ANALISI TRAIETTOGRAFICA 3D E VERIFICA DELLE OPERE DI PROGETTAZIONE IN LOCALITA PINO PER LA MESSA IN SICUREZZA DA CADUTA MASSI

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1 ANALISI TRAIETTOGRAFICA 3D E VERIFICA DELLE OPERE DI PROGETTAZIONE IN LOCALITA PINO PER LA MESSA IN SICUREZZA DA CADUTA MASSI RAPPORTO FINALE Marzo 2013

2 Sommario Introduzione... 2 Area di studio... 6 Descrizione del modello HY-STONE... 8 Preparazione dei dati di input Modelli di caduta massi Scenario Scenario Scenario Scenario Scenario La presente relazione è stata redatta da: Giovanni Crosta Elena Valbuzzi Paolo Frattini 1

3 Introduzione Nell ambito della Convenzione di Studio stipulata tra il Dipartimento di Scienze Geologiche e Geotecnologie dell Università degli Studi di Milano-Bicocca e il Comune di Varenna, sono state eseguite attività di modellazione dei fenomeni di caduta massi in corrispondenza del versante a monte della località Pino, in Comune di Varenna. La presente relazione analizza le condizioni del tratto di versante compreso tra le pareti rocciose presenti tra le quote 650 e 760 m s.l.m. sovrastanti la SS36 e l abitato di Pino, in Comune di Varenna. Tale settore di versante è stato interessato da un evento di crollo avvenuto in data 25 gennaio 2010 alle ore 9.00 circa (cfr. Fig ) che ha causato l interruzione della SS36 per 8 giorni e la chiusura della carreggiata in direzione nord Milano-Colico per 9 mesi. Il tratto di strada interessato dall evento è quello del chilometro 74. Questo evento di crollo è stato seguito da altri 3 eventi di minor entità avvenuti rispettivamente il 9 luglio, il 17 agosto e l 8 settembre La maggior parte del volume staccatosi durante l evento del gennaio 2010 si è arrestato tra le quote 450 e 350 m, sopra la sede stradale. Una parte minore, ma comunque rilevante, si è fermata sulla sede stradale stessa con particolare rifermento a quella di monte in direzione nord. Solo 2-3 blocchi hanno superato la sede stradale. Nessun blocco è sceso oltre la quota di circa 300 m s.l.m.. Scopo dello studio è la simulazione dei fenomeni di caduta massi con analisi delle traiettorie di caduta e valutazione delle energie e dell'esposizione delle strutture e infrastrutture. La modellazione dei fenomeni di caduta massi è stata effettuata utilizzando un modello matematico (Hy- STONE, Crosta et al., 2004) in grado di simulare le possibili traiettorie tridimensionali di blocchi rocciosi a partire da aree sorgenti preventivamente identificate. Allo scopo della realizzazione dello studio sono stati utilizzati diversi set di informazioni tra cui: - topografia LIDAR della batimetria del Lago di Como con DEM a 2 m * 2 m della Regione Lombardia per la parte bassa del versante fino a quota di circa 500 m s.l.m.; - mappa fotogrammetrica fornita dal Comune di Varenna; - schede dei blocchi rilevati sul terreno, con ubicazione, attribuzione dei volumi e forma, forniti dal Dott. Geol. Adamoli; - planimetria di progetto dei Lavori per la realizzazione di opere di difesa dai crolli in Località Pino, forniti dal Dott. Geol. Adamoli; La relazione presenta i risultati di 5 modelli di caduta massi: - scenario 0: senza alcuna rete ovvero modello dell area coinvolta dal crollo del gennaio 2010 tra l'abitato di Pino e il versante con simulazione senza l utilizzo di alcuna opera di difesa; - scenario 1: modello dell'area tra l'abitato di Pino e il versante con simulazione dell'efficienza delle barriere paramassi ad oggi installate dall ANAS a monte della strada e a sud dell area coinvolta dalla caduta massi; 2

