La capacità delle onde elettromagnetiche di penetrare corpi materiali ed interagire con essi, in un modo che dipende dalla morfologia e dalle proprietà costitutive dell'oggetto in esame, costituisce il principio fisico delle tecniche diagnostiche senza contatto e non invasive finalizzate all’individuazione e caratterizzazione, in una parola all’imaging, di oggetti incogniti, anche se posti in un mezzo opaco o nascosti da un ostacolo.
A tal fine, è necessario sviluppare metodologie avanzate per l’elaborazione di dati radar, eventualmente raccolti adottando configurazioni di misura non canoniche. Tali metodologie, diversamente da quelle comunemente in uso, si avvalgono di modelli fisico/matematici più adeguati a descrivere l’interazione onda/bersaglio in scenari complessi e affrontano opportunamente la soluzione del problema inverso, non-lineare e mal posto, coinvolto. Basandosi su tali requisiti, le metodologie sviluppate presso l'IREA, mirano a fornire immagini dell’oggetto in esame da cui è possibile determinarne, senza ambiguità, le proprietà morfologiche ed elettromagnetiche (permettività dielettrica e conducibilità).
I ricercatori dell’IREA hanno una lunga ed assestata esperienza in questo campo, che ha consentito la messo a punto di diversi approcci, che sono stati testati in diversi contesti applicativi.
Da un punto di vista concettuale, le metodologie sviluppate possono essere classificate in due gruppi:
1) strategie per la localizzazione di oggetti incogniti e loro caratterizzazione geometrica (dimensione, forma)
2) approcci capaci di fornire una caratterizzazione (quantitativa) accurata delle proprietà elettromagnetiche degli oggetti in esame
Tali metodologie di elaborazione dati rappresentano un utile strumento per affrontare un vasto numero di applicazioni in cui è di interesse l’imaging radar in situ, tra cui il monitoraggio di strutture civili ed infrastrutture critiche, la diagnostica dei beni culturali, la mappatura dei sottoservizi in ambienti urbani, le applicazioni legate alla sicurezza fisica, come ad esempio il rilevamento di mine anti-uomo ed ordigni inesplosi, l’imaging attraverso i muri, l’individuazione di tunnel, il rilevamento di oggetti nascosti su persone, il rilevamento a distanza di segni vitali (ad esempio respirazione e battito cardiaco).
Un ambito tecnologico in cui l’uso di tali metodologie di inversione è estremamente rilevante o quello del georadar (GPR), che è un sistema radar specificamente progettato per l’imaging di strutture sepolte o nascoste. In tale ambito, le metodologie sviluppate all’IREA, ed in particolare quelle finalizzate alla localizzazione e caratterizzazione morfologica di oggetti incogniti, sono state applicate con successo in molte campagne di investigazione mediante GPR eseguite nell’ambito di vari progetti di collaborazione nazionali ed internazionali che hanno riguardato prospezioni di siti archeologici (casa del Centauro in Pompei, Stabia antica e Pontecagnano in Campania, Viggiano in Lucania e molti altri), il monotoraggio di strutture civili ed infrastrutture (ad esempio il ponte Musmeci in Potenza e diverse corsi autostradali svizzere) e la diagnostica dei beni culturali (indagine georadar nel Salone dei 500 a Firenze alla ricerca degli stati nascosti del dipinto del Vasari).
