DIAN SRL

La società DIAN S.r.l. è stata creata nel 2012 come StartUp Industriale. DIAN produce software, anche applicativi, destinati all’elaborazione di dati satellitari utilizzanti differenti sensori, con particolare enfasi sui sensori GNSS, SAR, multispettrali e iperspettrali. DIAN opera nel settore del terziario avanzato, come erogatrice di servizi di ingegneria nell'ambito del telerilevamento e dei controlli non distruttivi di infrastrutture basati sulla tecnologia SAR con dati acquisiti da sensori a bordo di satelliti o basati a terra.

Le attività della società riguardano la fornitura di servizi di monitoraggio ambientale, quali frane e smottamenti, subsidenze e sprofondamenti del terreno, fornendo misure dei cambiamenti morfologici del terreno sia su larga scala usando dati satellitari sia su piccola scala usando il radar basato a terra, monitoraggio statico e dinamico nonché di controllo non distruttivo di infrastrutture quali: ponti, dighe, viadotti, edifici, chiese ed edifici di particolare pregio artistico, strutture industriali ed impianti eolici. 

La società ha esperienza decennale in fornitura di servizi nel monitoraggio degli spostamenti e delle vibrazioni di infrastrutture e monumenti; in particolare ha effettuato monitoraggio di ponti, ma anche di beni di interesse storico-culturale, come ad esempio il campanile del Duomi di Modena e Orvieto, la cinta muraria di Orvieto, le Chiese rupestri di Matera e la Chiesa di San Domenico a Matera, di cui è stata realizzata anche l’immagine termica da terra della facciata. 

DIAN organizza corsi di formazione sul telerilevamento satellitare e con sensori basati a terra, la tecnologia SAR, le applicazioni per il monitoraggio degli spostamenti e la misura delle vibrazioni delle infrastrutture. I corsi offrono un’approfondita panoramica sulle potenzialità del dato radar satellitare e acquisito da terra ai fini del monitoraggio ambientale e delle infrastrutture. Partendo da un’introduzione generale sul telerilevamento, il corso approfondisce il tema dell’interferometria con dati radar ad apertura sintetica (SAR), per indirizzare verso un utilizzo operativo dei risultati e illustrarne le applicazioni in diversi contesti. I corsi sono rivolti ai tecnici della pubblica amministrazione e del settore privato, alle figure professionali che, come geologi e ingegneri, operano nel settore del monitoraggio ambientale e delle infrastrutture.

DIAN è dotata di una propria struttura interna di ricerca e sviluppo che permette l'ingegnerizzazione e la produzione di software per l'acquisizione, l’elaborazione e l’analisi di dati e segnali. DIAN è socia fondatrice dell’associazione Cluster Aerospaziale Lucano (CLAS) nel cui ambito partecipa al progetto “On DEmand Services for Smart Agriculture (ODESSA)” in collaborazione con altre società del CLAS, l’Università della Basilicata e l’Istituto di Metodologie per l’Analisi Ambientale del CNR. Il progetto, finanziato dalla Regione Basilicata e iniziato a Settembre 2021, vede DIAN impegnata nell’analisi di dati Sentinel-1, Sentinel-2 e PRISMA per la generazione di mappe di soil moisture e di parametri fenologici della vegetazione. 

Per quanto riguarda, le attività GNSS, DIAN è stata coordinatrice del Progetto ESA “Tidal Interplate Lithospheric Deformation of Earth (TILDE)” iniziato a Gennaio 2021; lo studio consiste nella misurazione diretta e nella modellazione degli effetti delle maree di terra solide (LSET) usando serie di osservazione GNSS con l’obiettivo di ridurre la vulnerabilità ai rischi geologici con relative ripercussioni sulla vita umana, degli animali e sulla sicurezza delle infrastrutture. 