4 - scenario 2: modello dell area tra l'abitato di Pino e il versante con simulazione dell'efficienza delle barriere paramassi ad oggi installate dall ANAS a monte della strada e a sud dell area coinvolta e con la barriera paramassi in progetto; - scenario 3: modello dell'area tra l'abitato di Pino e il versante con simulazione dell'efficienza della sola barriera paramassi in progetto; - scenario 4: modello dell'area tra l'abitato di Pino e il versante con simulazione dell'efficienza delle barriere paramassi ad oggi installate dall ANAS a monte della strada e a sud dell area coinvolta e con una barriera paramassi alternativa al progetto presentato. Ai fini della calibrazione, validazione e comprensione dei fenomeni in atto o possibili sono stati realizzati ulteriori modelli con diverse caratteristiche che non vengono allegati alla presente relazione tecnica di accompagnamento. Fig. 1 Nicchia di distacco dell evento di crollo del 25 gennaio 2010, con particolare della stessa. 3

5 In base a quanto concordato nel contratto tra il Comune di Varenna e l Università degli Studi di Milano Bicocca, i prodotti da fornire sono: - Preparazione dei dati e informatizzazione dei blocchi relativi all evento del gennaio 2010; - Modellazione dell evento del 25 gennaio 2010 e calibrazione del modello di caduta massi 3D Hy- Stone; - Simulazione di caduta massi con le opere realizzate da ANAS in emergenza; - Simulazione di caduta massi con le opere in progetto e verifica dell efficacia di tali opere; - Rapporto tecnico delle attività di modellazione. Fig. 2 foto dell evento del 25 gennaio 2010 ripreso dall elicottero. 4

6 Fig. 3 carreggiata in direzione nord Milano-Colico e relativi blocchi di crollo. Fig. 4 carreggiata in direzione sud Colico-Milano e relativi blocchi di crollo. 5

7 Area di studio La modellazione è stata realizzata per un tratto del versante est del Monte Fopp, con quote comprese tra 200 e 900 m s.l.m. L area di studio (cfr. Fig. 5) è caratterizzata da pendenze molto elevate, nella fascia altimetrica compresa tra 400 e 900 m s.l.m, e da una morfologia complessa che presenta diversi ordini di pareti sovrapposti. In particolare la placca rocciosa si è staccata dalle pareti rocciose presenti tra le quote m s.l.m. La porzione di versante che dai 400 m s.l.m. arriva al lago presenta pendenze più modeste. Dal punto di vista litologico, il versante è composto da rocce calcareo dolomitiche appartenenti alla Formazione del Calcare di Esino. Si tratta di rocce talora stratificate ma spesso massicce di colore grigio rosato. Il Calcare di Perledo-Varenna affiora solo nelle porzioni più esterne all area di studio nella parte media del versante. Sono rocce stratificate, di colore scuro. La parte medio-bassa del versante è formata da deposito di origine eluvio-colluviale, mentre quella a ridosso del lago fino a quota di circa 280 m s.l.m. è costituita da detrito parzialmente cementato. L assetto strutturale è caratterizzato da un elevato grado di fratturazione dovuto alla presenza di almeno 3 set di discontinuità e dai piani di strato. In genere le discontinuità sono chiuse, asciutte, leggermente alterate. Questo disturbo strutturale crea le condizioni per il distacco di blocchi dalla parete, con conseguente pericolo per la strada statale e gli edifici posti al piede del versante. 6

8 Fig. 5 Area sorgente e localizzazione dei blocchi rilevati in seguito all evento. Non tutti i blocchi mappati a valle della SS36 sono riferibili all evento del gennaio I blocchi si sono arrestati in prevalenza tra le quote 300 e 375 m s.l.m.. 7

