Il monitoraggio dei fenomeni franosi: un pilastro fondamentale nell'analisi e gestione strategica del dissesto geo-idrologico

Introduzione
L'Italia, con la sua complessa orografia, la sua storia geologica e l'intensa antropizzazione, è un paese intrinsecamente esposto al rischio idrogeologico. Frane, alluvioni, erosione costiera e subsidenza rappresentano sfide costanti per la sicurezza del territorio, delle infrastrutture e delle comunità. Affrontare efficacemente il dissesto geo-idrologico richiede un approccio multidisciplinare e, soprattutto, una comprensione profonda della dinamica dei processi che lo governano.

Tra i vari fenomeni, le frane spiccano per la loro potenziale distruttività e per la complessità dei meccanismi che ne determinano l'innesco e l'evoluzione. Per i professionisti che operano nella difesa del suolo – geologi, ingegneri geotecnici, ingegneri civili, geometri – l'analisi di un fenomeno franoso non può limitarsi a una valutazione statica delle condizioni al contorno. È indispensabile cogliere l'evoluzione temporale del movimento, correlarla con i fattori scatenanti e comprendere i meccanismi attivi. È qui che il monitoraggio dei fenomeni franosi assume un ruolo non accessorio, ma fondamentale e insostituibile. Non una semplice tecnica di misura, ma uno strumento strategico e indispensabile per l'analisi, la previsione, la mitigazione e la gestione complessiva del rischio.

Il dissesto geo-idrologico: una sfida che richiede dati dinamici per la gestione del rischio
I fenomeni di dissesto, e in particolare le frane, sono processi evolutivi. La loro attivazione, la velocità di propagazione e l'entità della deformazione dipendono da una complessa interazione di fattori predisponenti (geologia, geomorfologia, assetto strutturale) e fattori scatenanti (piogge intense, variazioni del livello di falda, terremoti, interventi antropici).

Le indagini geognostiche tradizionali (sondaggi, prove in situ) e i rilievi topografici eseguiti in un dato momento forniscono una "fotografia" della situazione, essenziale per la caratterizzazione iniziale del sito e per la definizione dei modelli geomeccanici. Tuttavia, questa visione statica non è sufficiente a cogliere la dinamica del fenomeno e i suoi fattori scatenanti nel tempo. Per comprendere come e perché un versante si muove, per identificare le aree a maggiore attività, per correlare le deformazioni con i fattori di controllo e per prevedere possibili accelerazioni o collassi, è indispensabile acquisire dati nel tempo.

Il monitoraggio fornisce proprio questa dimensione temporale, trasformando l'analisi da statica a dinamica. Permette di osservare l'evoluzione del fenomeno in risposta alle variazioni ambientali, di identificare soglie critiche e di validare le ipotesi sui meccanismi di movimento. Questa comprensione dinamica è essenziale non solo per l'analisi teorica, ma soprattutto per definire strategie di gestione del rischio efficaci e tempestive. Senza dati di monitoraggio, l'analisi del dissesto rimane parziale e le valutazioni di pericolosità e rischio meno affidabili. Un'analisi completa ed efficace del dissesto e una sua gestione proattiva sono impossibili senza un adeguato monitoraggio.

Il monitoraggio: componente strategica per l'analisi e la gestione del rischio
In questo contesto, il monitoraggio dei fenomeni franosi si configura come un processo sistematico di acquisizione, trasmissione, elaborazione e interpretazione di dati che descrivono il comportamento di un versante nel tempo. I suoi scopi, strettamente legati all'analisi e alla gestione strategica del dissesto, includono:

• Caratterizzazione Dinamica: Identificare e quantificare le velocità e le modalità di movimento, distinguendo tra aree attive e inattive, dato fondamentale per la zonazione di pericolosità e la pianificazione degli interventi.
• Identificazione dei Meccanismi: Correlare le deformazioni osservate con le variazioni dei fattori di controllo per comprendere i meccanismi di innesco e propagazione del dissesto, informazione cruciale per la progettazione di opere di mitigazione mirate.
• Validazione e Calibrazione dei Modelli: Fornire dati reali e continui per validare e calibrare modelli numerici di stabilità e deformazione, rendendoli più rappresentativi del comportamento reale del versante e aumentando l'affidabilità delle previsioni e delle valutazioni di rischio.
• Individuazione di Superfici di Scorrimento: Strumentazione in-situ come gli inclinometri è cruciale per localizzare la profondità e la geometria delle superfici di scorrimento attive, dato fondamentale per le analisi di stabilità geotecnica e la progettazione degli interventi di stabilizzazione.
• Valutazione dell'Efficacia degli Interventi: Monitorare il comportamento di un versante dopo l'esecuzione di interventi di stabilizzazione per verificarne l'efficacia nel tempo e ottimizzare la manutenzione, dato cruciale per la gestione a lungo termine del rischio e l'ottimizzazione delle risorse.
• Supporto alla Zonazione di Rischio: I dati di monitoraggio contribuiscono a definire con maggiore precisione le aree a maggiore pericolosità e a supportare la pianificazione territoriale e l'uso del suolo, strumenti chiave per la gestione preventiva del rischio a livello territoriale.
• Base Dati per Sistemi di Allerta: Fornire i dati in tempo reale necessari per l'implementazione e la gestione di sistemi di allerta precoce, fondamentali per la gestione dell'emergenza, la protezione civile e la salvaguardia delle vite umane.