DIAN, inoltre, è parte del team del progetto “Semi-autonomous border surveillance platform combining next generation unmanned aerial vehicles with ultrahigh-resolution multi-sensor surveillance payload” selezionato per il finanziamento nell’ambito del bando H2020-SU-SEC- 2019. Nell’ambito di questo progetto di 36 mesi, iniziato a Giugno 2020, DIAN ha sviluppato un dispositivo SAR in banda L e i relativi algoritmi di elaborazione dati. Attualmente, DIAN è anche partner del progetto MIcro-Doppler InfrAstructure Stability Assessment using Synthetic Aperture Radar (MIDAS) finanziato dall’Agenzia Spaziale Europea, avente come obiettivo utilizzare la innovativa tecnica del micro-Doppler per l’elaborazione dei dati SAR satellitari al fine di stimare le frequenze di vibrazione di strutture verticali (torri) e orizzontali (ponti). 

Tra i clienti di DIAN si citano il Consorzio di Bonifica di Capitanata, Enel Green Power S.p.A, ANAS, Medoil S.p.A., ANM S.p.A., Provincia di Matera, Tubitak Marmara Research Center (centro di ricerca turco), varie società di ingegneria geotecnica e strutturale e la società IDS Georadar Srl del gruppo Hexagon, per quanto riguarda le attività in ambito SAR. 

DIAN ha rapporti di collaborazione scientifica con il Dipartimento di Ingegneria Elettrica e dell’Informazione del Politecnico di Bari, il Dipartimento di Scienze Geologiche dell’Università di Roma La Sapienza, il Dipartimento di Scienze Tecnologia dell’Università di Napoli Parthenope, il Dipartimento di Ingegneria Civile dell’Università della Calabria, il Dipartimento di Ingegneria Geografica e dell’Energia dell’Università di Lisbona, Gli Istituti di Scienze del Patrimonio Culturale (ISPC) e per le Applicazioni del Calcolo (IAC) del CNR. I risultati di queste collaborazioni sono stati pubblicati su riviste internazionali e presentati nell’ambito di conferenze internazionali.

Descrizione della soluzione

L'idea progettuale proposta contribuisce alla risoluzione della sfida tecnologica RESTAURO, CONSERVAZIONE E SALVAGUARDIA fornendo uno strumento per il monitoraggio in sicurezza dello stato di un edificio storico, una chiesa o qualunque altra opera architettonica di valore storico, culturale e archeologico. Lo strumento proposto potrebbe risultare utile e trovare applicazione anche nella verifica sismica di chiese, campanili e torri. 

L’ oggetto dell’idea progettuale potrebbe fornire uno strumento utile al personale tecnico, addetto al monitoraggio, che gli permetterebbe di operare in condizioni di maggiori sicurezza in quanto tale attività non richiederebbe l’ingresso nelle strutture in oggetto di analisi, utile nel caso di cui la struttura monitorata è in uno stato di non agibilità o comunque a rischio di crollo. Inoltre, non si prevede la necessità di installare alcun sensore sulle opere architettoniche, preservandole quindi dal minimo degrado dovuto all'istallazione di tali sensori. 

La soluzione proposta è basata sull'uso di un sensore radar del tipo Real-Aperture-Radar (RAR) funzionante in banda Ku, in grado di misurare le deformazioni della struttura, con una precisione inferiore al millimetro e, soprattutto, le frequenze di vibrazione naturali della struttura. I dati RAR acquisiti con un tempo di campionamento di circa 100 msec sono elaborati usando la tecnica dell’interferometria radar, fornendo le serie temporali delle deformazioni dei differenti elementi strutturali all’interno del cono di illuminazione delle antenne del sistema radar, con una risoluzione spaziale in range di 75 cm. 

Il vantaggio principale della soluzione proposta, rispetto alle altre soluzioni per il monitoraggio dei sistemi meccanici per l'identificazione di danni strutturali, usati nell'ambito dell'ingegneria civile, meccanica, nucleare e dell'aerospazio, è la possibilità di effettuare le misure a distanza, in modo non distruttivo, e senza la necessità di installare sensori sulla struttura oggetto del monitoraggio. La soluzione proposta fornirà un nuovo strumento utile per lo Structural Health Monitoring (SHM), cioè l'insieme delle strategie e delle procedure per l'identificazione dei danni nell'intera struttura oggetto del monitoraggio, e il Non-Destructive Evaluation (NDE), che invece mira a caratterizzare il danno e verificarne la severità quando la posizione dell'area danneggiata è nota. 