9 Descrizione del modello HY-STONE La modellazione dei fenomeni di caduta massi è stata effettuata utilizzando un modello matematico fisicamente basato (Hy_Stone, Crosta et al., 2004; Frattini et al., 2008; Agliardi et al., 2009) in grado di simulare le possibili traiettorie di blocchi rocciosi a partire da aree sorgenti preventivamente identificate. Descrizione del modello Il codice di calcolo utilizzato permette di simulare il moto di blocchi rocciosi non interagenti in un sistema di riferimento tridimensionale, utilizzando un modello digitale del terreno (DTM) per descrivere la topografia del versante. Il programma permette di simulare moti di caduta libera (moto parabolico), impatto/rimbalzo e rotolamento. La perdita di energia ad impatti successivi è descritta tramite coefficienti di restituzione (normale e tangenziale, en ed et). La perdita di energia per rotolamento è invece descritta tramite un coefficiente di attrito dinamico al rotolamento (at). Il passaggio dal moto a rimbalzi al moto di rotolamento è determinato da una soglia di distanza limite di volo, tenuto conto che in genere il moto avviene per piccoli rimbalzi anche nella fase in genere considerata di rotolamento. Il codice Hy_Stone utilizza un algoritmo di tipo ibrido, in grado di simulare in modo cinematico il moto parabolico ed in modo dinamico i processi di rotolamento ed impatto. Il blocco è descritto da una forma geometrica solida (sfera, disco o cilindro) dotata di un certo volume ed una certa massa. Il modello è quindi in grado di simulare il moto di rotazione. Per incorporare nel modello l incertezza dei parametri e la loro variabilità spazio-temporale è possibile effettuare simulazioni di tipo stocastico, lanciando più blocchi da ogni area sorgente e variando alcuni parametri secondo una certa distribuzione di probabilità all interno di una certo range stocastico. Tali simulazioni consentono di: 1) introdurre la variabilità naturale dei parametri; 2) ottenere una maggiore e più affidabile copertura del territorio; 3) verificare la dispersione delle traiettorie e dei punti di arresto a partire da un unica sorgente; 4) ottenere distribuzioni rappresentative per le diverse variabili di maggior interesse per il modello (altezza, velocità, energia, etc.). 5) verificare il ruolo e l'efficienza di opere di difesa posizionate lungo il versante o le aree di interesse 6) simulare l'effetto della presenza della vegetazione 7) simulare gli effetti della frammentazione dei blocchi in elementi di dimensioni minori. 8) modellare l'impatto con modello costitutivo elasto-visco-plastico per simulare l'effetto della presenza di terreni o strati a elevato assorbimento. 8

10 Input del modello Ai fini dell'esecuzione delle simulazioni è necessario predisporre un set di dati di ingresso spazialmente distribuiti che permettano di descrivere la superficie topografica, di definire le aree sorgenti, le aree di arresto forzato ed i parametri di rugosità ed elasticità della superficie. Oltre a questi dati, è necessario introdurre un set di parametri del modello che permettano di definire le caratteristiche dei blocchi lanciati e le proprietà stocastiche delle grandezze introdotte, e parametri che regolano il comportamento matematico del modello. Infine, allo scopo di introdurre la presenza di opere di difesa è necessario introdurre le informazioni riguardo posizione, geometria e capacità di assorbimento di progetto. Output del modello I risultati della simulazione sono prodotti in parte in formato raster e in parte in formato vettoriale. Questi dati sono elaborati e visualizzati tramite l utilizzo di GIS e consentono quindi delle analisi statistiche e rappresentazioni spaziali anche di livello sofisticato. Gli output di tipo raster includono: 1) numero di massi transitati per ogni cella; 2) velocità traslazionale e rotazionale (minima, media e massima) dei massi transitati per ogni cella; 3) altezze (minima, media e massima) delle traiettorie transitate per ogni cella; 4) energia cinetica traslazionale e rotazionale (minima, media e massima) dei massi transitati per ogni cella. Gli output di tipo vettoriali sono: 1) i dati istantanei del moto 2) le traiettorie tridimensionali 3) i punti di partenza e di arresto delle traiettorie 4) i punti di impatto e tutte le variabili di interesse 9

