MASSA. Valutazione della pericolosità legata alla caduta massi e ai crolli di volume intermedio. (Medium And Small Size rock fall hazard Assessment)

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1 Valutazione della pericolosità legata alla caduta massi e ai crolli di volume intermedio MASSA (Medium And Small Size rock fall hazard Assessment) Qual è quella ruina che nel fianco di qua da Trento l Adice percosse o per tremoto o per sostegno manco che da cima del monte, onde si mosse, al piano è sì la roccia discoscesa, ch alcuna via darebbe a chi sù fosse Dante, Inferno, XII, 4-9 (a proposito della frana dei Lavini di Marco, presso Rovereto)

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3 Introduzione Nel corso dell ultimo ventennio il forte aumento del traffico stradale e ferroviario nell area alpina ha progressivamente messo in evidenza la forte vulnerabilità delle infrastrutture di trasporto ai rischi naturali. L aumento esponenziale di tali rischi è legato in effetti all aumento esponenziale del traffico più che ad un aumento degli eventi naturali stessi. I fenomeni franosi, che vanno dalla semplice caduta massi sino ai distacchi in massa di parecchi milioni di metri cubi, rimangono i fenomeni naturali più frequenti e meno prevedibili dell arco alpino. Le infrastrutture lineari (strade, ferrovie, condotte ecc.) e le popolazioni residenti in queste regioni sono particolarmente esposte. I versanti alpini, per la loro varietà geologica, le forti pendenze ed i molteplici fattori di degradazione che li indeboliscono (precipitazioni, cicli di gelo-disgelo, terremoti) necessitano misure di protezione, spesso onerose, e procedure di gestione del rischio attivate in permanenza. Dato quanto sopra è quindi indispensabile agire a livello della prevenzione, il che implica una ottima conoscenza della natura e del comportamento dei fenomeni franosi all origine della pericolosità 1. L instabilità degli ammassi rocciosi 2 nasce dalla progressiva e continua degradazione della roccia in profondità sotto l azione degli agenti naturali, è spesso difficilmente identificabile in superficie, e può in qualsiasi momento interrompere vie di comunicazione. L identificazione dei comparti rocciosi instabili necessita metodi specifici, alcuni dei quali sono stati sviluppati nell ambito di progetti Interreg II e III (Matterock e Provialp). I recenti crolli che hanno interrotto l accesso al tunnel del Gottardo (2006), del Monte Bianco (2007) e del Sempione (2008), causando l interruzione del traffico internazionale per parecchie settimane, hanno avuti gravi conseguenze sia dal punto di vista economico che ambientale (deviazione del traffico, concentrazione dello stesso in altri punti ecc.). Questi eventi hanno dimostrato che i criteri scientifici e amministrativi che determinano le decisioni di aperturachiusura degli assi viari bloccati da frane non sono gli stessi da una parte e dall altra delle frontiere. I metodi di valutazione della pericolosità dovrebbero essere resi più omogenei e speditivi, per una gestione più efficace nelle regioni frontaliere. Il progetto MASSA si articola in tre volet (si veda l organigramma 1): Il volet 1 si propone di comparare dei metodi rapidi ed operativi di identificazione e valutazione della pericolosità legata ai fenomeni di caduta massi utilizzati in Italia, Francia e Svizzera (ovvero i tre paesi coinvolti nel progetto) applicandoli a siti-pilota comuni. I metodi sviluppati da tre dei partner (BRGM, ARPA Piemonte e CREALP) saranno confrontati su assi viari transfrontalieri tra Italia e Francia e tra Italia e Svizzera. Nel corso del progetto si prevede di armonizzare le tecniche di valutazione della pericolosità da caduta massi e, sulla base dei risultati ottenuti, verrà proposta una metodologia operativa comune. Si tratta, in ultima analisi, di proporre un utilizzo generalizzato e transfrontaliero di un metodo che offra il miglior rapporto costi-benefici. I risultati ottenuti potranno essere utilizzati nell ambito del progetto strategico RISKNAT (Alcotra ) e confrontati con le procedure amministrative nazionali prevalenti in ciascuna regione in tema di apertura-chiusura di un asse di comunicazione dopo un fenomeno di caduta massi. Verranno altresì formulate proposte concrete per l adozione di procedure comuni a tutte le regioni transfrontaliere esposte a questo tipo di pericolosità. Il volet 2 riguarda i crolli in roccia di taglia media (tra 10 3 e 10 5 m 3 ), che pongono problemi acuti e continui ai decisori ed agli organismi che operano sul territorio. Sebbene meno frequenti dei fenomeni di caduta massi i crolli in roccia di taglia media si caratterizzano per un elevato 3

