Un nuovo approccio per la mappatura tridimensionale e rapida di ambienti sotterranei, ignoti e rischiosi.

 

 

La presenza di cavità ipogee (grotte o gallerie), può compromettere la stabilità delle strutture sovrastanti (strade, case, ponti), con considerevoli rischi per beni e persone; la loro rapida mappatura riveste quindi un ruolo essenziale per garantire la sicurezza delle strutture sovrastanti. Ad oggi, i rilievi cartografici richiedono dei tempi o dei costi incompatibili con i requisiti di rapidità e di sostenibilità economica. Il sistema ARIANNA® della DUNE, basato su sensori inerziali, rappresenta una soluzione innovativa, rapida, economica e sicura per la mappatura tridimensionale di ambienti ignoti.

La ricostruzione delle planimetrie di grotte o gallerie (rilievo ipogeo), riveste un ruolo essenziale, non solo per il censimento di tali strutture, ma ancor di più per verificare la sicurezza di edifici o strutture superficiali (strade, case, ponti) al di sotto delle quali possano trovarsi parti di strutture ipogee (ignote al momento della costruzione o createsi in seguito) che potrebbero compromettere la stabilità delle strutture sovrastanti, con considerevoli rischi per beni e persone.

Tempi, costi e rischi

Da un lato, l’importanza della ricostruzione planimetrica di questi ambienti è evidente; dall’altro, le tempistiche ed/o i costi associati alla restituzione cartografica giocano un ruolo particolarmente rilevante. I tempi di realizzazione assumono una valenza critica quando si considerano ambienti che espongono gli addetti ai rilievi cartografici ad un rischio costante (crolli, cedimenti, respirazione, stress), senza contare che la consapevolezza del rischio per gli edifici sovrastanti può essere maturata solo a valle del completamento della cartografia. Anche il costo da sostenere assume un ruolo chiave; infatti, non è infrequente che gli enti preposti alla restituzione cartografica non abbiano sufficienti o immediate disponibilità di personale e finanziarie per realizzare le mappature di tutti gli ambienti ipogei d’interesse, dilatando ulteriormente le tempistiche.

Metodologie attuali

Da quanto detto, i requisiti di rapidità e sostenibilità economica emergono chiaramente, ma le attuali tecniche militano in verso opposto, perché richiedono: a) un accurato e lungo processo di acquisizione di dati (con inclinometri, distanziometri, bussole, etc.) con la presenza sul campo di operatori esperti per considerevoli lassi di tempo ed infine una laboriosa fase per la restituzione cartografica; b) in alternativa, laser scanner portatili (attualmente allo stadio di prototipi), che forniscono una restituzione cartografica in tempi brevi, ma con costi difficilmente affrontabili. Chiaramente non ci si può basare sul segnale di localizzazione GNSS, che è assente in ambienti ipogei.

Necessità di nuove tecnologie

Emerge quindi la necessità di un sistema che, utilizzando tecnologie radicalmente diverse da quelle attuali, consenta di ottenere delle planimetrie degli ambienti ipogei, sia pur meno accurate, ma che siano disponibili in tempi molto rapidi (e.g. decine di minuti) e con costi molto ridotti. Ciò aumenterebbe in modo decisivo la sicurezza degli operatori, fornirebbe un’immediata consapevolezza del rischio per le strutture sovrastanti e, grazie alla compressione dei costi, permetterebbe la mappatura di molti più ambienti ipogei di quanto non sia consentito oggi, a parità di budget disponibile.

Il sistema ARIANNA® di DUNE, vincitore di tre progetti della Commissione Europea, è ad oggi l’unica soluzione disponibile per eseguire mappature cartografiche preliminari e speditive di grotte e cavità sotterranee (o, più in generale, di qualsiasi ambiente), in assenza di segnale GPS, in tempi brevi e con costi molto competitivi.

Il sistema si basa sull’uso di una piattaforma inerziale indossabile da un operatore che deve semplicemente deambulare nell’ambiente; con il suo progredire, il corrispondente tracciato stimato da ARIANNA® si va via via formando e rappresenta, di fatto, una stima della planimetria dell’ambiente stesso. Ciò in un tempo di poche decine di minuti e con costi irrisori, se comparati con le tecniche attuali.

Grazie al sistema ARIANNA® è possibile:

  • individuare in tempi brevi aree urbane e/o archeologiche ad alto rischio di crolli e voragini;
  • esplorare, mettere in sicurezza e rendere fruibili nuove grotte e catacombe di interesse storico;
  • localizzare, tracciare (ed eventualmente soccorrere) speleologi o tecnici che operino in cavità o grotte;
  • fornire la planimetria dell’ambiente operativo, in scenari di emergenza (polizia, vigili del fuoco), quando questo sia indisponibile.

 


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