Atlante_dei_sistemi_geognostici_per_la_mappatura_delle_reti_tecnologiche.pdf

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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

ATLANTE DEI SISTEMI GEOGNOSTICI PER LA MAPPATURA DELLE RETI TECNOLOGICHE
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. bobina che induce il campo Fig. 2.3.1 - Induttometro: lo strumento rileva le anomalie del campo elettromagnetico indotto. Le anomalie di campo elettromagnetico registrate sono da relazionare alla presenza nel sottosuolo di falde acquifere, agenti contaminanti, materiali conduttori: vengono localizzati i campi magnetici “avvolti” attorno ad un conduttore, sia esso un cavo o un tubo. 16

METODI DI INDAGINE GEOGNOSTICA 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. 17

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

METODI DI INDAGINE GEOGNOSTICA 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 19

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

METODI DI INDAGINE GEOGNOSTICA 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 21

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. 22

METODI DI INDAGINE GEOGNOSTICA Geoelettrica Metodi Elettromagneti ci Georadar Metodi
Sismici Possibilità di georeferenziare il dato con una risoluzione inferiore ai 40 cm 2 2 2 Capacità di mappare tutti i sottoservizi indipendentemente dal materiale costitutivo 2 2 2 Estensività della misura al giorno 2 2 Risoluzione spaziale, capacità di distinguere tubazione con una distanza maggiore di 40 cm 2 2 2 Disturbo alla vita pubblica, esercizi commerciali, interruzione del traffico 2 2 Certezza dei risultati 2 2 Disturbi alla misura dovuti all'ambiente urbano 2 2 2 Limiti di utilizzo dovuti alla matrice del terreno Tecniche di indagine più utilizzate per la mappatura dei sottoservizi 2 2 Non distruttività della tecnica Possibilità di indagare aree grandi Possibilità di indagare aree piccole 2 2 Necessità di richiedere permessi per realizzare le misure 2 2 ALTO MEDIO Livelli di applicabilità 2 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: dx dt f x / 2 1 ≥ ∆ 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: 2 1 1 2 Z Z Z Z 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

IL GPR (GROUND PENETRATING RADAR) terreno nel quale sono immersi:
maggiore è il contrasto, maggiore è la quantità di energia riflessa (Fig. 3.2.1). RX TX RX TX RX 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

IL GPR (GROUND PENETRATING RADAR) 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

IL GPR (GROUND PENETRATING RADAR) 4 λ ≥ h h
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 ] 2 2 4 h h r − ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + ≥ λ 2 λ h r ≥ 4 / λ h 4 λ + 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: 4 λ ≥ h 2 λ h r ≥ con f v = 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

IL GPR (GROUND PENETRATING RADAR) 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

IL GPR (GROUND PENETRATING RADAR) 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

IL GPR (GROUND PENETRATING RADAR) (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

IL GPR (GROUND PENETRATING RADAR) 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 direzione di acquisizione ∆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 antenna sottoservizi Fig. 4.1.4 - Acquisizione di profili
longitudinali alla direzione di posa. antenna ∆y ≤ 50 cm antenna 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 Laterale 40 cm 18 cm Risoluzione spaziale degli oggetti Verticale 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 GPR
profilo 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 di acquisizione antenna 49

Di seguito si riportano le specifiche tecniche del sistema di acquisizione: 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. fa tridimensionale. 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 di acquisizione ∆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). Di seguito si riportano le specifiche tecniche del sistema di acquisizione: ≥ 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 Laterale 40 cm 18 cm Risoluzione spaziale degli oggetti Verticale 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. FFFFGGGG 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 Ai fini del raggiungimento di tale obiettivo un’indagine georadar ha un costo stimato pari a 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 Ai fini del raggiungimento di tale obiettivo un’indagine georadar ha un costo stimato pari a 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 delle acquisizioni trasversali rispetto alla direzione di
posa dei sottoservizi Geometria delle acquisizioni longitudinali rispetto alla direzione di posa dei sottoservizi MAPPATURA ESTENSIVA DI UNA STRADA antenna ∆y ≤ 50 cm Direzione dei profili antenna ∆y ≤ 50 cm Direzione dei profili 65

MAPPATURA ESTENSIVA DI UNA STRADA 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 A –
SITUAZIONE DA MAPPARE 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 DISTANZA TRA I PROFILI PARALLELI ≤ 100 cm DIREZIONE DEI PROFILI Ortogonale alla direzione di posa dei sottoservizi SISTEMA DI POSIZIONAMENTO 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 1200 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 68

SCHEDE TECNICHE Geometria delle acquisizioni trasversali rispetto alla direzione di
posa dei sottoservizi MAPPATURA DI SOTTOSERVIZI DI GRANDI DIMENSIONI ∆y ≤ 50 cm ∆y ≤ 50 cm antenna Direzione dei profili 69

MAPPATURA DI SOTTOSERVIZI DI GRANDI DIMENSIONI 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 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 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) DISTANZA TRA I PROFILI PARALLELI ≤ 5 cm DIREZIONE DEI PROFILI Ortogonale alla direzione di posa dei sottoservizi SISTEMA DI POSIZIONAMENTO PSG (Pad System for Georadar) 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 Almeno 3 aree acquisite in un giorno di lavoro Personale impiegato in campo: 2 persone 1 giorno in campo = 2 giorni di processing dei dati 72

SCHEDE TECNICHE Fig. 4.1.6 - Geometria delle acquisizioni con sistema
di posizionamento 3D: profili trasversali rispetto alla direzione di posa dei sottoservizi. MAPPATURA GEORADAR 3D DI UNA PICCOLA AREA antenna ∆y ≤ 50 cm ∆y ≤ 50 cm Direzione dei profili 73

74 Fig. 4.3.5 - Operazioni di acquisizione con l’impiego del sistema di posizionamento PSG: ricostruzione 3D della porzione di sottosuolo indagata MAPPATURA GEORADAR 3D DI UNA PICCOLA AREA Fig. 4.3.6 - 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 Sezione della porzione 3D investigata

TAVOLA SINOTTICA RIASSUNTIVA ASSEGNAZIONE DI UN INCARICO TAVOLA SINOTTICA RIASSUNTIVA
MAPPATURA ESTENSIVA MAPPATURA GRANDI LINEE MAPPATURA 3D 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 MATERIALI COSTITUTIVI Plastica Metallo Cemento SCOPI DELL’INDAGINE Indagine conoscitiva per realizzare la cartografia delle reti SITUAZIONI DA MAPPARE

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 SOTTOSERVIZI Sub-paralleli all’asse stradale Sub-ortogonali all’asse stradale FREQUENZA DELLE ANTENNE ≤ 250 MHz ≤ 250 MHz, 600 MHz ≤ .. ≤ 900 MHz FREQUENZA DI CAMPIONAMENTO ≥ 800 MHz ≥ 800 MHz (per frequenza ≤ 250 MHz), ≥ 2400 MHz (per frequenza tra 600 e 900 MHz) CAMPIONAMENTO SPAZIALE (IN LINE) < 6 cm < 6 cm (per frequenza ≤ 250 MHz), < 2,2 cm (per frequenza tra 600 e 900 MHz) DISTANZA TRA I PROFILI PARALLELI ≤ 50 cm ≤ 3 m ≤ 5 cm DIREZIONE DEI PROFILI MODALITA’ OPERATIVE

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)

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