11 Preparazione dei dati di input I dati di ingresso necessari alle simulazioni sono stati elaborati tramite l utilizzo di Arc GIS. Essi sono stati prodotti in formato raster o vettoriale. Ai fini della loro preparazione si è fatto uso di diverse carte tematiche già disponibili o preparate appositamente durante il progetto, nonchè delle ortofoto. Nel seguito si riassumono le informazioni utilizzate e le carte preparate a tale scopo. Modello Digitale del Terreno (DEM) Per la modellazione è stata utilizzata la topografia LIDAR della batimetria del Lago di Como. La dimensione della cella elementare è di 2 m * 2 m. Questo fino a quota di circa 500 m s.l.m.. Per la parte medio-alta del versante sono state utilizzate le isoipse della mappa fotogrammetrica fornita dal Comune di Varenna per costruire il DTM. Le due parti sono state successivamente mosaicate per avere un unico DTM. Carta delle zone sorgenti di crollo L area sorgente dell evento del gennaio 2010 è stata identificata e mappata per fare i modelli di calibrazione (cfr. Fig. 6). La mappatura delle possibili aree instabili dell area di studio è stata fatta utilizzando i valori di pendenza superiori o uguali a 50. Le aree sorgenti sono state successivamente ripulite manualmente per togliere elementi con pendenze superiori o uguali a 50 che non erano ascrivibili a pareti di crollo. Per ogni pixel sorgente sono stati lanciati nei modelli 20 blocchi. Fig. 6 Carta delle aree sorgenti di crollo 10

12 Carte dei coefficienti di restituzione normale, tangenziale e del coefficiente di attrito dinamico al rotolamento Queste mappe descrivono il grado di rugosità e di elasticità della superficie su cui rotolano o impattano i blocchi, in funzione dell uso del suolo, della vegetazione e della litologia superficiale. Le diverse tipologie di superficie sono state individuate incrociando la carta dei depositi superficiali e la carta dell uso del suolo, opportunamente riclassificate. La carta delle Formazioni geologiche e dei depositi superficiali è stata ricavata da studi precedenti della zona e da rilievi di terreno distinguendo tra le diverse Formazioni affioranti e sub affioranti, depositi glaciali, detrito cementato, detrito di falda sciolto e depositi eluvio-colluviali. La carta dell uso del suolo è stata ricavata da lavori precedenti della zona, da fotointerpretazione a partire dalle ortofoto del 2000, del 2003 e del 2007 e perfezionata da controlli di terreno. La vegetazione arborea è stata suddivisa in bosco denso, bosco rado, prato, coltivato, parco. Le strade, gli edifici e i manufatti sono stati suddivisi in modo molto particolareggiato sulla base di mappe fotogrammetriche fornite dove era possibile, mentre in altri casi sono stati raggruppati nella tipologia urbano. E stato distinto il nudo e il lago. Le due carte (cfr. Fig. 7 e 8) sono quindi state sovrapposte a dare una carta combinata di depositi ed uso del suolo. Ad ogni unique condition di questa mappa sono stati assegnati i valori dei coefficienti confrontando tali superfici con casi-tipo per i quali sono stati presentati valori in letteratura (Azzoni et al, 1995; Agliardi e Crosta, 2003). I valori così ottenuti sono stati successivamente modificati durante la fase di calibrazione del modello (cfr. Fig. 9). La calibrazione è stata realizzata sulla base dei dati e osservazioni disponibili tra cui quelli dell'evento del gennaio Per introdurre la componente stocastica si è scelto di variare con una distribuzione normale il coefficiente di restituzione normale, quello tangenziale ed il coefficiente di attrito al rotolamento. La distribuzione è definita utilizzando il valore calibrato come valore medio ed una deviazione standard pari al 30% del valore medio. Il volume medio dei blocchi utilizzato nei modelli è di 0.5 m 3 fino a un massimo di 3 m 3. 11

13 Fig. 7 Carte utilizzate per la definizione di aree omogenee a cui attribuire parametri di restituzione e di attrito: carta riclassificata delle Formazioni geologiche e dei depositi superficiali 12

14 Fig. 8 Carte utilizzate per la definizione di aree omogenee a cui attribuire parametri di restituzione e di attrito: carta riclassificata dell uso del suolo 13