4 potere distruttivo, tale da rendere inefficaci le opere di protezione comunemente utilizzate. In caso di instabilità accertata, i comparti rocciosi instabili devono essere controllati tramite sistemi di monitoraggio. Le tecniche classiche utilizzate consistono in un controllo degli spostamenti tramite estensimetri, installati a cavallo delle principali fratture aperte, in stazioni GPS permanenti od in sistemi di misura a distanza. Il punto debole di tali installazioni è che queste rilevano solo gli spostamenti in superficie, senza fornire informazioni sul degrado subito in profondità dall ammasso roccioso. Molto spesso, inoltre, gli spostamenti in superficie aumentano in maniera significativa solo poco prima del collasso. D altra parte, le misure legate ad un tale monitoraggio degli ammassi rocciosi presentano spesso rilevanti derive legate ad effetti meteorologici di difficile spiegazione, sia sui sensori che sull ammasso roccioso stesso. Il primo obiettivo del volet 2 è sostanzialmente quello di sviluppare una nuova tecnica di monitoraggio basata su di una rete permanente di sensori multipli (sismici, di deformazione, di temperatura, di pressione idraulica). Tali sensori saranno collegati ad un unica centralina di acquisizione e permetteranno di seguire l evoluzione di più parametri indicativi del degrado dell ammasso roccioso in profondità. Tale nuova metodologia sarà collaudata su tre siti sperimentali ritenuti instabili sulla base di uno studio geotecnico preliminare e su misure strumentali classiche. Lo studio (fase di ricognizione) sarà volto essenzialmente a comprendere gli effetti meteorologici sul degrado dei comparti rocciosi instabili di volume intermedio. Il secondo obiettivo del volet 2 riguarda lo sviluppo e la validazione di tecniche numeriche di calcolo della propagazione dei crolli di taglia intermedia, per i quali non sono applicabili i metodi traiettografici utilizzati per le simulazioni di caduta massi. Tali modelli numerici che permetteranno di ricostruire la propagazione dei materiali su morfologie complesse, saranno confrontati e validati tramite simulazioni analogiche (rilascio di particelle in laboratorio) ed applicati a casi reali di studio. I volet 1 e 2 presentano forti legami dal punti di vista della gestione del rischio; i versanti rocciosi ritenuti maggiormente instabili tendono a generare sia frequenti cadute di blocchi che crolli, più rari, di volume intermedio dalle conseguenze più gravi. I metodi applicati nel volet 1 potranno quindi essere utilizzati come strumento per identificazione alla scala del territorio i settori che possono generare crolli di volume intermedio e per definire una strategia di monitoraggio di tali settori. Inoltre il volet 2 ha come obiettivo quello di valutare l evoluzione dell instabilità di comparti rocciosi instabili di volume intermedio; tale evoluzione può avvenire sia tramite il crollo in un unica soluzione del volume instabile, oppure tramite una successione di cadute di blocchi. Quindi una miglior comprensione dei meccanismi di instabilità dei comparti rocciosi di volume intermedio può quindi permettere di migliorare le strategie di gestione della pericolosità da caduta massi, oggetto del volet 1. Il legame tra i due volet è inoltre rafforzato dal fatto che la maggioranza dei siti sperimentali scelti per il volet 2 ricadono lungo gli assi viari considerati nel volet 1. Il volet 3 si propone la sintesi dei risultati dei due primi volet. Prevede attività relative alla redazione di documenti di sintesi, all archiviazione ed alla distribuzione dei dati acquisiti sui siti sperimentali nonché alla proposta di metodologie comuni di valutazione della pericolosità. Il volet include anche attività di valorizzazione e diffusione dei risultati del progetto, tramite la realizzazione di un portale web e l organizzazione di eventi per la diffusione. L obiettivo è quello di raggiungere un vasto pubblico di tecnici e funzionari coinvolti nella previsione e gestione dei rischi geologici. 1 Il termine utilizzato nella letteratura tecnica francese è aléa, in quella elvetica danger. 2 Il termine utilizzato nella letteratura francese è instabilité rocheuse, in quella elvetica è aléa allorquando questa è riconosciuta e caratterizzata. 4

5 Durata del progetto: 3 anni Il progetto MASSA è articolato su tre volet e sei attività, le cui caratteristiche giustificano una durata triennale. Infatti le azioni previste nell Attività 1 (confronto dei metodi) e nell Attività 2 (monitoraggio geofisico in-situ) richiedono un intenso lavoro sul terreno, la cui durata può essere pesantemente influenzata dalle condizioni climatiche. Le fasi di ricognizione e d installazione di strumenti previste nell Attività 2 riguarderanno siti in alta montagna, in condizioni di terreno accidentato ove l innevamento inizia mediamente ad ottobre. Dato quanto sopra i partner hanno di fatto a disposizione pochi mesi per effettuare i lavori di terreno. Inoltre (sempre in relazione all Attività 2) sarà necessario registrare dati geofisici (sismici o termo-idro-meccanici) per un minimo di sei mesi o un anno per ottenere informazioni sufficienti, tali da rendere significativi i risultati del monitoraggio. Infine, la fase di sintesi (Attività 4) potrà iniziare solo al termine delle attività 1 e 2. Legami con altri progetti Alcotra Nell ambito della programmazione Alcotra ( ) sono e saranno proposti altri progetti aventi come tema i rischi da fenomeni franosi. Al fine di sviluppare fecondi legami tra le attività dei diversi progetti, MASSA prevede, in seno al partenariato, la creazione di un apposito gruppo di lavoro destinato a promuovere le sinergie tra i vari progetti. Il ruolo di tale gruppo è fondamentale al fine di assicurare una buona armonizzazione tra i progetti, lo scambio e l integrazione dei risultati. Numerosi partner del progetto MASSA partecipano come partner anche al progetto strategico RISKNAT (misura b2: rischio idrogeologico): la Regione Valle d Aosta, L ARPA Piemonte, la Provincia di Torino ed il Cantone del Vallese. Fermo restando che i due progetti sono totalmente indipendenti, in fase di redazione del MASSA si è posta estrema cura affinché il progetto stesso: - non comporti obiettivi ed attività già previsti nel RISKNAT; - sia in armonia col RISKNAT sia dal punto di vista delle attività che dal punto di vista della diffusione dei risultati. Qualora entrambe i progetti fossero approvati si potrebbe realizzare un legame bilaterale. Da un lato il progetto RISKNAT potrebbe essere integrato con i risultati ed i servizi prodotti dal MASSA. Il progetto MASSA, dall altra parte, potrebbe usufruire della corposa struttura di diffusione delle informazioni prevista dal RISKNAT (misura a2: raccolta e strutturazione di dati ed informazioni). Tale sinergia permetterebbe alle amministrazioni transfrontaliere coinvolte di ottimizzare le proprie azioni. 5

6 V O L E T 1 V O L E T 2 6 Attività 1 Scelta degli assi viari transfrontalieri interessati da fenomeni franosi Confronto ed analisi critica di metodi di valutazione speditiva della pericolosità da caduta massi Attività 2 Scelta dei siti potenzialmente interessati da crolli di taglia intermedia Ricognizione geotecnica e geofisica Installazione delle strumentazioni per il monitoraggio geofisico Attività 3 Modellazione numerica (meccanica del continuo ed elementi discreti) Modellazione fisica / analogica Applicazione della modellazione ai casi reali dei siti in studio Armonizzazione dei metodi di valutazione della pericolosità ed omogeinizzazione dei criteri d intervento nelle zone transfrontaliere Metodologia di ricognizione e monitoraggio in differenti condizioni, criteri di previsione della rottura, quale base di un possibile sistema di allerta Metodo di modellazione della propagazione in funzione di vari parametri (topografia, natura del terreno, inclinazione, reologia) V O L E T 3 Attività 4 Sintesi operativa dei volet 1 e 2 Attività 5 Valorizzazione e diffusione dei risultati Attività 6 Gestione e coordinamento del progetto Utenti finali Il progetto strategico RISKNAT I decisori politici e gli enti di gestione del territorio Gli specialisti della prevenzione e gestione del rischio Gli studi professionali che agiscono su contratto degli enti locali L E G E N D A OUTPUT INPUT Organigramma 1: Struttura ed obiettivi del progetto.

