Ingegneria Elettronica - Electronics Engineering

Il corso fornisce una trattazione completa dei principi teorici e delle applicazioni pratiche del metodo georadar (GPR – Ground Penetrating Radar), affrontando gli aspetti fisici, strumentali, operativi e interpretativi. Particolare attenzione è dedicata alle applicazioni in ingegneria civile, ambientale e archeologica, con esempi tratti da casi di studio reali e l’utilizzo di software per la simulazione e l’elaborazione dei dati. Il programma è articolato nei seguenti nuclei tematici: 1. Principi di base — circa 18 ore Introduzione al georadar. Proprietà elettromagnetiche dei materiali e limiti di funzionamento del georadar. Metodi di acquisizione e rappresentazione dati. Indicazioni pratiche per l'utilizzo efficace del georadar. Verifica di comprensione ed esercizi. 2. Sistemi georadar e antenne — circa 6 ore Panoramica sui sistemi radar. Sistemi georadar: principi di funzionamento, componenti principali e architetture. Antenne per georadar: tipologie, prestazioni e criteri di scelta. Verifica di comprensione ed esercizi. 3. Applicazioni in ingegneria civile — circa 6 ore Pianificazione dell’indagine georadar: posizionamento, acquisizione dati, verifiche di conformità e prestazioni. Indagini stradali con georadar: metodologia, linee guida e casi di studio. Georadar per la ricerca di sottoservizi: metodologia, linee guida e casi di studio. Applicazioni su ponti, gallerie, ferrovie ed edifici. Verifiche di comprensione. 4. Applicazioni in altri ambiti — circa 6 ore Georadar per l’archeologia e la gestione dei beni culturali. Applicazioni umanitarie: forensica, rilevamento di ordigni inesplosi, localizzazione di persone sotto macerie e valanghe. Applicazioni ambientali: agricoltura di precisione, siti inquinati, studio degli alberi. Esplorazione planetaria e radar olografico. 5. Elaborazione e interpretazione dei radargrammi — circa 18 ore Elaborazione dei dati georadar con il software open-source matGPR. Esempi applicativi. Simulazione elettromagnetica di scenari georadar. - Metodo delle differenze finite nel dominio del tempo (FDTD). - Uso del simulatore open source gprMax. = Esempi applicativi. 6. Tecniche complementari — circa 3 ore Tecniche di indagine integrative: tomografia elettrica, termografia, interferometria radar, prove ultrasoniche e altri metodi non distruttivi. 7. Ulteriori argomenti — circa 3 ore Storia del georadar e sviluppo tecnologico. Sicurezza di persone e attrezzature durante le indagini georadar. Telerilevamento urbano e uso del georadar su drone. Alcune parti del programma potranno essere approfondite o sostituite in base all’interesse degli studenti e al loro percorso formativo.

Non ci sono prerequisiti per seguire questo corso.

[1] TU1208 Education Pack: a multimedia educational package on Ground Penetrating Radar, developed by Members of COST (European COoperation in Science and Technology) Action TU1208. [2] gprMax user guide. Available in open access on www.gprmax.com. [3] matGPR user guide. Available in open access on http://users.uoa.gr/~atzanis/matgpr/matgpr.html. [4] Ulteriore materiale didattico fornito dal docente (slide, dispense). Tutto il materiale di studio si trova nel Google Classroom del corso: https://classroom.google.com/c/MzQ1MTI5ODQ5MDEy?cjc=v56mu7j

Frequentare le lezioni non è obbligatorio per questo corso, ma è fortemente consigliato, per un migliore apprendimento della materia.

La valutazione finale del corso prevede una combinazione di prove scritte, progetti e prova orale facoltativa, articolata come segue: 1. Prova scritta Obiettivo: verificare la comprensione dei principi del GPR, delle proprietà elettromagnetiche dei materiali, della pianificazione delle indagini e dei metodi di interpretazione dei dati. Modalità: gli esercizi vengono forniti in aula all’inizio della prova. Collocazione temporale: alla fine del corso e durante le sessioni d’esame ufficiali; nel corso del semestre potranno essere proposte prove intermedie. Durata: 90–120 minuti per ciascuna prova. Tipologia: esercizi a risposta aperta, problemi da risolvere e analisi di dati radar. Misurazione: punteggio numerico in trentesimi; il risultato contribuisce alla valutazione finale nella misura del 50%. 2. Progetto Obiettivo: sviluppare la capacità di applicare in modo autonomo conoscenze teoriche e computazionali a scenari GPR reali o simulati. Modalità: elaborato scritto e/o presentazione orale; lavoro individuale o in piccoli gruppi. Collocazione temporale: il tema del progetto viene proposto durante il corso; la consegna può avvenire in qualsiasi momento dell’anno accademico. Durata: variabile in base alla complessità del progetto. Tipologia: elaborazione dati con software (es. matGPR), simulazioni elettromagnetiche di scenari GPR (FDTD, gprMax) o analisi di radargrammi di casi studio. Misurazione: valutazione in trentesimi, considerando accuratezza, autonomia, chiarezza della presentazione, capacità di sintesi e analisi critica. Il risultato contribuisce alla valutazione finale nella misura del 50%. 3. Prova orale facoltativa Obiettivo: accertare la comprensione complessiva dei contenuti del corso, la capacità di integrare i diversi nuclei tematici e di argomentare in modo critico. Modalità: colloquio individuale con il docente. Collocazione temporale: alla fine del corso o durante le sessioni d’esame ufficiali. Durata: circa 30 minuti per studente. Tipologia: discussione di argomenti teorici, esercizi, analisi dati e casi studio. Misurazione: voto in trentesimi con eventuale lode; valutazione delle conoscenze, capacità analitiche e chiarezza espositiva. Studenti internazionali (incoming) Le lezioni del corso sono in inglese. È possibile sostenere la prova d’esame in lingua inglese o in lingua italiana. Contenuti e obiettivi della valutazione rimangono invariati.

[5] A. Benedetto & L. Pajewski (2015), “Civil engineering applications of Ground Penetrating Radar.” Springer. Book Series: “Springer Transactions in Civil and Environmental Engineering.” ISBN: e-book 978-3-319-04813-0, hardcover 978-3-319-04812-3; doi: 10.1007/978-3-319-04813-0. [6] D. Daniels (2004), “Ground Penetrating Radar.” Inspec/Iee. Book Series: “Iee Radar, Sonar, Navigation and Avionics.” ISBN-10: 0863413609. ISBN-13: 978-0863413605.

Le lezioni si svolgono in modalità tradizionale, in aula.