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Le piste aeroportuali rappresentano asset strategici ad altissimo valore economico e funzionale, il cui mantenimento in perfette condizioni di esercizio è vitale per garantire la sicurezza delle operazioni di volo. Nel corso del loro ciclo di vita, le pavimentazioni subiscono un degrado indotto dai carichi ciclici dei velivoli e da fattori esogeni. Una pista irregolare e deteriorata incrementa drasticamente i costi di manutenzione, causando un pericoloso aumento dei carichi dinamici e innescando fenomeni di fatica precoce sia sugli elementi dell'infrastruttura sia sui carrelli di atterraggio dei velivoli. Per gestire questo decadimento, in un contesto di budget spesso limitati, gli enti gestori si affidano ai Pavement Management Systems (PMS). L'approccio più moderno è la Condition-Based Maintenance (CBM), che fonda la programmazione degli interventi sull'effettiva conoscenza del degrado strutturale, richiedendo però un flusso costante di dati provenienti dal monitoraggio che le tecnologie attuali faticano a garantire a livello di rete.
L'acquisizione dei dati si affida storicamente a tecnologie di prova in situ, come livellazioni topografiche, profilometri laser e veicoli strumentati. Sebbene molto accurate localmente, queste metodologie presentano limitazioni logistico-economiche: il rilievo impone regimi di stop-and-go o la chiusura totale della pista, causando ingenti danni operativi. Inoltre, le autorità dell'aviazione civile (come la FAA) riconoscono intrinseci limiti strumentali: l'utilizzo dei classici profilometri inerziali produce errori significativi se le misurazioni avvengono mentre il veicolo è in fase di accelerazione o frenata. Questo rende estremamente difficile misurare in modo affidabile l'intero profilo della pista "da soglia a soglia" senza introdurre distorsioni vicino alle estremità.
L'indagine del profilo altimetrico è essenziale per quantificare la regolarità (roughness) del piano di rotolamento. Nelle pavimentazioni stradali si utilizza universalmente l'IRI (International Roughness Index) per valutare il comfort del passeggero. I sistemi di sospensione dei velivoli sono progettati per assorbire l'enorme energia dell'atterraggio, risultando sensibili a perturbazioni differenti rispetto ai veicoli stradali. Studi di correlazione evidenziano infatti che l'IRI possiede una sensibilità quasi nulla alle irregolarità a "lunga lunghezza d'onda" tipiche delle piste, mostrando una correlazione generale estremamente bassa rispetto agli indicatori aeronautici e una capacità predittiva pressoché assente nei confronti delle accelerazioni verticali subite in cabina di pilotaggio (Cockpit Vertical Acceleration).
Per rispondere a queste esigenze ingegneristiche e di sicurezza, il parametro normativo di riferimento è il Boeing Bump Index (BBI). Il BBI isola e quantifica i singoli avvallamenti (bump) tramite un sistema a "riga virtuale", dimostrando una correlazione significativamente più alta con le reali sollecitazioni dinamiche e le accelerazioni in cabina. Attualmente, il calcolo del BBI viene demandato a software della FAA, come il ProFAA, che classificano le irregolarità ed eseguono analisi avanzate come il metodo MER (Multiple Event Roughness). Questo ambiente computazionale richiede in input pesanti file testuali derivanti dai rilevamenti a terra; l'impossibilità di aggiornare in continuo questi file rende il monitoraggio del BBI frammentario e statico.
Per superare i limiti tecnico-strumentali e logistici, l'ingegneria civile sta adottando l'interferometria radar ad apertura sintetica (InSAR). A differenza dei profilometri, la scansione satellitare restituisce una griglia omogenea che non subisce alterazioni legate alla cinematica di un veicolo. Per risolvere i problemi di rumore atmosferico, è stata introdotta la tecnica avanzata PS-InSAR (Persistent Scatterers Interferometry). Identificando specifici bersagli sulla superficie, i PS, la cui firma elettromagnetica rimane stabile, questo algoritmo ricostruisce serie storiche di spostamento con accuratezza millimetrica. L'ambiente aeroportuale garantisce un’alta densità di misurazioni spaziali continue.
Negli ultimi quindici anni, grazie allo sviluppo di costellazioni satellitari di nuova generazione, l'applicabilità dell'InSAR all'ingegneria delle infrastrutture ha compiuto passi da gigante. Le missioni europee Sentinel-1 (operanti in banda C a media risoluzione) assicurano frequenze di rivisitazione elevate a livello globale.
Le più recenti frontiere della ricerca uniscono inoltre i dati satellitari ad algoritmi di Machine Learning, permettendo non solo di mappare il degrado attuale, ma di prevederne lo sviluppo futuro, portando la manutenzione aeroportuale verso un paradigma predittivo.
Il presente lavoro di tesi si pone l'obiettivo di verificare se, attraverso l’uso dell’interferometria radar, sia possibile avere le informazioni necessarie per il calcolo del BBI e quali siano le discordanze che si verificano rispetto ad un rilievo fatto con il profilometro laser. Il lavoro punta quindi a convertire il calcolo del BBI in un processo aggiornabile in continuo e da remoto. Questa soluzione svincolerebbe l'aviazione dagli errori strumentali dei profilometri e abbatterebbe i costi logistici legati alle chiusure delle piste, fornendo agli enti gestori uno strumento all'avanguardia per la sicurezza aerea.