15 Fig. 9 Carte dei coefficienti calibrati di restituzione (normale e tangenziale) e di attrito 14

16 Modelli di caduta massi Sono stati condotti diversi modelli di caduta massi per tenere in considerazione le diverse opere di difesa presenti e in progetto per l area di studio (Fig. 10). Nell immagine sottostante e in quelle successive che mostrano i risultati delle simulazioni, in rosso è mappata la barriera in progetto mentre le altre reti presenti, con diversi spessori in base alle diverse energie di assorbimento, sono le reti dell ANAS. Le aree e i volumi di distacco sono quelli descritti e ottenuti tramite le fasi precedentemente descritte. I risultati vengono riportati per ogni cella (2 m * 2 m) in termini di frequenza dei transiti, massima energia cinetica e massima altezza di transito. Questi dati consentono di verificare quindi cella per cella le condizioni di massimo impatto in termini di "probabilità di transito" e di valore più conservativo dal punto di vista energetico o di intercettazione. Fig. 10 Distribuzione ed energia delle reti L'analisi è consistita nel lancio di blocchi circa dalle aree sorgenti. Come già in precedenza detto si sono distinti diversi scenari: - scenario 0: senza alcuna rete ovvero modello dell area coinvolta dal crollo del gennaio 2010 tra l'abitato di Pino e il versante con simulazione senza l utilizzo di alcuna opera di difesa; 15

17 - scenario 1: modello dell'area tra l'abitato di Pino e il versante con simulazione dell'efficienza delle barriere paramassi ad oggi installate dall ANAS a monte della strada e a sud dell area coinvolta dalla caduta massi; - scenario 2: modello dell area tra l'abitato di Pino e il versante con simulazione dell'efficienza delle barriere paramassi ad oggi installate dall ANAS a monte della strada e a sud dell area coinvolta e con la barriera paramassi in progetto; - scenario 3: modello dell'area tra l'abitato di Pino e il versante con simulazione dell'efficienza della sola barriera paramassi in progetto; - scenario 4: modello dell'area tra l'abitato di Pino e il versante con simulazione dell'efficienza delle barriere paramassi ad oggi installate dall ANAS a monte della strada e a sud dell area coinvolta e con una barriera paramassi alternativa al progetto presentato. Scenario 0 Frequenza di transiti La frequenza di transiti (Fig. 11) evidenzia una situazione abbastanza complessa. Si osservano frequenze di transiti elevate nella zona a nord dell area di studio, a monte della barriera in progetto. Si nota comunque che la maggior parte dei blocchi si arresta proprio in corrispondenza della SS36. Nella zona a sud le traiettorie raggiungono il lago e impattano sugli edifici e sulle infrastrutture presenti. Oltre a ciò si evidenzia l'effetto dell' incanalamento delle traiettorie nelle zone a concavità pronunciata. 16

18 Fig. 11 scenario 0: frequenza di transiti di blocchi a partire dalle aree sorgenti Energia cinetica Nell area si osservano alti valori di energia cinetica (Fig. 12) che caratterizzano i settori medio alti del versante dell'area di studio. I valori superano infatti facilmente i kj. In particolare, le maggiori energie si osservano in corrispondenza nelle zone a nord dell area. 17

19 Fig. 12 scenario 0: massima energia cinetica delle traiettorie a partire dalle aree sorgenti Altezza delle traiettorie Per quanto riguarda le altezze di volo (Fig. 13) si osservano valori superiori ai 25 m in prossimità delle pareti, mentre nelle restanti porzioni raggiungibili dai blocchi si osservano traiettorie prevalentemente basse o radenti, indicando un cambio di comportamento da rimbalzo a rotolamento allontanandosi dalle pareti stesse. 18

20 Fig. 13 scenario 0: massima altezza delle traiettorie a partire dalle aree sorgenti. A destra è mostrato un ingrandimento della zona più critica Impatto sulle strutture e sugli edifici In questo modello le barriere paramassi non sono state considerate per verificarne gli effetti senza nessuna opera di difesa presente. Si osserva che senza opere di difesa la SS36 viene impattata con frequenza elevata e le traiettorie proseguono lungo il versante raggiungendo i primi edifici sparsi lungo il pendio. Nell area a sud invece le traiettorie sono molto più lunghe, arrivando fino al lago e interessando numerosi edifici e strade. 19