7 VOLET 1 : Confronto di metodi speditivi per la valutazione della pericolosità da «caduta massi» 1 / Stato delle conoscenze ed obiettivi La caduta di blocchi rocciosi rappresenta una delle tipologie di fenomeno franoso più diffusa e problematica nell arco alpino. La grande diffusione delle pareti rocciose che possono costituire zone di distacco, l elevata velocità dei blocchi in caduta, la vastità delle possibili zone di invasione fanno si che tale tipologia di fenomeno rappresenti una reale e costante minaccia per molte vallate alpine ed in particolare, per gli assi viari. Le condizioni di rischio associate a tale tipo di fenomeno, inoltre, aumentano esponenzialmente con lo sviluppo delle reti viarie, con l aumento dei traffici e con l aumento dei volumi turistici. In tempi recenti sono stati sviluppati, dai comparti tecnici di vari organismi pubblici Francesi, Svizzeri ed Italiani, alcuni sistemi aventi come fine la valutazione speditiva della pericolosità da caduta massi lungo le reti viarie. Il fatto che tali metodi siano stati sviluppati su autonoma iniziativa dei vari settori tecnici (all insaputa gli uni degli altri, trattandosi di paesi diversi) dimostra come lo sviluppo di tali metodologie rappresenti la risposta ad una necessità di fondo comune e sentita lungo l intero arco alpino. Si segnalano in particolare tre metodi: 1) Il metodo sviluppato dal BRGM (F) ed applicato sulla valle della Roya; 2) Il metodo Matterock light, sviluppato dal CREALP (CH) ed applicato in Svizzera; 3) Il metodo sviluppato da Arpa Piemonte (I) nell ambito del progetto interreg IIIa Alcotra n. 165 Provialp, terminato nel dicembre 2007 ed il cui rapporto finale è in corso di stampa. Il metodo è stato applicato su cinque valli dell arco alpino occidentale. I tre metodi di cui sopra possono essere considerati come complementari in quanto: il metodo BRGM riguarda essenzialmente la possibilità di realizzare valutazioni speditive delle zone di invasione ed è focalizzato sugli aspetti della simulazione traiettografica con modelli di simulazione, previa valutazione speditiva delle possibilità di distacco in parete; il metodo CREALP riguarda essenzialmente la valutazione speditiva delle possibilità di distacco in falesia, con minime valutazioni di tipo traiettografico, ed è pensato essenzialmente come strumento di valutazione rapida della situazione da utilizzarsi, ad esempio, dopo fenomeni di crollo che abbiano minacciato od interroto una sede stradale; il metodo PROVIALP comprende e combina sia aspetti di valutazione di tipo geomeccanico in parete che aspetti di propagazione dei blocchi con modelli traiettografici. L insieme dei tre metodi copre quindi una completa gamma di possibilità applicative: Valutazione rapida delle condizioni di pericolosità in parete, spesso necessaria a seguito di crolli verificatisi; Valutazione speditiva su lunghi tratti di rete viaria per l identificazione di settori critici da sottoporre ad analisi di dettaglio o da considerare come prioritari per la realizzazione di opere di protezione; Valutazione speditiva su lunghi tratti delle condizioni di pericolosità da crollo al fine di pianificazione delle opere di protezione. 7

8 Sulla base di quanto sopra il volet 1 si pone, in un ottica di armonizzazione di strumenti e metodi esplicitamente richiesta a livello della Convenzione delle Alpi *, nonché in un ottica di valorizzazione di quanto già sviluppato a livello di precedenti progetti transfrontalieri, i seguenti obiettivi sostanziali: analisi e confronto critico tra i vari metodi; una proposta di armonizzazione dei metodi ed una proposta di contenuti minimi per studi consimili, che serva da guida operativa per gli enti gestori delle reti stradali; la diffusione e la valorizzazione dei risultati (si veda anche l Attività 5). * La Convenzione per la protezione delle Alpi è una convenzione quadro intesa a salvaguardare l'ecosistema naturale delle Alpi e a promuovere lo sviluppo sostenibile in quest'area, tutelando gli interessi economici e culturali delle popolazioni residenti dei Paesi aderenti; fu firmata da tutti i paesi alpini il 7 novembre del / Presentazione dei metodi Questo paragrafo descrive brevemente i tre metodi sopra citati. 2.1 / Il metodo di valutazione della pericolosità da caduta massi o da franamenti sviluppato dal BRGM Nel metodo BRGM la valutazione della pericolosità viene effettuata, a partire da una serie di dati rilevati (DTM, pendenza ed esposizione dei versanti, direzione di massima pendenza, settori di distacco ecc.), tramite due fasi successive: un primo approccio numerico ed un analisi qualitativa. L approccio numerico permette una prima valutazione della pericolosità derivante dalla propagazione dei blocchi in caduta tramite l applicativo BORA, sviluppato dal BRGM (Sedan et al., 2006). Nato come supporto alla cartografia di pericolosità da frana l applicativo permette di valutare, a valle delle zone di distacco, le zone di invasione più probabili. BORA si basa su alcune semplici regole: - Viene assunto a priori che una massa in caduta si muova lungo la linea di massima pendenza; - L acquisto o la perdita di energia cui la massa in movimento è soggetta sono funzione essenzialmente dell inclinazione del versante; - Viene posto un valore limite all energia della massa in caduta; - Esiste una certa probabilità che la massa in caduta devi dalla linea di massima pendenza; - La deviazione di cui sopra può assorbire una parte dell energia. I parametri di calcolo della pericolosità sono: - La propagazione di una massa rocciosa in frana è determinata tramite il calcolo di una pseudo-energia denominata E. Per semplificazione, si considera che E rappresenti l intensità del fenomeno; - La variazione di E dipende dal valore dell inclinazione del pendio ed al valore di sei parametri denominati P1, P2, E1, E2, E3 ed Edisp; - I parametri P1 e P2 sono le soglie di inclinazione (in gradi) alle quali corrisponde un aumento od una perdita di pseudo-energia, definita dai valori E1, E2 ed E3; - Edisp rappresenta la probabilità di dispersione laterale dell energia; - Sino a che il valore di E è positivo le masse continuano a propagarsi. La pseudo-energia E è comunque limitata ad una valore massimo Emax, per evitare energie e distanze di propagazione eccessive ed irreali. 8

