A suon di microonde

I sistemi di protezione perimetrale basati su radar offrono prestazioni di gran lunga superiori rispetto ai tradizionali sensori di vibrazione, alle telecamere ottiche e termiche. Sono in grado di stimare con ottima precisione le dimensioni, la posizione, la velocità e la direzione del target, anche prima che si avvicini al perimetro, non sono influenzati dagli agenti atmosferici né dalle condizioni di illuminazione.

Il radar, acronimo di RAdio Detection And Ranging, non è certo una novità in ambito tecnologico, visto che risale alla prima metà del secolo scorso ed è stato ampiamente utilizzato per scopi bellici. Nel corso degli anni, le funzioni di rilevamento e tracciamento di oggetti e soggetti attraverso la tecnica del “rimbalzo delle microonde” sono state ulteriormente perfezionate per determinare la portata, l’angolo e la velocità del target, con una precisione sconosciuta ad altre tecnologie.

Per molti anni il radar è stato utilizzato quasi esclusivamente come tecnologia militare e civile per la sorveglianza terrestre, il controllo degli incendi, del traffico aereo e la ricerca dei veicoli, ma in epoca recente si sono moltiplicate le applicazioni di sicurezza (antintrusione) e automotive (guida autonoma).

Efficiente da solo e in combinazione

Il radar è al momento l’unica tecnologia capace di mappare dinamicamente il movimento di oggetti, esseri animali e umani nell’ambito dei sistemi di sicurezza perimetrali, quando le condizioni ambientali e meteorologiche assumono una criticità tale da rendere tutte le altre soluzioni imprecise, inaffidabili e molto costose.

I tradizionali sistemi di rilevamento delle intrusioni perimetrali esterne (PIDS) si basano principalmente su soluzioni elettroniche e meccaniche standard come i rilevatori a infrarossi e microonde nelle aree circoscritte e poco critiche (per esempio, il cortile di casa); le telecamere ottiche e termiche (o ibride) con analisi video basata sull’intelligenza artificiale; i sensori MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) e piezodinamici; i cavi magnetofonici e i loop in fibra ottica.

Tutti questi sistemi servono a rilevare le vibrazioni, gli scuotimenti e i tagli su cancellate e recinzioni leggere, pesanti, rigide, semirigide e deformabili, quando i malintenzionati tentano di scavalcarle, sfondarle o tagliarle. Alcune di queste soluzioni sono altamente resistenti alle condizioni meteorologiche avverse e in ambienti con scarsa visibilità, ma non sempre si possono applicare per ragioni di costo, complessità d’installazione ecc.

Il radar fornisce invece una risposta perfettamente equilibrata e calibrata per numerose applicazioni, da solo ma soprattutto in combinazione con le telecamere ottiche e termiche per massimizzare la copertura di rilevamento indipendentemente dalle condizioni ambientali, ricevere avvisi di preallarme e allarme assolutamente affidabili e stabilire non solo la causa dell’evento trigger ma anche la sua posizione, velocità, direzione, massa ecc.

Come funziona un radar

Il meccanismo di funzionamento di un sistema radar è molto semplice, almeno nella teoria: un modulo trasmittente a microonde invia un segnale elettromagnetico ad alta frequenza verso la posizione di un obiettivo previsto o di un’area da monitorare, mentre un modulo ricevente capta le radiazioni riflesse e le invia a un modulo di elaborazione che le analizza in base a vari parametri (per esempio, il ritardo tra l’energia trasmessa e quella ricevuta proporzionale all’intervallo, lo spostamento di frequenza tra trasmissione e ricezione proporzionale alla velocità relativa, l’angolo e l’indice di angolazione).

In poche parole, il radar scatta in continuazione varie “immagini elettromagnetiche” dell’area monitorata per acquisire l’ambiente fissato (cioè quello di riferimento). Dopo varie scansioni, confronta l’immagine più recente con l’ambiente fissato e prende nota di tutto ciò che è differente. Se le difformità superano una soglia limite, ampiamente personalizzabile sotto vari aspetti, viene generato un allarme.

L’integrazione con sistemi di gestione hardware e software altamente sofisticati permette di visualizzare i dati su una mappa dinamica e generare informazioni in tempo reale per il personale addetto alla sicurezza e, in automatico, anche per eventuali telecamere ottiche e termiche. In presenza di ulteriori sensori di rilevamento delle intrusioni in configurazione stratificata, è possibile non solo ottenere la necessaria ridondanza in caso di guasti parziali ma soprattutto minimizzare i falsi allarmi e fornire priorità a più obiettivi come “follow closest” (segui il più vicino) oppure “follow furthest” (segui il più lontano) così da facilitare il compito degli operatori della sala controllo e permettere loro di concentrarsi meglio sugli sforzi di risposta.

