Banda Ultra Larga: Ground Probing Radar per la determinazione del tracciato

La realizzazione delle reti a Banda Ultra Larga di nuova generazione mira a portare la fibra ottica sempre più vicino all’utente sia che poi questo si raggiunga attraverso la rete di distribuzione con tecnologie cablate (doppino telefonico in rame o ancora fibra ottica), sia che si ricorra alle tecnologie radio per l’ultimo miglio.

Questo sforzo realizzativo comporta la posa di migliaia di chilometri di fibra ottica con tempi e costi tendenzialmente ridotti. Abbiamo visto la posa con la tecnica della Minitrincea e con la tecnica dell’Horizontal Directional Drilling. Queste tecnologie di posa ma, in particolare, richiedono particolari cautele nelle fasi preliminari allo scavo.

In particolare, con il ricorso alla posa in minitrincea, poiché lo scavo viene eseguito con l’impiego di una fresa dentata rotante, è essenziale che nello strato superficiale del sedime, sia esso piano viabile o marciapiede, interessati dalla fresatura non vi siano servizi preesistenti (quali condotte idriche, elettriche o gas) o, nel caso essi esistano, che la loro posizione sia determinata a priori al fine di evitarne il danneggiamento.

L’individuazione dei servizi avviene di norma mediante l’esame delle documentazioni cartografiche di esercizio disponibili presso gli Enti proprietari della strada o dei Gestori di Servizi.

Individuata la posizione dei servizi si può definire il tracciato da seguire con l’obiettivo principale di ridurre al minimo le interferenze reciproche, sia in fase di esecuzione dei lavori che per gli eventuali interventi di manutenzione successivi.

In ambito urbano è consigliabile eseguire gli scavi sulla sede stradale e non sui marciapiedi dove la presenza di sottoservizi poco profondi è generalmente più probabile.

Un ulteriore accorgimento da tener presente nel determinare il tracciato dello scavo è quello di scegliere un percorso il più rettilineo possibile, senza inutili variazioni angolari che, oltre ad essere di intralcio durante la fase di esecuzione dei lavori, sarebbero difficilmente riproducibili nei documenti cartografici “as built” necessari a localizzare in futuro le opere eseguite.

Qualora la documentazione dei servizi esistenti non fosse disponibile o fosse da ritenere non attendibile, occorrerà valutare l’opportunità di eseguire indagini in campo. Ciò sia con indagini di tipo invasivo (buche di assaggio) che di tipo strumentale con l’impiego di cerca-servizi di tipo elettronico (per i servizi metallici) o con georadar in grado di individuare anche la posizione dei servizi non metallici.

Figura 1 – Ground Probing Radar [Fonte: Tesmec]

I sistemi Ground Probing Radar (GPR) consentono, tramite un array di antenne multifrequenza (operanti tra i 400 ed i 600 MHz), l’acquisizione multicanale delle infrastrutture sotterranee in PE, HDPE, PVC, metallo, gres, calcestruzzo oltre a cavità ed infrastrutture sotterranee. La gamma di frequenza adottata determina le dimensioni dell’antenna e la capacità di analisi in profondità.

Il trasmettitore e l’antenna GPR emettono energia elettromagnetica nel terreno. Quando l’energia incontra un oggetto sepolto o una discontinuità di materiale, può essere riflessa, rifratta o dispersa in superficie. L’antenna ricevente può quindi registrare le variazioni del segnale di ritorno.

La conducibilità elettrica del terreno, la frequenza trasmessa e la potenza irradiata possono limitare il campo di profondità effettiva dell’indagine GPR. Aumenti della conducibilità elettrica attenuano l’onda elettromagnetica introdotta, quindi la profondità di penetrazione diminuisce.

A causa dei meccanismi di attenuazione dipendenti dalla frequenza, le frequenze più alte non penetrano fino alle profondità maggiori. Tuttavia, le frequenze più alte possono fornire una migliore risoluzione, pertanto la frequenza operativa è sempre un compromesso tra risoluzione e penetrazione. I terreni sabbiosi secchi o i materiali secchi massicci come il granito, il calcare ed il calcestruzzo tendono ad essere resistivi piuttosto che conduttivi, così la profondità di penetrazione può arrivare fino a 15 metri. Tuttavia, in terreni umidi o argillosi e materiali ad alta conducibilità elettrica, la penetrazione può essere di pochi centimetri.

La rilevazione, secondo l’asse di posa, ha una larghezza tipica di circa un metro e si spinge ad una profondità di circa due metri.

Figura 2 – Output CAD di un Ground Probing Radar [Fonte: Tesmec].

La limitazione più significativa dei sistemi GPR è costituita dai materiali ad alta conducibilità come i terreni argillosi e i terreni contaminati da sale. Le prestazioni sono limitate anche dalla dispersione del segnale in condizioni eterogenee (ad esempio terreni rocciosi).

Il radar è sensibile ai cambiamenti nella composizione del suolo in movimento. Quando si esaminano oggetti stazionari utilizzando sistemi GPR, l’apparecchiatura deve essere spostata affinché il radar esamini l’area specificata cercando differenze nella composizione del materiale.

Tuttavia, mentre un sistema GPR è in grado di identificare oggetti come tubi, vuoti e terra, non può identificare i materiali specifici.

L’esecuzione di indagini in campo comporta oneri aggiuntivi che diminuiscono i vantaggi economici ottenibili con l’impiego della tecnica della minitrincea o dell’Horizontal Directional Drilling e quindi il ricorso a queste tecniche dovrà essere valutato anche in funzione della probabilità e della gravità dei possibili guasti alle infrastrutture esistenti.