9 Una sintesi cartografica delle condizioni di pericolosità viene quindi realizzata sulla base delle osservazioni di terreno, di analisi fotointerpretativa, delle risultanze degli studi precedenti e dell analisi traiettografica numerica di cui sopra. Tale sintesi viene poi integrata con i risultati di un ulteriore rilievo sul terreno. In territorio francese tale metodo è stato utilizzato per la «Cartographie de l aléa mouvements de terrain, échelle 1/ Secteurs de Breil-sur-Roya (Alpes Maritimes), la Brigue, Fontan, Saorge, Tende» (Terrier e Furic, 2003), realizzata nel quadro del «IVème Contrat de Plan Etat Région Risques Naturels et Nuisances». Il metodo è stato inoltre utilizzato per varie cartografie di pericolosità da caduta massi nonché per la valutazione delle opere di difesa paramassi lungo strade dipartimentali nei Pirenei orientali e nell Hérault. 2.2 / Metodo MATTEROCK LIGHT MATTEROCK LIGHT è un metodo speditivo di verifica delle falesie e di valutazione della pericolosità (aléa nella letteratura tecnica francese e danger in quella elvetica) in funzione dei fenomeni di caduta massi. Il metodo è stato sviluppato per la verifica delle gallerie dell arteria internazionale del Sempione ed è poi stato adattato ai tratti viari privi di protezione. Il metodo MATTEROCK LIGHT è basato sulla metodologia MATTEROCK (Crealp et al., 2006, Cete et al., 2006). L applicazione del metodo MATTEROCK LIGHT prevede tre fasi di studio: 1. Selezione dei tratti di rete viaria esposta alla caduta di blocchi, tramite l applicativo COLTOP-3D ; 2. Analisi delle falesie e valutazione della pericolosità da caduta massi; 3. Valutazione della situazione. Il metodo MATTEROCK LIGHT si distingue dalla metodologia MATTEROCK classica per: Una descrizione sistematica ma non esaustiva delle porzioni rocciose instabili (aléa nella definizione elvetica). Vengono considerate solo quelle porzioni che presentano maggiore pericolosità; Non vengono compilate schede di descrizione dettagliata delle porzioni instabili; Non vengono effettuate analisi balistiche dei singoli blocchi; La probabilità che un certo settore venga raggiunto da blocchi in caduta viene valutata sulla base di osservazione di terreno. I limiti delle classi di probabilità di arrivo elevata, media e debole sono fissati rispettivamente al 20% ed al 2% (nel MATTEROCK = 1%, 10-2 % et 10-4 %); L intensità è valutata sulla base degli effetti osservabili sul terreno e/o tramite una valutazione speditiva dell energia cinetica dei blocchi che considera la massa, l altezza di caduta ed un fattore di perdita di energia denominato fattore di caduta ; A ciascuna porzione rocciosa instabile viene attribuita una classe di pericolosità basata su di un diagramma magnitudo/probabilità di accadimento; Le opere di protezione presenti sono valutate qualitativamente e considerate nella valutazione della pericolosità complessiva e nella valutazione della situazione. L applicativo Coltop è stato sviluppato per identificare i comparti di falesia instabile mediante valutazione dell assetto strutturale dei sistemi di discontinuità rilevati a partire da un modello digitale del terreno (DTM) basato su rilievi LIDAR. Tale applicativo, attualmente in versione β, sarà perfezionato nell ambito del progetto, per essere messo a disposizione di tutti i partner. 9

10 2.3 / Il metodo sviluppato nell ambito del progetto Alcotra IIIa n. 165 Provialp Il progetto, iniziato nel giugno 2005 e terminato nel dicembre 2007, è stato sviluppato da due partner: ARPA Piemonte come partner Italiano ed il Cemagref di Grenoble come partner francese (Arpa-Cemagref, 2008). Il tema del progetto era la protezione delle reti viarie in area alpina dai fenomeni di caduta massi. A tal fine Arpa ha sviluppato (di concerto con il Politecnico di Torino) una proposta metodologica di valutazione speditiva della pericolosità (o meglio della suscettività, non essendo considerato il fattore tempo). Lo scopo del metodo è quello di permettere una valutazione rapida e poco costosa basata sui seguenti passi: 1. identificazione preliminare delle aree ove applicare l indagine; 2. rilievo geologico-strutturale speditivo lungo gli assi vallivi; 3. definizione di un metodo meccanico-probabilistico per determinare, sulla base del rilievo strutturale, la pericolosità connessa con le probabilità di rottura in parete ; 4. analisi balistica con programma di simulazione tridimensionale per valutare le zone di invasione; 5. combinazione delle probabilità di rottura in parete e di invasione per ottenere una valutazione complessiva di pericolosità, o meglio di suscettività ; 6. considerazioni circa la vulnerabilità. Il completo iter di cui sopra è poi stato applicato ad alcune aree-campione sul territorio piemontese. Il metodo meccanico-probabilistico è basato sull approccio dell equilibrio limite e della tecnica probabilistica di Monte Carlo. A partire dalle distribuzioni di frequenza dei dati strutturali viene valutata la probabilità di distacco per scivolamento planare, scivolamento di cunei e ribaltamento. Tale probabilità non tiene conto del fattore tempo. L analisi di propagazione con modello tridimensionale viene effettuata sulla base dei principi della cinematica del punto. Le traiettorie possono essere composte da tratti di rotolamento e rimbalzo. La probabilità di distacco e di propagazione vengono combinate attraverso un indice di suscettibilità che tiene conto di tali probabilità nonché dell energia e del numero dei blocchi che attraversano celle di 10 x 10 m. 3 / Attività 1 : Confronto incrociato dei metodi speditivi per la valutazione della pericolosità da caduta massi Partner : Provincia di Torino (I), Politecnico di Torino (I), ARPA-Piemonte (I), CREALP (CH), BRGM-PACA (F) Interessati ai risultati : CETE di Nizza (F), Regione Valle d Aosta (I) Le previste attività sono in linea di massima articolate come segue. Verifica, confronto, analisi critica e commento delle esigenze (pratiche, legislative ecc.) di base che hanno portato allo sviluppo dei differenti metodi; Analisi congiunta dei tre metodi; Scelta di alcuni tratti pilota, sui quali applicare i vari metodi per il confronto. L elenco che segue, la Figura 1 e le schede fornite nell allegato 1 riportano alcuni tra i tratti possibili, tutti selezionati sulla base della frequenza dei fenomeni di caduta massi. Entro i primi tre mesi dall inizio del progetto, sulla base di sopralluoghi congiunti tra i partner, verranno selezionati i tre o quattro siti sui quali verranno applicati i metodi: 10