21 Scenario 1 Frequenza di transiti La frequenza di transiti (Fig. 14) mostra che le barriere esistenti fermano la maggior parte dei blocchi. Dove ci sono le barriere ANAS con energia di assorbimento di 3000 e 5000 kj le frequenze dei transiti sono piuttosto basse. Nella zona a sud le traiettorie raggiungono il lago e impattano sugli edifici e sulle infrastrutture presenti. Le barriere esistenti infatti, hanno energia di assorbimento di 500 e 875 kj, quindi piuttosto bassa. Fig. 14 scenario 1: frequenza di transiti di blocchi a partire dalle aree sorgenti Energia cinetica Nell area si osservano alti valori di energia cinetica (Fig. 15) che caratterizzano i settori medio alti del versante dell'area di studio. I valori superano infatti facilmente i kj. In generale è possibile osservare che le barriere assorbono quasi tutta l energia cinetica dei blocchi ad eccezione della zona a sud dove i blocchi conservano un energia tale da consentire un avanzamento verso valle. 20

22 Fig. 15 scenario 1: massima energia cinetica delle traiettorie a partire dalle aree sorgenti Altezza delle traiettorie Per quanto riguarda le altezze di volo (Fig. 16) si osservano valori superiori ai 25 m in corrispondenza delle pareti. Le barriere ANAS sono alte dai 5 ai 6 m, e non sono sufficienti a fermare altezze di traiettorie così elevate. Nella zona a sud le barriere ANAS sono alte 4 m e in genere i blocchi che le superano hanno traiettorie prevalentemente basse o radenti. 21

23 Fig. 16 scenario 1: massima altezza delle traiettorie a partire dalle aree sorgenti Impatto sulle strutture e sugli edifici In questo modello sono state considerate tutte le barriere ANAS esistenti per verificare i risultati. Si osserva in generale che con le opere di difesa la SS36 viene impattata con frequenza limitata, ma alcune traiettorie proseguono lungo il versante raggiungendo i primi edifici sparsi lungo il pendio. Nell area a sud, pur essendoci delle barriere ANAS a causa della loro bassa energia di assorbimento, le traiettorie sono più lunghe, arrivano fino al lago e potrebbero essere colpiti numerosi edifici e strade. 22

24 Scenario 2 Frequenza di transiti La frequenza di transiti (Fig. 17) evidenzia che la nuova barriera in progetto, alta 5 m e con energia di assorbimento di 3000 kj, arresta la totalità dei blocchi nella zona a nord dell area di studio impedendo l arrivo dei blocchi sull abitato della Località Pino. Nella zona a sud le traiettorie raggiungono il lago e impattano sugli edifici e sulle infrastrutture presenti. Fig. 17 scenario 2: frequenza di transiti di blocchi a partire dalle aree sorgenti Energia cinetica Nell area la combinazione tra la barriera in progetto e le barriere ANAS presenti consente un completo assorbimento delle energie cinetiche simulate. Nella zona a sud le barriere paramassi ANAS non sono sufficienti ad assorbire l energia cinetica dei blocchi. 23

25 Fig. 18 scenario 2: massima energia cinetica delle traiettorie a partire dalle aree sorgenti Altezza delle traiettorie Per quanto riguarda le altezze delle traiettorie (Fig. 19) si osservano valori superiori ai 25 m in corrispondenza delle pareti. Le altezze delle traiettorie che superano la sede stradale sono basse o radenti e vengono totalmente fermate dalla nuova opera in progetto. Nella zona a sud le traiettorie sono prevalentemente basse o radenti. 24

26 Fig. 19 scenario 2: massima altezza delle traiettorie a partire dalle aree sorgenti Impatto sulle strutture e sugli edifici In questo modello è stata introdotta la nuova barriera paramassi in progetto, insieme alle esistenti barriere paramassi ANAS presenti nell area di studio. Le barriere paramassi ANAS limitano la frequenza di transito lungo la SS36, mentre la nuova opera in progetto impedisce ai blocchi, con sufficiente energia cinetica, di proseguire lungo il versante e raggiungere l abitato. Nell area a sud invece le traiettorie sono molto più lunghe, arrivano fino al lago e potrebbero essere colpiti numerosi edifici e strade. 25