E’ rilevante anche il contributo della soluzione proposta allo Statisitcal Process Control (SPC), cioè l'insieme delle procedure che fondono le misure acquisite da sensori differenti al fine di rilevare delle variazioni nei parametri misurati possibilmente legate ai dei danni strutturali, e al Damage Prognosis (DP), la metodologia che stima la vita utile restante di una struttura dopo l'individuazione di un danno strutturale. Il monitoraggio delle vibrazioni naturali di strutture ed edifici è uno strumento utile per gli ingegneri strutturisti al fine di quantificare i parametri dei modi vibrazionali della struttura, soprattutto frequenze e forme modali, utili per caratterizzare le proprietà meccaniche della struttura (distribuzione delle masse, matrice di rigidità, smorzamento delle oscillazioni). In caso di eventi sismici o altra causa di danni strutturali di una struttura, le proprietà meccaniche della struttura possono cambiare a causa di tali danni. Nel caso di tali eventi sismici, o quando è necessaria un'ispezione della struttura danneggiata, è necessario fare in modo che gli operatori tecnici operino in sicurezza, evitando l'ingresso nella struttura e dando loro la possibilità di un monitoraggio da remoto e in condizioni di sicurezza. A tal fine la soluzione proposta prevede l'installazione del sistema RAR su una piattaforma robotizzata in grado di entrare nella struttura oggetto dell'ispezione e muoversi al suo interno. In particolare la struttura robotizzata, sarà dotata di un sistema meccanizzato per la orientazione di precisione del sistema RAR in modo da indirizzare la misura su specifici elementi strutturali che il tecnico riterrà opportuno. In particolare, la struttura robotizzata sarà equipaggiata anche con un sensore GPS e un'unità IMU per la geolocazione e orientazione della piattaforma. Un computer a singolo-chip consentirà di accedere da remoto alla piattaforma robotizzata, consentendone il movimento, di orientare in modo ottimale il sistema RAR, acquisire i dati e trasferirli al computer dell'operatore per la visualizzazione delle frequenze di vibrazione stimate. Il sistema RAR è in grado di acquisire le misure di deformazione della struttura e dei parametri di ampiezza e frequenza delle vibrazioni anche in condizioni di oscurità e in presenza di fumo o nebbia. Tuttavia, la piattaforma robotizzata sarà dotata di una camera ottica e di un fonte di illuminazione dell'area circostante per consentire all'operatore più agevoli condizioni di operatività. Inoltre, la piattaforma robotizzata sarà dotata anche di una camera termica in grado di acquisire immagini termiche co-locate con le misure RAR. I termogrammi, o immagini termiche, acquisiti sotto forma di immagini registreranno la radiazione a infrarossi emessa dalla struttura oggetto del monitoraggio. Il riscaldamento e il successivo raffreddamento differenziale consentiranno di registrare sotto forma di immagini, la differente inerzia termica dei materiali usati per la costruzione dell'edificio monitorato. Questa capacità è particolarmente importante negli edifici e monumenti storici dove spesso non è conosciuta interamente la storia relativa alla costruzione della struttura e alle successive opere di manutenzione e restauro. Dal punto di vista della soluzione proposta, questa informazione, co-locata con le misure di deformazione e frequenza di vibrazione naturale fornire dal sistema RAR, consentiranno all'operatore una migliore interpretazione delle misure alla luce delle differenti strutture architettoniche o distacchi di materiale costruttivo, o fenomeni di carbonizzazione o legati a aerosol marine, evidenziate dalla immagine termiche. Riassumendo, l’idea innovativa consiste nello sviluppo di una piattaforma robotizzata terrestre, multisensoriale, costituita da un sistema radar RAR per la misura di spostamenti frequenze di vibrazione, una camera nella regione del visibile e una camera termica, a supporto dell’acquisizione ottimale delle misure di spostamento e vibrazione e della loro interpretazione. Parte essenziale dell’idea innovativa proposta sono gli algoritmi e la loro implementazione software, necessari per la stima accurata delle deformazioni sub-millimetriche degli elementi strutturali e dello spettro delle loro frequenze di vibrazione naturale, nonché della loro geolocazione.