Osservazione dei fenomeni deformativi delle strutture monumentali nel centro di Roma: applicazione di tecniche PSInSAR e Avanzate DInSAR

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Transcript:

1 Quesito: Perché si è sentita la necessità di ricercare strumenti e dati per monitorare i fenomeni deformativi delle strutture monumentali? Quindi attività di PREVENZIONE Per rispondere alla richiesta contemplata nell Art 3 della Legge 6 luglio 2002, n 137 (Legge Urbani) circa l attività conoscitiva per la tutela e la conservazione delle strutture monumentali 2 Quesito: Quali strumenti impiegare? Uno degli strumenti non invasivi, e meno onerosi, per effettuare tale attività di monitoraggio ci viene offerto dalle varie tecniche di Interferometria Differenziale SAR (DInSAR)

STATO DELL ARTE La città di Roma, famosa e ammirata in tutto il mondo, rappresenta, per il mondo accademico che afferisce alle applicazioni di tecniche di Interferometria Differenziale SAR, la città che gode di uno dei primissimi studi di riferimento Tale studio, purtroppo, è legato al crollo del palazzo di Via Vigna Jacobini a Roma nel dicembre 1998 (27 morti) La Tecnica PS (Scatteratori Permanenti) venne applicata alla serie storica di immagini satellitari radar negli anni precedenti al crollo dell edificio (1992-1998) Lo studio, condotto in stretto rapporto tra il Dipartimento di Protezione Civile (DPC) e il Politecnico di Milano, evidenziò come i dati radar potessero descrivere la storia altimetrica della palazzina (Barberi, 1999) Le misure mostrarono come l edificio avesse subito i primi cedimenti (spostamenti verticali di circa un centimetro) almeno due mesi prima del crollo (Fossati, 2003)

STATO DELL ARTE La città di Roma è stata oggetto di numerosi studi in cui sono state applicate tecniche PS tra cui: 2006 - il Sindaco di Roma affidò alla Società GEOCART di Potenza l'incarico di effettuare un'analisi DInSAR dell'area del centro storico (NON DIVULGATI); 2008 - a seguito di fortissime piogge e a seguito dell'ordinanza DPC n 3890 del 2009, vennero eseguiti specifici studi, attraverso un sistema radar a terra (GB-InSAR) e PSInSAR, per verificare la stabilità dei manufatti di pregio storico nell'area del centro storico (2003-2009 DIVULGATI movimenti di deformazione presenti); 2010 - Progetto TESEO, accordo tra Comune di Roma e Agenzia Spaziale Italiana - anche per valutare la stabilità degli edifici (NON DIVULGATI); - Stramondo S (2008), Marsella MA et al, (2008, 2011, 2012 e 2013) e Casagli N et al, (2012)

Ultimo lavoro citato è quello del Progetto Europeo Pangeo (Enabling Access to Geological Information in Support of GMES) è un progetto della Comunità Europea, finanziato nell ambito del VII Programma Quadro (ISPRA) Ottenuto dall integrazione di: dati satellitari PSInSAR (in grado di evidenziare eventuali velocità di movimento subverticale del terreno), dati geologici e di pericolosità geologica relativi alle città di Roma e di Palermo

Torniamo per qualche istante al nostro studio di riferimento

1992-2000

Dati ERS - Ascending 1992-2000

Dati ERS - Ascending 1992-2000

Dati ERS - Ascending 1992-2000

Cosa sono effettivamente i Scatteratori Permanenti? Parti di edifici, strutture metalliche, rocce esposte, in generale elementi già presenti sul suolo e su cui si suppone, di norma, insistano movimenti che seguono un andamento lineare Ogni edificio, si ricorda, rappresenta un caso isolato se non unico, la cui integrità strutturale ed architettonica dipende da una moltitudine di fattori (interazione terreno-struttura, risposta sismica localeecc) Le misure interferometriche sono sempre misure relative sia nel tempo, con la scelta della immagine master (zero temporale), sia nello spazio, con la necessità di identificare nell'area di interesse e un punto di riferimento rispetto al quale riferire tutte le stime di movimento dei PS La precisione delle misure di velocità relativa di spostamento dei PS diminuisce con l'aumentare della distanza dal punto di riferimento identificato

Tecnica DInSAR e l applicazione standard PS La tecnica InSAR convenzionale si basa sull analisi delle variazioni del valore di fase tra due distinte acquisizioni, mentre la tecnica DInSAR si base anch'essa sulla stessa analisi, ma previa sottrazione dei contributi di fase legati alla topografia oltre ad un consistente stack di dati (25-30 immagini) I principali limiti della tecnica DInSAR sono: decorrelazione temporale, decorrelazione spaziale e ritardo atmosferico Tecnica Avanzata DInSAR Le tecniche A-DInSAR, basate sull'analisi di tipo multi-immagine o multi-interferogramma, sono applicate a scala di dettaglio (~ 1 Km 2 ) Rappresentano l'evoluzione per il monitoraggio e la rilevazione di movimenti deformativi subverticali con cinematiche lente dei Scatteratori Permanenti (PS), originati da cause naturali o antropiche e con la precisione di pochi millimetri l'anno di velocità media

ENVISAT ASAR track 401 orbita ascendente ENVISAT ASAR track 079 orbita discendente

Dati e metodi La metodologia adottata nella prima parte del lavoro ha riguardato l'analisi dei fenomeni deformativi delle strutture monumentali nel centro di Roma Il dato interferometrico è stato ricavato sulla base delle immagini SAR della missione dei satelliti Cosmo-SkyMed - concessi in seno al Progetto ASI-WHERE - contratto ASI n l/002/12/0 e finanziato dall'agenzia Spaziale Italiana Acquisite 23 immagini SAR lungo l'orbita ascendente con polarizzazione HH nel periodo luglio 2011 - ottobre 2012 Le immagini sono state elaborate mediante il software SARPROZ (Perissin, 2011) Per questa area di studio sono stati utilizzati due approcci: a) analisi standard PS - permette il riconoscimento dei PS e ne stima la media delle velocità supponendo un trend lineare di spostamento; b) analisi di piccola area (tool Small area) tecnica A-DInSAR - permette di ottenere una maggiore precisione nella stima dei spostamenti e, in modo particolare, analizzare trend non lineari di spostamento

Massimo Data Morigi Bn PhD (m) Studente Bt in (gg) Geoinformazione Università Tor Vergata Roma - morigi@innovazioniperlaterraorg 20110711-6630 -19199 20110828-4013 -14399 20110910-1059 -13099 20110913-93972 -12799 20110929-101473 -11199 20111015-98625 -9599 20111116-74535 -6399 20120103-26871 -1599 20120119 000 000 20120204-38568 1599 20120220-109534 3199 20120307-12442 4799 20120323 14062 6399 20120408-67428 7999 20120510 16435 11199 20120615-72728 14799 20120623-19729 15599 20120709-72457 17199 20120725-35427 18799 20120810-27823 20399 20120826 2551 21999 20120911-38254 23599 20121001-1099 25599 Reference PS 1 ID 141 2 ID 144 3 ID 146 4 ID 149 5 ID 152 6 ID 157 7 ID 159 8 ID 166 9 ID 171

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