AUTOSTRADE PER L’ITALIA TESTA IL GEORADAR 3D DI CODEVINTEC ITALIANA CHE RISCUOTE SEMPRE PIÙ INTERESSE. IL SUCCESSO È DOVUTO ALLA VASTA GAMMA DI APPLICAZIONI: RICERCA DI ORDIGNI BELLICI INESPLOSI, MAPPATURA DEI SOTTOSERVIZI, INDAGINI STRUTTURALI, PAVIMENTAZIONI STRADALI, GALLERIE E PONTI.

1. 2 STRADE & AUTOSTRADE 2-2021 www.stradeeautostrade.it
tecnologie&sistemi
I
l Laboratorio Centrale di Autostrade per l’Italia di Fiano Roma-
no ha condotto un’indagine estensiva lungo l’Autostrada del
Sole per confrontare dati ottenuti con un 3D-Radar con le infor-
mazioni già in suo possesso. Lo scopo era valutare le capacità del
sistema di mappare la pavimentazione stradale, di determinarne
con precisione gli spessori e gli ammaloramenti.
IL TEST SU STRADA
Sono stati effettuati due rilievi con il nuovo sistema georadar
3D-Radar:
• il primo giorno sono stati rilevati alcuni
brevi tracciati nei dintorni della sede del
Laboratorio, per installare e provare il
sistema, verificarne la compattezza e la
facilità d’uso;
• il secondo giorno è stato effettuato un
rilievo nel tratto di 21 km della A1 tra il
km 534+000 e il km 555+000, in direzione Sud verso Guidonia
Montecelio.
Il sistema 3D-Radar utilizzato era dotato di array con 25 anten-
ne con frequenze tra 200 e 3.000 MHz, che ha consentito di co-
prire una larghezza di indagine di 1,87 cm con un solo rilievo.
È stato selezionato un passo di campionamento medio (di-
stanza tra i profili di 7,5 cm sia in senso trasversale che longi-
tudinale) considerato adatto al tipo di rilevo da svolgere e alla
velocità media scelta per l’acquisizione: 85 km/ora.
Il sistema è comunque in grado di acquisire con velocità
e densità di punti maggiori. Ad esempio, rilevando tracce
georadar ogni 10 cm si può individuare a oltre 170 km/ora;
quando fosse sufficiente una spaziatura di 20 cm, si po-
trebbe rilevare anche a oltre 340 km/ora. Il sistema, inoltre,
regola automaticamente il campionamento dei dati in ba-
se alla velocità, mantenendo la densità dei punti omoge-
nea anche in caso di accelerazioni, rallentamenti o soste.
Tutte le misure georadar sono state georeferenziate
attraverso un SBG-Systems Ekinox2-D: un sistema di
posizionamento satellitare integrato con piattaforma
inerziale Tactical Grade a tecnologia MEMS, in grado di
fornire precisi dati di posizione anche in parziale o totale
assenza di segnale GPS (gallerie).
Maurizio Porcu(1)
AUTOSTRADE PER L’ITALIA TESTA IL GEORADAR 3D DI CODEVINTEC ITALIANA CHE RISCUOTE
SEMPRE PIÙ INTERESSE. IL SUCCESSO È DOVUTO ALLA VASTA GAMMA DI APPLICAZIONI:
RICERCA DI ORDIGNI BELLICI INESPLOSI, MAPPATURA DEI SOTTOSERVIZI, INDAGINI STRUTTURALI,
PAVIMENTAZIONI STRADALI, GALLERIE E PONTI
GEORADAR 3D
SOTTO ESAME
1. L’installazione del 3D-Radar presso la struttura Pavimentazioni e
Laboratori di Autostrade per l’Italia SpA
2. Lo schema di un array georadar 3D-Radar