11 1. asse stradale transfrontaliero del colle della Lombarda (I/F); 2. asse stradale transfrontaliero del colle del Moncenisio (I/F); 3. asse stradale transfrontaliero del colle delle Finestre (I/F); 4. asse stradale transfrontaliero del Sempione (I/CH); 5. asse stradale transfrontaliero delle Centovalli (I/CH); 6. asse stradale D6204 della Valla della Roya (F). CH 4 5 CH Figura 1 : Ubicazione dei siti proposti per il confronto tra i metodi speditivi di valutazione della pericolosità. Valutazione critica dei risultati; Valutazione di quali metodi di monitoraggio delle pareti rocciose (a supporto delle decisioni) possano essere rapidamente installati a seguito di crolli avvenuti. La verifica di metodi ad emissione acustica, tramite geofoni, rappresenta, da questo punto di vista, un forte legame con l Attività 2; Redazione di un documento, concepito come strumento operativo utilizzabile dai soggetti interessati (amministrazioni pubbliche, gestori delle reti stradali ecc.) che contenga: un confronto critico dei vari metodi; una valutazione di quali metodi meglio si prestino in differenti circostanze; i contenuti minimi delle analisi speditive di pericolosità da caduta massi lungo gli assi vallivi, sia per quanto riguarda le valutazioni da effettuarsi nell immediato postemergenza (a seguito, ad esempio di un crollo avvenuto) sia per quanto riguarda una valutazione della pericolosità lungo ampi tratti di aste vallive; una proposta di armonizzazione dei metodi proposti. Diffusione delle informazioni relative ai metodi ed ai risultati tramite un portale web dedicato al progetto (si veda l Attività 5) e all interno di servizi o portali già esistenti (siti istituzionali, siti di progetti europei e non ecc.). Sviluppo e diffusione di semplici applicativi GIS in ambiente open source (si veda l Attività 5), che possano essere di supporto alle attività di rilievo dei fenomeni di caduta massi da parte degli enti preposti (enti gestori della viabilità ecc.). 11

12 VOLET 2 : Individuazione, caratterizzazione e monitoraggio della pericolosità da crollo di volume intermedia ( m 3 ) 1 / Stato delle conoscenze e obiettivi 1.1 / Propagazione dei crolli di volume intermedio Per la valutazione della pericolosità legata ai crolli in roccia si distinguono, in generale, due diverse classi di volumi: - i piccoli volumi, per i quali si prevede che i blocchi abbiano traiettorie indipendenti le une dalle altre. In questo caso, lo studio della propagazione del materiale crollato si fa tramite un software con traiettografie monoblocco (caduta di un blocco isolato) su un base topografica bidimensionale (secondo una sezione predefinita) oppure tridimensionale (topografia reale). Le opere di messa in sicurezza di questi piccoli volumi variano dalle opere di protezione passiva (barriere, rilevati ) alle opere di stabilizzazione in parete (chiodature, pannelli, spritzbeton, etc.). - i crolli di grandi masse (rock avalanche), per i quali la distanza di propagazione raggiunge valori spropositati, con comportamento simile a quello di un fluido. Anche se numerosi studi sono stati dedicati a questi eventi eccezionali (Friedmann et al., 2006), le cause di questo comportamento anomalo sono l oggetto di discussione all interno della comunità scientifica. Molti metodi di simulazione sono stati sviluppati per modelizzare la propagazione di queste enormi masse, sia in 2D che in 3D, basandosi principalmente su equazioni di idrodinamica. Al momento, nessuna opera di messa in sicurezza è in grado di arrestare tali fenomeni, che possono solo essere monitorati, per prevedere il loro verificarsi. Il limite che segna il passaggio tra piccoli volumi e i crolli di grandi masse non è ben definito e risulta piuttosto controverso. Per Hsu (1975) e Legros (2002), le distanze anormali di propagazione si verificano per un volume superiore a 10 5 m 3 o 10 6 m 3. Per Hungr et al. (2001), il limite al di sotto del quale un blocco può essere considerato come isolato si attesta a 10 4 m 3. Resta, pertanto, una classe di crolli di volumi intermedi (tra 10 3 m 3 e 10 5 m 3 ) per i quali, attualmente, non esistono metodi affidabili per la valutazione della pericolosità. In generale, dal punto di vista geologico questi volumi corrispondono a placche, piloni e diedri con lunghezza e larghezza di parecchie decine di metri, sostenuti dalla presenza di ponti di roccia e/o dall attrito. Ora, il crollo di questi compartimenti rappresenta una minaccia permanente per i gestori del territorio e per gli organismi operativi. Tali fenomeni che risultano meno frequenti dei crolli di singoli blocchi, devono tuttavia essere localizzati e la loro probabilità di accadimento deve essere valutata, dato il loro forte impatto potenziale. Anche la propagazione di questi fenomeni resta un problema che non può essere risolto dai metodi di simulazione traiettografica di cui si dispone attualmente. 1.2 / Ricognizione e monitoraggio dei crolli di taglia intermedia Delle tecniche di recente sviluppo aprono nuove prospettive per lo sviluppo di una metodologia operativa di individuazione e monitoraggio dei crolli di taglia intermedia. Trattasi di tecniche basate sulla valutazione del rumore sismico (Larose et al., 2006) e dell energia sismica liberata nel crollo (Amitrano et al., 2005), nonché sulla risposta di un ammasso roccioso alle sollecitazioni causate da agenti atmosferici (Guglielmi et al., 2008) utilizzando sensori a fibre ottiche a reticolo di Bragg. Per 12

13 quanto riguarda la propagazione, il metodo agli elementi distinti (Cleary & Prakash, 2004) permette di modellare i fenomeni franosi granulari con un numero di particelle di un ordine di grandezza simile a quelli che caratterizzano un fenomeno gravitativo di volume intermedio. Allo stesso modo, anche i metodi basati sulla modellazione di fenomeni viscosi con il contributo dell attrito (idrodinamica) hanno avuto notevoli sviluppi innovativi. (Mangeney et al., 2007) Figura 2 : Ubicazione dei siti del volet 2 (Attività 2 e Attività 3). Ciascun sito è descritto in una scheda riportata nell allegato 2. Per l Attività 2: 1. Saorge, 2. Valabres, 3. La Praz, 4. Chamousset, 5. Madonna del Sasso, 6. Cervino, 7. La Suche, 8. Deibfels. Per l Attività 3 : 4. Chamousset, 9. Saint Paul de Varce, 10. Bourg d'oisans, 11. Baio Dora, 12. Rocciamelone e in più i tre siti strumentati nell Attività 2 (da definire in corso di progetto). 1.3 / Obiettivi del volet 2 L obiettivo di questo volet, strutturato in due attività, è di sviluppare e applicare l insieme di queste nuove metodologie per caratterizzare e sorvegliare le instabilità rocciose di volume intermedio (Activité 2), e allo stesso tempo per prevederne la distanza di propagazione (Activité 3). 13