27 Scenario 3 Frequenza di transiti La frequenza di transiti (Fig. 20) evidenzia che la nuova opera in progetto, lunga circa 350 m, alta 5 m e con energia di assorbimento di 3000 kj, limita notevolmente le traiettorie che mostrano frequenze di transiti elevate nella zona a nord dell area di studio, dove si è verificato l evento. La maggior parte dei blocchi si arresta comunque in corrispondenza della SS36. Nella zona a sud le traiettorie raggiungono il lago e impattano sugli edifici e sulle infrastrutture presenti. Fig. 20 scenario 3: frequenza di transiti di blocchi a partire dalle aree sorgenti Energia cinetica Gli alti valori di energia cinetica (Fig. 21) che caratterizzano i settori medio alti del versante dell'area di studio, sono quasi completamente assorbiti dalla nuova opera in progetto, oltre che dalla strada SS36. Nella zona a sud, a causa dell assenza di barriere difensive, le energie cinetiche risultano elevate soprattutto nel settore medio-alto del versante. 26

28 Fig. 21 scenario 3: massima energia cinetica delle traiettorie a partire dalle aree sorgenti Altezza delle traiettorie Per quanto riguarda le altezze di volo (Fig. 22) le traiettorie molto alte si concentrano a ridosso delle pareti, mentre nelle restanti porzioni raggiungibili dai blocchi si osservano traiettorie prevalentemente basse o radenti. Nella zona a nord dove viene considerata la nuova opera in progetto le altezze delle traiettorie sono basse, solo un numero limitato di blocchi simulati hanno altezze che possono superare la barriera in progetto. Nella zona a sud le altezze delle traiettorie sono basse. 27

29 Fig. 22 scenario 3: massima altezza delle traiettorie a partire dalle aree sorgenti Impatto sulle strutture e sugli edifici In questo modello è stata considerata la sola presenza della nuova opera in progetto per verificarne l efficacia e l efficienza. Si osserva che in generale i blocchi vengono fermati dalla nuova opera in progetto, fatta eccezione per alcune traiettorie in grado di arrivare a colpire i primi edifici posti lungo il versante. Nell area a sud invece, non considerando nessuna opera di difesa, nella modellazione, le traiettorie sono molto più lunghe, arrivando fino al lago interessando numerosi edifici e strade. 28

30 Scenario 4 Lo scenario 4 consiste in un progetto alternativo all opera di difesa in progetto, costituito da una barriera paramassi posta sul pendio a monte della SS36, alta 6 m lunga circa 350 m e con un energia di assorbimento di 8000 kj. Frequenza di transiti La frequenza di transiti (Fig. 23) mostra che la maggior parte dei transiti viene fermata dall opera, ma alcune traiettorie proseguono lungo il pendio fino a arrivare ai primi edifici. Nella zona a sud le traiettorie raggiungono il lago e impattano sugli edifici e sulle infrastrutture presenti. Fig. 23 scenario 4: frequenza di transiti di blocchi a partire dalle aree sorgenti Energia cinetica I valori di energia cinetica (Fig. 24) sono in parte assorbiti dalla nuova opera, ma risulta essere la strada SS36 che assorbe la quasi totalità dell energia cinetica residua. Sotto la strada i blocchi che proseguono nella discesa lungo il versante hanno un energia cinetica molto bassa. Nella zona a sud le barriere paramassi esistenti non riescono ad assorbire l energia cinetica dei blocchi. 29

31 Fig. 24 scenario 4: massima energia cinetica delle traiettorie a partire dalle aree sorgenti Altezza delle traiettorie Per quanto riguarda le altezze di volo delle traiettorie (Fig. 25) si osserva come si abbiano dei valori superiori ai 25 m in corrispondenza della barriera paramassi, posta a monte della SS36, che di conseguenza non è sufficiente per trattenere i blocchi. Traiettorie molto alte si concentrano a ridosso delle pareti, mentre nelle restanti porzioni raggiungibili dai blocchi si osservano traiettorie prevalentemente basse o radenti. 30