2. GEORADAR
2-2021 STRADE & AUTOSTRADE 3
www.stradeeautostrade.it
LAVORO QUASI FINITO GIÀ DURANTE IL RILIEVO
Durante il rilievo, senza interrompere le acquisizioni, il software
ha permesso di:
• visualizzare tutto il rilievo in 3D, verificandone il tempo reale
la qualità;
• inserire dei marker per associare etichette con significati
diversi, utilizzabili successivamente durante l’interpretazione
del dato;
• regolare l’intensità e il contrasto del Radargramma, e mo-
dificare la paletta colori per una più facile interpretazione;
• verificare la qualità della georeferenziazione del GPS;
• visualizzare le coordinate in tempo reale;
• visualizzare la velocità attuale e la massima
consentita in base ai parametri scelti;
• visualizzare la dimensione massima di acquisizione espressa
in chilometri (molto più utile di una dimensione in Gigabyte);
• controllare la numerazione progressiva del file in acquisizione.
L’ELABORAZIONE DEI DATI
In seguito, i dati raccolti sui 21 km di tracciato autostradale sono
stati velocemente elaborati dal potente software Examiner in
grado di gestire una enorme mole di dati con facilità e rapidità:
• visualizzazione del dato radar su mappe satellitari o stradali;
• dato 3D georeferenziato;
• creazione di macro per processare automaticamente il dato;
• calcolo e determinazione del dielettrico;
• tracciamento manuale e/o automatico delle stratigrafie (layer);
• esportazione dei layer individuati;
• esportazione delle immagini radar su file leggibili dai più
comuni software GIS (ad esempio *.kmz per Google Earth);
• integrazione del dato radar con i marker inseriti durante
l’acquisizione;
• zoom del radargramma lungo tutti gli assi…
Il software, infine, ha permesso di esplorare in 3D il dato radar,
lungo le diverse sezioni:
• xy (sezione planimetrica nelle profondità);
• xz (sezione longitudinale lungo la direzione di avanzamento);
• yz (sezione trasversale rispetto la direzione di avanzamento).
LA VISUALIZZAZIONE DEL DATO SU MAPPA
La sezione in pianta (xy) è visualizzabile su mappe satellitari o
stradali, consentendo un veloce e utile riferimento con l’ambien-
te circostante. È molto utile correlare le evidenze del dato radar
con le strutture esistenti o le condizioni ambientali. In questo
modo, l’interpretazione è immediata e notevolmente facilitata.
IL RILIEVO 3D: L’INDAGINE ESAUSTIVA
Il test del sistema 3D-Radar ha evidenziato un drastico aumento
della capacità investigativa, diminuendo, nel contempo, i tempi
di rilievo, con una densità e qualità del dato senza paragoni.
3D-Radar mappa, quantifica e ricostruisce la geometria dei tar-
get individuati, siano essi armature metalliche, elementi strut-
turali, anomalie stratigrafiche, oggetti celati, elementi puntuali
semplicemente guidando a 85 km/ora o più.
Con un georadar tradizionale - con un numero limitato di anten-
ne ad impulsi, su frequenze specifiche - per avere la stessa den-
sità di campionamento sarebbe necessario ripercorrere lo stesso
tratto almeno dieci volte, a una velocità più bassa; ma la qualità
e l’usabilità del dato sarebbe comunque ben lontana da quella
ottenibile con la tecnica Step-Frequency tra 200 e 3.000 MHz.
LA TECNICA STEP-FREQUENCY: L’EVOLUZIONE
La tecnica di indagine a Step-Frequency non è una novità; è alla
base delle più moderne tecniche di telerilevamento. Si raggiun-
gono livelli di definizione e dettaglio mai avuti finora, innanzitutto
perché utilizza tutta la banda di frequenze (dalla bassissima 200
MHz all’altissima 3 GHz) mentre un tradizionale Radar a impulsi
trasmette su una sola frequenza centrale (per esempio 1 GHz).
Lavorare su una banda così ampia permette di combinare la
migliore risoluzione con la maggiore profondità di indagine. È
noto che più le frequenze sono alte, più il dato è dettagliato,
3. L’elaborazione in tempo reale
5. Le tre sezioni del rilievo: la più grande è xz, a destra yz, in basso xy
4. Il software Examiner visualizza
ed esamina una enorme quantità di dati

3. tecnologie
&sistemi
4 STRADE & AUTOSTRADE 2-2021 www.stradeeautostrade.it
ma minore è la profondità di indagine. Vicever-
sa, le frequenze basse permettono di andare più
in profondità, ma con poco dettaglio. Avendo a
disposizione tutte le frequenze, con 3D-Radar si
ottengono migliori risultati sia in termini di riso-
luzione che di penetrazione di indagine.
Come esempio dei risultati ottenuti, è stato pos-
sibile individuare l’armatura metallica nei tratti
dove la pavimentazione ha una soletta in calce-
struzzo armato (Figura 6), cosa impossibile da fare
con i sistemi tradizionali.
L’uso del sistema 3D-Radar ha consentito la chiara detezione
del primo strato relativo all’usura (Figura 7), non rilevabile con
sistemi tradizionali.
In Figura 8 è illustrato il tracciamento automatico dei layer lungo
tutti i profili radar acquisiti. È possibile inserire la costante die-
lettrica per ogni singola interfaccia, così da calcolare gli spessori
esatti. Qualora non fosse noto il valore della costante dielettrica,
lo si può calcolare con il software. Le interfacce rilevate possono
essere esportate in vari formati: csv, nuvola di punti, txt, tabelle
formattate secondo scelta dell’utente.
Nelle Figure 9, 10 e 11 l’alta definizione del dato radar è pale-
se: senza una indagine tridimensionale, non sarebbe possibile
poter ricostruire correttamente e univocamente le geometrie
illustrate nelle immagini.
CONCLUSIONI
In occasione dei due test svolti con Autostrade per l’Italia, è
stato possibile ottenere eccellenti risultati:
•
rilievo del primo strato di usura della pavimentazione (Figura 8);
• aumento della velocità di acquisizione;
• altissima definizione sia trasversale che longitudinale;
• ricostruzione geometrica delle evidenze e target (Figura 9).
• dato in tre dimensioni, con miglioramento della capacità in-
terpretativa e di output finale. n
(1)
Ingegnere, Specialista di prodotto di Codevintec Italiana Srl
Ringraziamenti
Si ringrazia la struttura Pavimentazioni e Laboratori di Autostra-
de per l’Italia per il supporto fornito.
6. La visione planimetrica del dato radar alla quota dell’armatura
della soletta in calcestruzzo armato
7. Le stratificazioni della pavimentazione stradale: la
linea arancione è il piano di rotolamento
11. Il dato radar su una mappa satellitare
8. La sezione radar con i diversi layer tracciati via software. Il primo
strato (usura) è rilevato a una profondità media di 3-5 cm
9. La forma geometrica di un elemento sottostante la
pavimentazione stradale, forse un intervento di manodopera
10. La ricchezza del dato radar permette di ricostruire forme,
posizioni e dimensioni degli oggetti individuati