da utilizzarsi per la fase operativa. La configurazione Dipolo-Dipolo tipo 4-5, presenta il doppio vantaggio di una più omogenea distribuzione delle misure generate dai dipoli (rettangoli bianchi) e un numero di misure di molto inferiore con tempi di esecuzione accettabili. Fig Sequenze di misura Dipolo-Dipolo tipo: 1-5, 780 misurazioni Fig Sequenze di misura Dipolo-Dipolo tipo: 4-5, 462 misurazioni Le indagini termiche non sembrano presentare importanti problematiche. I test effettuati mostrano il buon funzionamento del sistema integrato Termocamera-WiFI-Tablet- Geoelettrica. Sono state verificate le distanza di trasmissione e il controllo remoto della termocamera via Tablet Android. L alluvionamento della vasca durante le infiltrazioni determinerà la completa omogeneizzazione dei valori di temperatura del fondo- che risulterà molto prossima se non uguale a quello dell acqua- e quindi l immagine termica sarà in pratica un area isotermica 11

13 dalla quale appariranno via via le anomalie legate alla scomparsa dell acqua in superfice e alle diverse saturazioni del suolo. Per questo è raccomandabile che si proceda per sequenze di alluvionamento, emersione del fondo, ri-alluvionamento, re-emersione ecc ecc; in caso di costante alluvionamento la termografia rileverà solamente l isoterma dell acqua. c) Elaborazione dati geoelettrici e termici - Modellizzazione delle infiltrazioni L elaborazione dei dati geoelettrici non pone particolari problematiche mentre l acquisizione potrebbe dare qualche problema legato al tempo necessario all acquisizione di un numero così elevato di informazioni come discusso nel paragrafo precedente. Riguardo la termografia, si deve premettere che le termofoto sono una distribuzione bidimensionale di dati e non solo una immagine opportunamente colorata. Le informazioni termiche sono distribuite sul piano della foto con un numero di misure pari ai pixels, 320x240 ossia punti sul piano termofoto e permettono quindi di ricostruire la precisa distribuzione dei valori termici lungo allineamenti definibili durante l elaborazione dati. Nel nostro caso sarà costruita una matrice per la copertura del fondo della vasca mediante 3 linee L (longitudinali) e 6 linee T (trasversali alla vasca). Le linee selezionate sull immagine termica permettono di esportare in un foglio di calcolo i valori di T corrispondenti ad ogni Pixel ottenendo quindi per ogni punto una coppia di valori: il numero del pixel lungo la linea e la T corrispondente. Da qui è quindi possibile ottenere le T lungo la linea tracciata. Da questa base, una volta costruita la matrice e esportato i dati in SURFER sarà possibile generare le isolinee di T (di intervalli di T ) e quindi calcolare le aree corrispondenti ai diversi intervalli correlabili alla presenza o meno di acqua, saturazione, umidità o suolo già asciugato (vedi Fig ). 12

14 Fig Esempio di mappa isolinee di temperatura Per quanto riguarda le operazioni di contorno dovranno essere pre-definite sul fondo e cartografate le linee che costituiranno la matrice di dati, quindi i 18 picchetti per le 3 linee L e le 6 linee T dovranno essere infissi e visibili termicamente (teste ricoperte di fogli di alluminio) per poter avere una precisa corrispondenza tra immagine e campagna. 13

15 3. INDAGINE TERMOGRAFICA Per indagine termografica s'intende l'utilizzo di una telecamera a termocamera, al fine di visualizzare e misurare l'energia termica emessa da un oggetto. L'energia termica, o infrarossa, consiste in luce la cui lunghezza d'onda risulta troppo grande per essere individuata dall'occhio umano; si tratta della porzione dello spettro elettromagnetico che viene percepita come calore. A differenza della luce visibile, nel mondo dei raggi infrarossi tutti gli elementi con una temperatura al di sopra dello zero assoluto emettono calore. Più è alta la temperatura dell'oggetto, più quest'ultimo irradierà nel campo IR. Le termocamere trasformano le emissioni IR in immagini nel campo visibile e permettono di visualizzare le differenti emissioni termiche degli oggetti, dopo opportune calibrazioni è possibile ricondurre le radiazioni IR a temperature reali (Fig. 3.1). Fig. 3.1 Spettro IR 3.1 Strumentazione Una telecamera termografica a infrarossi (o termocamera) è uno strumento che rileva a distanza l'energia infrarossa (o termica) e la converte in un segnale elettronico, che viene in seguito elaborato al fine di produrre immagini video e immagini della distribuzione della temperatura. Le indagini sono state eseguite con una termocamera FLIR B335 (Fig ) che è stata scelta per la sua robustezza, resistenza all umidità e alle avverse condizioni atmosferiche (involucro IP 54 IEC 529, urti: 2G, IEC , Vibrazioni 2G IEC ). Si tratta infatti di operare in esterno anche con basse temperature ed elevate condizioni di umidità. 14

