Applicazione dei dati satellitari del programma Copernicus per indagare l'effetto del suolo sulla dinamica delle strutture = Application of satellite data from the Copernicus program to investigate the effect of the soil on the dynamics of structures

Nell’ambito dello Structural Health Monitoring (SHM) delle strutture civili, l’effetto che il suolo esercita sulla dinamica del sistema rappresenta un argomento di grande interesse. Infatti, a differenza di altre strutture tipicamente oggetto di monitoraggio come per esempio quelle meccaniche, aerospaziali e aeronautiche, le strutture civili costituiscono un unico sistema con il suolo su cui sono fondate e il non considerare la loro interdipendenza potrebbe incrementare l’incertezza o determinare errori nella diagnosi. Tuttavia, lo studio della relazione tra i due elementi in molti casi viene ostacolato dall’insufficienza, o addirittura totale assenza, di dati relativi alle caratteristiche del terreno e alle loro variazioni nel tempo, poiché l’istallazione di sistemi di monitoraggio del terreno risulta costosa e talvolta tecnicamente difficoltosa. Negli ultimi tempi si sta diffondendo sempre più l’utilizzo di dati ottenuti da telerilevamento satellitare, i quali potrebbero rappresentare una valida alternativa per la conoscenza del terreno. Tali dati, grazie alla loro ampia disponibilità temporale e spaziale, versatilità e basso costo potrebbero costituire un utile strumento quando è impossibile ottenere le caratteristiche del suolo tramite le classiche indagini in situ. Precedenti ricerche hanno esplorato l’uso dei dati del programma europeo Copernicus del European Space Agency (ESA), pensati per il monitoraggio ambientale, nell’ambito dello SHM, ottenendo risultati promettenti. In particolare, era stato esaminato il parametro satellitare denominato Land Surface Temperature (LST) riguardante la condizione termica del terreno e lo studio ha evidenziato correlazioni significative con le frequenze naturali del caso studio considerato. Nel lavoro qui presentato, viene esplorato l’utilizzo di un altro parametro, il Soil Water Index (SWI), rappresentativo delle condizioni di umidità del suolo dalla superficie alla profondità; al dato satellitare sono stati affiancati i dati di umidità del terreno ottenuti da misurazioni in situ, ricavate dal progetto proposto dall’International Soil Moisture Network (ISMN). Una volta raccolti entrambi i dati relativi a diversi anni di osservazione, questi sono stati analizzati e confrontati al fine di validare il dato satellitare per l’utilizzo proposto. Le informazioni geofisiche così ricavate sono state incrociate con i dati sperimentali raccolti dal sistema di monitoraggio dinamico del caso studio selezionato ed è stato sfruttato un modello numerico per simulare variazioni di umidità del terreno e quantificare l’effetto di esse sulle frequenze naturali della struttura. Il Santuario di Vicoforte, chiesa monumentale italiana del XVIII secolo e opera tra le principali del barocco piemontese che si contraddistingue per la sua imponente cupola ovale, è stato scelto come caso di studio di questa analisi. I sistemi di monitoraggio strutturale statico e dinamico dell’opera, entrambi permanenti, in concomitanza con le indagini geotecniche e geofisiche del terreno sottostante, hanno permesso una visione integrale del sistema nel suo complesso, alla quale si è aggiunto il punto di vista satellitare.