14 Per quanto riguarda l Attività 2, allo scopo di sviluppare metodologie comuni calibrate in diversi contesti alpini, 8 siti sono stati preselezionati (si veda la Figura 2 e le schede descrittive nell allegato 2): 4 siti in Francia (Valabres, Saorge, La Praz et Chamousset), 2 siti in Italia (Madonna de Sasso e Cervino) e 2 siti in Svizzera (Deibfels e la Suche). Questi siti sono definiti dalle caratteristiche litologiche dell ammasso roccioso (gneiss, calcari, arenarie, calcescisti) e dalla topografia e includono la maggioranza delle diverse tipologie di sito presenti nelle Alpi. Tali siti saranno oggetto di specifico sopralluogo preliminare da parte dei partner dell Attività 2, che decideranno di comune accordo quali siti faranno l oggetto di uno studio geotecnico e strumentale complementare (ricognizione). In seguito a questa fase di ricognizione geofisica, i 3 siti ritenuti particolarmente instabili saranno selezionati per l applicazione delle tecniche di monitoraggio (sorveglianza). Per quanto riguarda l Attività 3, le metodologie di previsione della propagazione saranno testate con esperimenti analogici (simulazioni di caduta di particelle in laboratorio). In seguito, tali esperienze saranno applicate su siti reali che hanno già generato crolli (back-analysis): Chamousset, Saint Paul de Varce et Bourg d Oisans in Francia e Baio Dora e Rocciamelone in Italia (si veda la Figura 2 e le schede descrittive nell allegato 2). Infine, tali metodologie si applicheranno ai 3 siti selezionati per la fase di monitoraggio (sorveglianza). 2 / Attività 2 : Sorveglianza geofisica di siti instabili Partener : UJF-LGIT (F), CNRS-Géosciences Azur (F), Politecnico di Torino (I), Provincia di Torino (I), CREALP (CH), ARPA-Piemonte (I), Regione Valle d Aosta (I), CETE di Nizza (F) La sorveglianza geofisica di siti ritenuti instabili sarà portata avanti congiuntamente dai diversi partner, collegando i diversi sensori (sismici, di temperatura, di pressione dell acqua, di deformazione, di dati meteo) sul medesimo sistema di acquisizione (Figura 3). L installazione degli strumenti, la parametrizzazione dell apparecchiatura, l acquisizione dei dati, la standardizzazione e la raccolta dei medesimi saranno affidati al personale specializzato assunto nell ambito del progetto. Si prevede di strumentare i siti in maniera continua e di spostare il sistema di acquisizione da un sito all altro. Le misure saranno effettuate su più giorni per la fase di ricognizione e per 6 mesi fino a 1 anno per la fase di sorveglianza. L insieme delle misure sismiche, termiche e idromeccaniche realizzate saranno analizzate congiuntamente per mettere in risalto un evoluzione del grado di stabilità dell ammasso roccioso in funzione del tempo e per sviluppare una metodologia di sorveglianza compatibile con volumi di roccia di taglia intermedia. 14

15 Stazione di acquisizione (installata in zona stabile) Sismometri Volume instabile Una fibra ottica con diversi sensori di Bragg associati: sensori di deformazione, di temperatura, di pressione Figura 3 : Schema generale d installazione dei dispositivi di sorveglianza geofisica per i volumi intermedi potenzialmente instabili con 4 sismometri, e dei sensori di deformazione, pressione e temperatura distribuiti lungo la fibra ottica (punti 1-10). 2.1 / Sorveglianza sismica Problematica L individuazione di un ammasso roccioso potenzialmente instabile è un problema complesso che deve prendere in considerazione dati geologici, morfologici e geofisici. Recentemente, uno studio finanziato dal Ministère Français du Développement Durable (progetto Camus) ha dimostrato come la combinazione di tecniche laser scanner e del radar applicate a pareti rocciose (Deparis et al., 2008), permette di ottenere una geometria 3D dell ammasso e di individuare le fratture aperte. L applicazione del metodo radar è tuttavia limitato alle rocce elettricamente resistive (calcari, graniti) e ai siti che permettono l accesso in parete. Del resto, i costi di questa sorveglianza sono relativamente elevati e non permettono un applicazione su tutti gli ammassi rocciosi. Al contrario, la sorveglianza sismica multi-sensori è una tecnica relativamente poco onerosa, facile da installare e che è stata inizialmente introdotta per localizzare i segnali sismici legati al dissesto dei versanti instabili (Amitrano et al., 2005; Amitrano et al., 2007). La medesima permette di seguire l evoluzione dell ammasso roccioso prima che si arrivi alla rottura vera e propria. La registrazione del rumore di fondo sismico e i metodi di trattamento dei dati recentemente sviluppati permettono attualmente di determinare le frequenze di risonanza e altri parametri caratteristici dell ammasso che si sta staccando dal massiccio stabile e di seguirne l evoluzione, in funzione del 15

16 tempo fino al collasso. La metodologia proposta in questo progetto è basata sull acquisizione del rumore di fondo sia per la fase di ricognizione che per la fase di monitoraggio vero e proprio (sorveglianza). Fase di ricognizione Un ammasso roccioso che si sta staccando da un massiccio è caratterizzato da una risposta sismica (proprietà del segnale simico misurato su tale ammasso) causata da un rumore naturale o da una sorgente particolare (sisma) che si differenzia dal segnale registrato sul massiccio stabile. Nel caso di una placca vincolata al massiccio in più punti mediante ponti di roccia, la risposta sismica della placca deve essere controllata nelle sue frequenze di risonanza. In seguito alla rottura progressiva dei ponti di roccia nel tempo, queste frequenze di risonanza cambiano e cambia anche l ampiezza delle vibrazioni dell ammasso. L installazione di una rete di sensori sismici (sismometri di frequenza propria adeguata) su un sito ritenuto potenzialmente instabile a partire da rilievi geologici e morfologici permetterà di evidenziare la presenza di settori che si stanno separando dal massiccio. La tecnica consiste nel misurare il rumore sismico naturale durante un periodo sufficientemente lungo (superiore ad 1 ora) in diversi punti e nel confrontare e trattare i segnali con quelli misurati in un settore di riferimento considerato stabile. I punti che si stanno separando dall ammasso stabile presentano ampiezza spettrale elevata a frequenze ben definite. Sulla base della topografia della falesia (ottenuta da laser scanner) e dei rilievi geologici (fratture aperte che separano l ammasso roccioso), si può realizzare una modellizzazione numerica per valutare le modalità di vibrazione (e quindi le frequenze di risonanza) e il grado di scollamento dell ammasso rispetto al massiccio stabile. Se lo scollamento è forte, la modellizzazione non presenterà una risposta sismica significativamente differente. In caso contrario, compariranno frequenze di risonanza proprie, i cui valori dipendono dalla massa del compartimento roccioso e dal suo gardo di scollamento (Figura 4) m m 5 Figure 4 : Modellizzazione numerica della risposta sismica di una placca. Evoluzione spettrale di Fourier (sinistra) di segnali sismici (micro rotture) registrate su una placca (blocco da 80 x 40 m) che si stacca progressivamente dall ammasso roccioso (destra). Le linee da 1 a 5 rappresentano la lunghezza della frattura aperta.a bassa ferquenza si osserva l insorgere di una frequenza di risonanzasempre più marcata. 16