16 Fig Termocamera FLIR B335 Sulla stessa è stato montato un kit di trasmissione dati WI-FI (ritenendo non applicabile per i nostri scopi l opzione Bluetooth) che può sfruttare come Hot Spot un tablet Samsung appositamente configurato (Fig.3.1.2). In questo modo è possibile gestire dalla postazione geoelettrica la termo camera in modo da garantire la corrispondenza tra le immagini termiche e le misure geoelettriche. Il tablet è in grado di gestire, se necessario, anche i collegamenti con il notebook di controllo dell acquisizione dati del sistema geoelettrico. Fig Accoppiamento tablet Samsung e termocamera FLIR B Specifiche camera Vengono in seguito riportate le principali caratteristiche della temocamera FLIR B

17 CARATTERISTICHE IMMAGINE Campo visivo/distanza minima dimessa a fuoco Risoluzione spaziale (IFOV) Risoluzione termica Frequenza di acquisizione immagine Messa a fuoco Zoom elettronico Tipo di sensore 24 x18 /0,3 m (con ottica da 35 mm) 1,3 mrad 0,03 C alla piena frequenza di 50 Hz e in tutto il range di misura 50/60 Hz senza interlacciamento Automatica, manuale o controllata via WiFI 2,4,8 continuo Focal Plane Array (FPA), microbolometro non raffreddato 320 x 240 pixels Campo spettrale da 7,5 a 13µm Potenziamento immagini digitali Normale o avanzato RAPPRESENTAZIONE IMMAGINE Uscita video Visore oculare incorporato RS170 EIA/NTSC CCIR/PAL IEEE-1394 uscita FireWire (dati completamente radiometrici) LCD (TFT) a colori ad alta risoluzione Monitor LCD touch screen CAPACITA' DI MISURA Campo di misura della temperatura Precisione Modalità di misura Correzione attenuazione atmosferica Correzione trasmissione ottica da -40 C a +300 C ±2 C, ±2% del range Spot (fino a 10, mobili); Area (circolare o quadrata, fino a 5); Ricerca automatica della temperatura massima o minima all interno di un area; Isoterma (2); Profilo; Delta T. Automatica, in funzione dei dati di input su distanza, temperatura ambiente, umidità relativa Automatica, in base ai segnali ricevuti dai sensori interni Correzione automatica emissività Variabile, da 0,1 a 1,0, Correzione temperatura ambiente Correzione ottiche/finestre esterne Automatica, basata sul dato preimpostato Automatica, basata su input di trasmissione delle ottiche/finestre e sulla loro temperatura MEMORIZZAZIONE IMMAGINI Tipo Formato dei file - Termici Formato dei file - Visivi Flash-card estraibile 32 Gb +USB) Standard JPEG (inclusi dati di misura) Standard JPEG (incluso puntatore mobile) 16

18 LASER DI PUNTAMENTO Classificazione Classe 2 Tipo Semiconduttore AlGalnP Diode Laser: 1mW/635 nm rosso BATTERIA Tipo Autonomia Interna ricaricabile, sostituibile sul campo Li-Ion 2 ore in funzionamento continuo Ricarica Nella termocamera (con AC adapter o 12 V in automobile con cavo standard) o tramite carica-batterie intelligente a due posti Operatività con sorgente esterna Funzioni risparmio energia AC adapter 110/220 V AC, 50/60 Hz oppure 12 V dall automobile (cavo con connettore standard: optional) Spegnimento automatico e modalità riposo (selezionabile dall utente) CONDIZIONI AMBIENTALI Temperatura di funzionamento Temperatura di conservazione Umidità da -15 C a +50 C a -40 C a +70 C funzionamento e conservazione, dal 10% al 95%,senza condensa Involucro IP 54 IEC 529 Resistenza agli urti, funzionamento: 25G, IEC Resistenza alle vibrazioni funzionamento: 2G, IEC Aspetti tecnici della Termografia Il seguente paragrafo ha lo scopo di fornire le basi tecniche minimali per comprendere la scelta di operare mediante rilievo termografico per la visualizzazione degli effetti dell infiltrazione immediatamente al disotto della superficie del suolo. Le misure termometriche non sono infatti l esecuzione di una semplice foto del soggetto mediante una speciale macchina fotografica, ma sono un processo tecnico ben definito che deve tener conto di diversi fattori ambientali tra i quali i più importanti sono l Emissibilità e la Temperatura Esterna Riflessa Emissivita La quantità di radiazione uscente proveniente dallo stesso corpo prendere il nome di emissivita e viene indicata con la lettera ε (epsilon). Un chiarissimo esempio è riportato nella figura ed è stato eseguito durante la redazione del presente Report per meglio comprendere il fattore emissivita. 17