32 Fig. 25 scenario 4: massima altezza delle traiettorie a partire dalle aree sorgenti Impatto sulle strutture e sugli edifici In questo modello è stata considerata un ipotesi alternativa al progetto originale, insieme alle esistenti barriere paramassi ANAS presenti nell area di studio. Si osserva che l opera, pur avendo un altezza e un energia di assorbimento maggiore rispetto al progetto originale non è sufficiente a fermare tutte le traiettorie dei blocchi. La strada SS36 viene impattata seppur in minima parte e alcune traiettorie riescono a proseguire lungo il versante raggiungendo i primi edifici sparsi lungo il pendio. Nell area a sud invece le traiettorie sono molto più lunghe, arrivano fino al lago e potrebbero essere colpiti numerosi edifici e strade. 31

33 Bibliografia Agliardi F., Cardinal M., Crosta G., Guzzetti F., Detti R., Reichenbach P. (2001) A computer program to evaluate rockfall hazard and risk at the regional scale examples from the Lombardy region. XXVI General Assembly - Session NH7.03, Nice, France, March 2001 Agliardi F., Crosta G. (2003). High resolution three-dimensional numerical modelling of rockfalls. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. vol. 40,4, june, pp Agliardi, F.; Crosta, G.B. (2005) Influence of mechanical and morphological parameters on the dynamic state of a rockfall EGU05-A-08711; NH3.01-1WE4P-0112; Agliardi F., Crosta G.B., Frattini P. (2009) Integrating rockfall risk assessment and countermeasure design by 3D modelling techniques. Natural Hazards and Earth System Sciences, 9: Agliardi, F., Crosta, G.B., (2009) Slope-scale dynamic states of rockfalls EGU , EGU General Assembly 2009 Ambrosi C., Crosta G.B., Frattini P. (2006) Rockfall hazard assessment using a high resolution digital elevation model and a 3D rockfall modelling computer program S. Salvatore Area (Ticino, Switzerland), 4th Swiss Geoscience Meeting, 25 Nov Crosta G.B., Agliardi, F. (2003) A methodology for physically based rockfall hazard assessment. Natural Hazards and Earth System Sciences. vol. 3, 5, Crosta, G.B.; Agliardi, F. (2003) 3d dispersion of rockfall trajectories: a parametric study EAE03-A-12265; NH5-1FR4P-1781 Crosta G.B., Agliardi, F. (2004) 3D dispersion of rockfall trajectories: constraints on engineering design and hazard assessment. In Landslides: Evaluation and Stabilization/Glissement de Terrain: Evaluation et Stabilisation, Edited by: W. Lacerda, M. Ehrlich, S.A.B. Fontoura, A.S.F. Sayao, 1, Crosta, G.B.; Agliardi, F.; Frattini, P. (2005) Modelling rockfall impact on structures EGU05-A-08555; NH3.01-1WE4P-0110 Crosta, G.B., Frattini, P., Imposimato, S. (2006) Modelling vegetation and fragmentation effects on rock falls. EGU06-A-07694; NH3.08-1WE5P-0647 Crosta G.B., Carrara, A., Agliardi, F., Campedel, P., Frattini, P. (2006). Valutazione della pericolosità da caduta massi tramite un approccio integrato statistico e deterministico. Giornale Di Geologia Applicata. vol. 4, pp ISSN: Giornale di Geologia Applicata ISSN Crosta, G.B.; Frattini, P.; Agliardi, F.; Andreolli, M.; Blikra, L.H. (2007) Modelling rockfall hazard in the Storfjorden area, western Norway EGU2007-A-06437, General Assembly, Vienna, Austria, April 2007 Crosta, G.B., Agliardi, F., Frattini P., Adamoli, C. (2008) Scenario-based assessment of rockfall risk and costefficiency of mitigation works. Geophysical Research Abstracts, Vol. 10, EGU2008-A-01664, 2008, SRef-ID: /gra/EGU2008-A-01664, EGU General Assembly

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