L'obiettivo della ricerca consiste nello sviluppo e nell'approfondimento conoscitivo di specifiche strumentazioni tecniche ed innovative metodologie di analisi ed elaborazione di immagini, collegate a tutte quelle attività pertinenti il monitoraggio in continuo e da remoto di frane ed infrastrutture. In particolar modo, questo progetto si riferisce allo sviluppo di un apparato hardware ad hoc, utile e fondamentale per l'acquisizione di immagini nel tempo in ogni situazione e condizione possibile. Successivamente, a partire dalle immagini collezionate con tale apparato hardware, durante l'attività di monitoraggio, grazie all'applicazione di specifici algoritmi basati principalmente sui principi delle tecniche di Digital Image Correlation e Termografia a Infrarossi, si potrà indentificare e quantificare l'entità dello spostamento in corso, ovvero identificare nessi di causa/effetto tra anomalie termiche superficiali e fenomeni di instabilità di versanti naturali, artificiali e infrastrutturali. Ciò rappresenta un notevole e potenziale strumento di indagine a vantaggio di Pubbliche Amministrazioni, Agenzie di Protezione Civile e società privatenel settore. Queste potranno recepire delle ricadute applicative di questo progetto, impiegando il sistema innovativo proposto nelle loro attività di monitoraggio e pianificazione in corso d'opera e post-operam, nonché in tutte quelle condizioni di emergenza, in cui vi sia la necessità di intervenire in tempi rapidi e in aree critiche, rimanendo in totale sicurezza.
Questo progetto di ricerca si integra perfettamente nel progetto di Dottorato del proponente (XXXI ciclo), in corso di svolgimento, dal titolo: "Sviluppo di metodologie di Image Processing per il monitoraggio strutturale e geotecnico (versanti in frana ed infrastrutture)", ricevendo il contributo e l'esperienza nel campo della Termografia IR, acquisita dal secondo componente del progetto nel campo del monitoraggio multi-parametrico in contesti geologici eterogenei.
Come si può facilmente immaginare, lo sviluppo di un tale innovativo sistema di monitoraggio da remoto, basato su fotocamere ottiche e termocamere IR ad alta risoluzione, porterà molti benefici e vantaggi pratici, quali: i) facilità nel trasporto ed installazione non-invasiva in sito, grazie alla compattezza, alle ridotte dimensioni fisiche e al peso leggero dell'intero sistema; ii) possibilità di allocarlo in qualsiasi luogo, senza alterare od impattare negativamente l'ambiente circostante (eco-compatibile); iii) resistenza a qualsiasi condizione meteorologica, grazie alla sua alta adattabilità e robustezza; ivi) possibilità di offrire un servizio di monitoraggio geotecnico e strutturale in continuo di alta qualità, a basso costo e con un ridotto investimento in termini di tempo e manodopera, rispetto all'impiego di altre metodologie di telerilevamento e di contatto.
Le tecniche convenzionali di monitoraggio geologico, geotecnico e strutturale (come i tradizionali, inclinometri, estensimetri, fessurimetri, termocoppie) non possono essere adottate rapidamente in situazioni di emergenza, poiché prima del loro utilizzo, è necessario condurre un¿attenta e complessa fase di pianificazione del monitoraggio. A queste criticità si aggiunge la necessità dell'operatore di effettuare fisicamente l'accesso diretto nelle aree e/o strutture da sorvegliare, spesso interdette per vie dei rischi ad esse connesse (fattore assolutamente non trascurabile e da tenere in considerazione).
Inoltre la tecnologia di analisi di immagini ottiche e termografiche, proposta in questo progetto, consentirà di effettuare studi conoscitivi preliminari delle fenomenologie di frana che versano su infrastrutture e dei fenomeni di collasso strutturale delle opere che permetteranno una migliore progettazione di un eventuale sistema di monitoraggio tradizionale, installabile a posteriori.
D¿altro canto, lo sviluppo e la realizzazione di un tale sistema garantiranno notevoli vantaggi in tutte quelle condizioni di emergenza, in cui vi sia la necessità di intervenire in tempi rapidi e in aree critiche, rimanendo in totale sicurezza. Si fornirà, in questo modo, la possibilità a Pubbliche Amministrazioni, Agenzie di Protezione Civile e compagnie costruttrici di infrastrutture di impiegarlo nelle loro attività di monitoraggio e di controllo.
Le sperimentazioni preliminari condotte in contesti di gallerie stradali, hanno già fornito risultati incoraggianti, evidenziando criticità ed accorgimenti tecnici da seguire per garantire la standardizzazione delle misure.
Queste attività preliminari hanno lasciato aperte numerose prospettive di indagine nel campo del monitoraggio, le quali risultano capaci di fornire al committente, indicazioni operative (es. mappature di discontinuità strutturali o di anomalie termiche superficiali) o informazioni integrative utili per la definizione di priorità di intervento.
Le attività proposte sarebbero già garantite dalla disponibilità di strumentazione ottica e termografica fornita da NHAZCA S.r.l. (spin-off Sapienza Università di Roma) nell'ambito della collaborazione con il Dipartimento di Scienze della Terra dello stesso Ateneo. La multidisciplinarità del progetto e le molteplici applicazioni rappresentano un punto di forza dello stesso, il quale può avere ricadute nel campo industriale e della ricerca, rappresentando un avanzamento delle conoscenze nell¿ambito del monitoraggio geologico, geologico-tecnico e strutturale.