17 Nell ambito di questo progetto, l obiettivo è di sviluppare una nuova metodologia di sorveglianza partendo da una rete di sensori sismici, che sarà validata da modellazione numerica 3D e testata sui tre siti selezionati per la strumentazione. Fase di monitoraggio (sorveglianza) Una volta identificato un compartimento roccioso potenzialmente instabile e pericoloso (minaccia per persone o cose), si installa un sistema di sorveglianza per seguirne l evoluzione in funzione del tempo. I metodi classici di monitoraggio dei siti franosi si basano sulla quantificazione degli spostamenti e consistono nell installare estensimetri in fratture aperte, stazioni GPS permanenti o sistemi basati sulla misura degli spostamenti a distanza (stazioni totali a raggi laser o infrarossi). Un altra tecnica utilizzata per proteggersi dai movimenti gravitativi è la telesorveglianza. Un confronto tra i vari sistemi di monitoraggio presenti in Francia, Italia e Svizzera è stato realizzato nel quadro del progetto Riskydrogéo (Interreg III A - Attività 3). Il punto debole di queste metodologie è da imputare al fatto che le misure e le osservazioni danno come risultato solo gli spostamenti superficiali, senza fornire informazioni sulla degradazione dell ammasso roccioso in profondità. Inoltre esse non permettono di ottenere frequenze proprie del compartimento roccioso che caratterizzano la geometria e il piano di scollamento. Per quanto riguarda il monitoraggio, la prima attività consisterà nel realizzare una sintesi delle buone pratiche di monitoraggio utilizzate nei tre paesi che riguardano i movimenti franosi di volumi intermedi. In seguito, sarà sviluppata una metodologia comune, semplice e operativa dei compartimenti ritenuti instabili. Tale metodologia sarà basata su tecniche classiche, considerate le più affidabili e sulla registrazione di segnali sismici in continuo ottenuti da più sensori (2 sismometri 3-componenti e 2 sismometri verticali per sito) installati all interno ed all esterno del compartimento roccioso. Una prima analisi, molto semplice e che richiede un trattamento minimo dei dati, consiste nel seguire il numero di segnali sismici registrati (superamento di una soglia di ampiezza) e la loro ampiezza (energia sismica liberata dalla rottura lungo le fratture). Questo permette d identificare un aumento dell attività del processo di rottura, che può essere un segnale precursore del collasso dell ammaso roccioso. Se il monitoraggio è eseguito in tempo reale, sarà possibile l identificazione di un comportamento tipo (collegamento a leggi di accelerazione conosciute). Questa analisi, associata alla localizzazione delle sorgenti sismiche, permetterà di identificare le zone di rottura attiva. In un secondo tipo di analisi, il trattamento dei segnali registrati permetterà di monitorare, in continuo, l evoluzione delle frequenze di risonanza di un ammasso roccioso, così come di altri parametri sismici quali la velocità di propagazione delle onde superficiali a diverse frequenze e il rapporto tra le componenti orizzontali e verticali. Per questi due tipi di analisi, cercheremo di valutare l impatto delle sollecitazioni esterne al massiccio, quali la pluviometria o i sismi lontani e in quale misura queste contribuiscono alla destabilizzazione dell ammasso roccioso. Le tecniche di monitoraggio saranno applicate ai tre siti selezionati, che presentano la più alta probabilità di crollo nell ambito della durata del progetto. Sarà realizzato uno studio per valutare i parametri sismici più adeguati per monitorare la degradazione del compartimento roccioso. 17

18 Metodologie e validazione numerica Nelle differenti fasi del progetto, l interpretazione dei dati sismici sarà messa a confronto con i risultati della modellizzazione 2D o 3D della risposta sismica eseguita sui compartimenti rocciosi analizzati. La simulazione numerica sarà utilizzata per capire l evoluzione della risposta sismica del compartimento con la rottura progressiva dei ponti in roccia e lo scollamento del compartimento dal massiccio stabile. A conclusione del progetto, in funzione dei risultati raggiunti, sarà proposta una metodologia comune di ricognizione e sorveglianza dei compartimenti rocciosi di taglia intermedia, combinando tecniche operative con un dispositivo di sorveglianza sismica. Qualora vengano osservate delle rotture all interno dell ammasso roccioso, potranno essere proposti dei criteri di previsione del crollo con le relative soglie di allerta. 2.2 / Sorveglianza degli effetti termo-idro-meccanici legati agli agenti meteorologici Problematica La degradazione delle rocce per mezzo degli agenti meteorologici è un fenomeno particolarmente attivo in aree caratterizzate da un clima contrastato come quello presente nei settori di montagna considerati nell ambito di questo progetto. L attività dell irraggiamento solare (riscaldamento della superficie topografica), del ciclo gelo-disgelo e delle precipitazioni meteorologiche genera all interno dei massicci rocciosi delle forze capaci di rompere i ponti in roccia che sono presenti all interno delle fratture e quindi in grado di destabilizzare il versante in maniera più o meno profonda. Se gli effetti di questi fenomeni sono abbastanza noti sulla superficie degli affioramenti rocciosi o dei monumenti, il loro impatto sulla deformazione e la stabilità dei volumi rocciosi fratturati di taglia tra 10 3 e 10 5 m 3 situati in falesia non è ancora stato chiarito. I processi di fratturazione si basano su complesse interazioni tra variazioni di temperatura, di pressione idraulica e di deformazione all interno dell ammasso roccioso. Nei primi metri di spessore dell ammasso roccioso, le fratture e i pori non sono saturi ma risultano regolarmente attraversati da flussi d acqua e d aria più o meno rapidi e profondi, a seconda delle proprietà idrauliche della roccia. Questi flussi generano d acqua generano delle variazioni termiche nella roccia, un aumento delle pressioni idrauliche o la formazione di ghiaccio nei pori della roccia e nelle fratture, che possono indurre delle deformazioni irreversibili. Questi fenomeni termo-idro-meccanici non sono ben conosciuti nella zona insatura, alla scala delle fratture metriche o decametriche che caratterizzano i volumi intermedi dei versanti delle vallate alpine. Da alcuni anni, il laboratorio Géosciences Azur sviluppa dei protocolli basati sulla realizzazione di misure sincrone di parametri quali la pressione idraulica, la deformazione e la temperatura per studiare i processi di fratturazione termo-idro-meccanica alla scala metrica e decametrica in un mezzo fratturato. In questo contesto sono stati sviluppati nuovi tipi di sensori, basati sull applicazione delle fibre ottiche a reticolo di Bragg per studiare il comportamento in situ degli ammassi rocciosi. Queste ricerche hanno dimostrato che è possibile caratterizzare un mezzo fratturato a partire da misure in-situ combinate (proprietà idrauliche e meccaniche, resistenza delle rocce) e che la risposta elastica di un mezzo roccioso alle infiltrazioni di acqua dipende dai forti contrasti tra le proprietà idrauliche e meccaniche (per maggiori informazioni consultare il sito 18