19 Un contenitore di acciaio Inox è stato riempito di acqua molto calda ed è stata quindi eseguita una misurazione termometrica che, sorprendentemente, ha dato una temperatura di 27 C. Evidentemente si trattava di una misura sbagliata dato che al tatto risultava evidente che l acciaio era bollente. La stessa misura è stata ripetuta su un identico contenitore, con la stessa acqua, ma su questo era stato applicato un pezzo di nastro isolante, la temperatura è stata misurata su questo settore ed è risultata oltre 60 C, conformemente alle aspettative. PERCHE? Perché l emissività dell acciaio è 0,030 e quella del nastro adesivo 0,98; la telecamera era impostata su 0,98 e dava quindi un valore falsato. Impostando come parametro di emissività 0,30, anche le misure eseguite direttamente sull acciaio hanno dato valori corretti. Nastro adesivo Acciaio Fig Test di controllo dell emissività Temperatura apparente riflessa (TAR) Il secondo parametro da tenere in grande considerazione è la Temperatura Apparente Riflessa (TAR). Senza entrare in dettagli tecnici, si può semplificare dicendo che poiché un corpo riflette le radiazioni di tutto ciò che gli sta attorno, è basilare conoscere questa componente per poter calcolare la corretta emissione da quel corpo. Lavorando in campi aperti, il principale emettitore è il cielo, che ha talvolta una TAR di - 40 C. Questo non ha a che vedere con la temperatura reale ma bensì con lo spettro di emissione. Non inserire questo parametro durante le misurazioni porta ad importanti errori. L esempio seguente, eseguito in una notte con T ambientale di +3 C è molto significativo poiché senza correzione il tetto piatto del magazzino dava una T di -10,5 C (Fig ). 18

20 Fig Esempio di immagine termografica. Misurazione termometrica errata. Il valore misurato di - 10,5 C al centro della croce di misura (SPOT Measurement) con T ambientale +3 C è evidentemente errato. L errata misurazione è dovuta alla mancata compensazione della T.A.R. del cielo che nel caso in esame era di -40 C. 3.2 Acquisizione dei dati termografici Sito di Mereto di Tomba (Prov. di Udine) La vasca è stata investigata termicamente dai quattro lati in modo da avere una completa copertura nelle Figg a,b - 4a,b sono riportate alcune immagini a titolo di esempio delle termografie acquisite. Grazie alla presenza di un rilevato, dove sono installate alcune attrezzature, sarà però possibile ottenere l intera copertura operando da questa postazione ed inviando i dati in Wi-Fi al sistema di controllo delle linee geoelettriche installato nelle vicinanze. 19

21 a) b) Figg.3.2.1a,b Indagine termografica vista da SSE. a) immagine reale e b) immagine termografica a) b) Figg.3.2.2a,b Indagine termografica vista da NNO. a) foto reale e b) immagine termografica a) b) Figg.3.2.3a,b Indagine termografica vista da NE. a) foto reale e b) immagine termografica a) b) Figg.3.2.4a,b Indagine termografica vista da SO. a) foto reale e b) immagine termografica 20

22 Sito di San Vito al Tagliamento (Prov. di Udine) I testi di acquisizione termografica sono avvenuti durante le attività di acquisizione dei dati geolettrici eseguiti da OGS in questo contesto è stata verificata la capacità di risalita dell acqua in prossimità di un torrente che si trova a valle delle vasche di fito depurazione. Nella figura è presente uno schema con l ubicazione delle termografie e dei profili geolettrici tomografici: 21

23 PR-02E-13 PR-01E-13 Legenda PR-02E Profili elettrici tomografici Termografie Fig Planimetria schematica acquisizione dati termografici e geolettrici tomografici a S. Vito Al Tagliamento (Prov. di Pordenone) Mereto di Tomba (UD), San Vito al Tagliamento (PN) e 22

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