I vantaggi della tecnologia radar

Rispetto ad altre soluzioni, la tecnologia radar offre numerosi vantaggi in termini di copertura, affidabilità e precisione. L’elevato campo visivo e il rilevamento a lungo raggio assicurano una protezione dell’area monitorata che va ben oltre la linea di recinzione - dove solitamente si con centrano le soluzioni standard (sensori di vibrazione/ taglio, telecamere ottiche e termiche ecc.).

Quando gli intrusi si avvicinano a un perimetro da più direzioni, i ritardi nel rilevamento o le perdite di visuale da parte dei sistemi tradizionali (come le telecamere ottiche) possono limitare la capacità di un operatore di intercettare le potenziali minacce. Il radar è stato concepito appositamente per rilevare, tracciare e mappare il movimento umano o dei veicoli: il tracciamento continuo dell’obiettivo è in grado di determinarne la distanza con una precisione quasi assoluta (solo 1% di errore).

La maggior parte dei radar commerciali offre un campo visivo di circa 90 gradi fino a una distanza massima di 300-400 metri per il tracciamento dei veicoli e 100-150 m per il tracciamento umano, con monitoraggio simultaneo fino a 20-30 target e con supporto di geolocalizzazione per l’attivazione di allarmi, la gestione automatizzata delle telecamere PTZ per la videoverifica ecc.

Le onde millimetriche non vengono inoltre influenzate dagli agenti atmosferici come vento, pioggia, grandine, nebbia e neve, da fumo, ombre e riflessi luminosi. Inoltre, operano sempre con la stessa efficacia anche nel buio più totale. In alcuni casi, un radar è in grado di rilevare un essere umano in un giorno nebbioso 60 secondi prima di una telecamera termica (che richiede una linea visiva per individuare l’intruso) e molto prima di una telecamera ottica.

Infrastrutture critiche e industrie

I progettisti di sistemi di sicurezza hanno imparato a considerare la tecnologia radar come un formidabile alleato a 360 gradi piuttosto che una soluzione complicata, costosa e limitata a pochi ambiti applicativi militari e civili. Il radar è ormai un “must” nella protezione perimetrale delle infrastrutture critiche e decisive (per esempio, impianti di produzione energetica e raffinazione), talvolta sprovvisti di personale di sicurezza a tempo pieno in loco (anche solo in alcune aree) e, per questo motivo, più facilmente a rischio sabotaggi e vandalismi.

Il radar può rilevare la presenza di intrusi molto prima che raggiungano la recinzione, consentendo a un agente di sicurezza remoto di esaminare rapidamente gli allarmi, verificare le minacce e inviare le forze di polizia con largo anticipo rispetto all’atto criminoso. La tecnologia radar è efficace anche negli aeroporti di grandi dimensioni, non solo militari ma anche civili, con perimetri che si estendono per diversi chilometri dove l’occhio umano e digitale non è in grado di arrivare.

I sistemi radar sono in grado di monitorare 24/7, con qualsiasi condizione di illuminazione o meteo, non solo il perimetro ma anche le aree interne più critiche come gli accessi agli hangar e le piste di decollo e atterraggio. Anche i sistemi di sicurezza perimetrali installati in impianti industriali, parchi fotovoltaici, centri di elaborazione dati, campus universitari e istituti correttivi utilizzano sempre più la tecnologia radar per monitorare tutto ciò che accade nelle aree esterne prossime alle recinzioni, così da poter informare rapidamente gli addetti alla sicurezza e predisporre i necessari interventi con largo anticipo rispetto all’intrusione.

In ambito residenziale

Ultima (almeno in ordine di tempo) ma non meno importante è l’integrazione della tecnologia radar nei sistemi antintrusione in ambito residenziale, che prevedono anche la protezione di aree esterne di dimensioni medio-grandi come giardini e parchi. I rilevatori radar per la protezione perimetrale residenziale (e non solo) utilizzano spesso la tecnologia FMCW (Frequency-Modulated Continuous Wave ossia a frequenza modulata), ovvero una variante della tradizionale tecnologia a onda continua (Continuos Wave).

In tutti i casi, i sensori radar garantiscono prestazioni di gran lunga superiori rispetto ad altre soluzioni come i rilevatori a doppia tecnologia (IR e microonde) e le barriere a infrarossi, sia in termini di rilevamento (con zone di allarme e pre-allarme distinte regolabili a piacimento in base alle dimensioni dell’area monitorata) sia in termini di identificazione del bersaglio (forma, dimensioni ecc.) per discriminare efficacemente i tentativi di intrusione umana da altre situazioni tipiche ambientali (animali, veicoli in movimento ecc.).

I sistemi di protezione perimetrale residenziale basati su radar sono quindi efficaci, sicuri e facili da installare, occupano poco spazio e si possono interfacciare a qualsiasi sistema antintrusione e di videosorveglianza, innalzando il livello di sicurezza anche in ambienti difficili dove l'impiego di altre tecnologie di rilevamento si rivela inadatto e/o inaffidabile.