19 In questo progetto, l utilizzo di queste tecniche combinate con le misure sismiche ha l obiettivo di: - sviluppare sistemi innovativi di sorveglianza degli effetti dei fenomeni meteorologici sulla stabilità dei versanti, basati sull utilizzo di fibre ottiche; - caratterizzare questi effetti alla scala dei volumi rocciosi di taglia intermedia e valutare il loro impatto sulla stabilità di questi volumi; - proporre una metodologia per l integrazione di tali effetti in un approccio strategico. Sviluppo di un sistema di monitoraggio (sensori di Bragg) L obiettivo è di sviluppare un sistema di sorveglianza basato sull utilizzo della fibra ottica lungo la quale è distribuito un certo numero di sensori di Bragg. Un reticolo di Bragg è un alterazione periodica dell indice di rifrazione della fibra (Figure 5A). Figure 5 : A Schema di una fibra ottica con un reticolo di Bragg ; B Protocollo di messa in opera di una fibra ottica con 5 sensori di Bragg su di un sito roccioso. Quando è attraversato da un onda luminosa, il reticolo riflette un onda la cui lunghezza d onda è funzione del periodo e dell indice di rifrazione del reticolo stesso. Quindi, una piccola deformazione della fibra modifica il periodo del reticolo (per stiramento o contrazione) che si traduce in una variazione dell onda riflessa. La fibra serve pertanto da sensore di temperatura, di pressione e di deformazione, nonché per collegare i vari sensori tra loro. La sensibilità delle misure è dell ordine di 10-7 in deformazion, 0.1 C e 10 kpa. Una sola fibra può ospitare fino a 100 sensori di Bragg (esempio in Figura 5B), il che permette di installare un numero tale di sensori da ottimizzare il monitoraggio di un volume roccioso. Un tale dispositivo presenta numerosi vantaggi e grandi valenze operative: - i sensori sulla medesima fibra subiscono la stessa deriva; - il sistema è flessibile e il posizionamento dei sensori di Bragg sulla fibra è realizzato in funzione delle condizioni locali del sito; - l installazione è semplice perché la fibra, inserita in una sonda di piccolo diametro (0.15 cm) richiede un piccolo foro poco invasivo, che può essere realizzato anche con un trapano manuale; 19

20 - il sistema di acquisizione può essere dislocato a parecchi Km dai sensori al di fuori della zona instabile. Il segnale dei sensori è di tipo ottico e pertanto poco sensibile agli effetti ambientali del sito (termico, magnetico ); - la frequenza di acquisizione elevata (da 100 a 1000 Hz) permette un campionamento dei segnali su larga banda di frequenza da quasi-statica a sismica. Nel quadro di questo progetto, l obiettivo è di testare diverse configurazioni del reticolo di Bragg per monitorare in maniera ottimale volumi di roccia di taglia intermedia. Gli obiettivi saranno di migliorare la sorveglianza di un volume instabile situato in un contesto montano e soggetto a condizioni meteorologiche contrastanti. Dal punto di vista dei protocolli di misura, si tratterà di inserire sulla medesima fibra i sensori di temperatura, di deformazione (estensimetri) e di pressione e/o di portata dell acqua. Inoltre, essendo i volumi di taglia intermedia dei mezzi fratturati eterogenei superficiali, si tratterà di strumentare sia le fratture che la roccia compatta dalla superficie fino alla profondità del piano di scollamento tra zona stabile e zona instabile. Fase di ricognizione e di monitoraggio (sorveglianza) Durante la fase di ricognizione dei siti sperimentali che sarà effettuata da tutti i partner coinvolti nell Attività 2, saranno individuati i volumi rocciosi su cui impiantare i sensori di Bragg, al fine di procedere con il monitoraggio (sorveglianza). Il dispositivo sarà adattato alle condizioni geologiche, idrogeologiche e meteorologiche locali (lunghezza della fibra, lunghezza dei sensori, orientazione, tipi di sensori, numero dei sensori ). Saranno effettuati dei test per valutare il rapporto tra l affidabilità e la resistenza del dispositivo nelle condizioni climatiche estreme degli ambienti montani e le sue caratteristiche intrinseche (alte frequenze d acquisizione, precisione dell ordine di 10-6 sulle misure di deformazione, etc.). In particolare, saranno testate diverse configurazioni di sensori applicati in parete rocciosa. Saranno confrontati i segnali forniti dai sensori classici eventualmente esistenti sui siti (pressione, temperatura, deformazione) e quelli forniti dai sensori di Bragg, per capire i diversi tipi di risposta del volume roccioso agli effetti meteorologici. Metodologia e validazione numerica Le misure contemporanee di temperatura, deformazione e pressione saranno analizzate comparandole con i risultati di una modellizzazione numerica complessa del mezzo (metodo degli elementi finiti, adattamento del codice FLAC), tenendo in considerazione gli effetti termo-poroelastici (basandosi sulla teoria di Biot-Gassmann). L approccio numerico consisterà nel riprodurre la geometria 3D del versante integrando il rilievo Lidar della superficie topografica e i dati del rilievo geologico strutturale. Gli effetti termo-idromeccanici saranno studiati con un codice FLAC3D. Saranno sviluppati dei nuovi adattamenti del codice per riprodurre eventi meteorologici riscontrati nelle valli studiate. La reologia del mezzo sarà simulata tramite differenti leggi del comportamento, e si studierà la sensibilità della risposta del mezzo alle variazioni meteorologiche. Il confronto tra le misure (temperatura, pressione idraulica, deformazione) e i risultati numerici permetterà di caratterizzare il comportamento idro-meccanico del volume roccioso instabile. 20