• Rilievi Topografici (Stazioni Totali, Teodoliti, GNSS): Misurano lo spostamento in superficie del corpo di frana, sia in campagne periodiche che in modo automatico e continuo (con l'uso di prismi o antenne GNSS). Forniscono misure puntuali di elevata precisione, essenziali per quantificare gli spostamenti e controllare l'espansione del movimento. Le misure GNSS offrono il vantaggio di non dipendere dall'intervisibilità ottica.
• Misure Lidar (Light Detection and Ranging): Permettono di acquisire modelli digitali del terreno (DTM) ad alta risoluzione. Confrontando DTM acquisiti in tempi diversi, è possibile valutare le variazioni morfologiche e misurare l'entità delle deformazioni topografiche, identificando domini cinematici differenziati. Utile per caratterizzare l'attività della frana nel tempo e quantificare i volumi coinvolti.
• Misure Interferometriche da Terra (GB-InSAR): Tecnica radar basata a terra che misura lo spostamento di un bersaglio lungo la linea di vista con accuratezza fino a sub-millimetrica. Produce mappe multi-temporali e spazialmente continue delle deformazioni superficiali nell'intero campo visivo. Opera in qualsiasi condizione atmosferica e di visibilità ed è un valido strumento per il monitoraggio dettagliato di aree critiche e per sistemi di allertamento rapido.
• Misure Interferometriche da Satellite (InSAR, PS-InSAR): Misurano lo spostamento sulla superficie terrestre con elevata precisione utilizzando segnali radar satellitari. Offrono un supporto economico e non invasivo per identificare movimenti lenti (creep) su vaste aree, fornendo velocità di deformazione aggiornabili e serie storiche degli spostamenti. Particolarmente efficace in aree urbanizzate o con presenza di bersagli stabili (Permanent Scatterers).
• Misure con Radar Doppler: Sistemi radar sviluppati per il monitoraggio in tempo reale di dissesti a cinematica rapida (caduta massi, colate detritiche). Sono atti a emettere una segnalazione di allarme durante l'accadimento dell'evento, rilevando la velocità del materiale in movimento.
• Telecamere/Fotocamere: Forniscono registrazioni video utili per descrivere e interpretare lo sviluppo dei fenomeni, oltre che per la determinazione delle velocità superficiali (mediante tecniche come LSPIV). Essenziali per documentare eventi rapidi e per la valutazione a distanza.
• Fotogrammetria da Aeromobile/Drone (Structure from Motion - SfM): Consente la rapida realizzazione di modelli digitali del terreno ad elevata risoluzione. Particolarmente utile nelle misure post-evento per la mappatura e la determinazione del volume dei depositi (e dei volumi erosi) confrontando modelli pre e post-evento.

Monitoraggio In-Situ (Strumentazione Geotecnica e Idrogeologica)
Prevede l'installazione di strumentazione direttamente nel terreno o nella massa rocciosa per misurare parametri specifici.

• Misure Inclinometriche (Manuali e Automatiche): Misurano lo spostamento in profondità all'interno di tubi installati in fori di sondaggio. Sono indispensabili per identificare la profondità, l'entità e la direzione delle superfici di scorrimento attive, dato fondamentale per le analisi di stabilità geotecnica e la progettazione degli interventi.
• Misure Estensimetriche (Superficiali e in foro): Valutano l'apertura/chiusura di fessure (fessurimetri, deformometri) o gli spostamenti a diverse profondità in fori dedicati (estensimetri multibase). Utili per monitorare deformazioni localizzate o movimenti in ammassi rocciosi. Assestimetri: Indicati per il monitoraggio dei cedimenti (spostamenti verticali) nei versanti in frana, misurando la profondità di punti di riferimento all'interno di fori dedicati.
• Misure Piezometriche (Livello di falda): Monitorano le variazioni delle pressioni interstiziali o il livello della falda. Poiché l'acqua è un fattore chiave nell'innesco e nella progressione di molte frane, il monitoraggio piezometrico è indispensabile per correlare le variazioni idriche con i movimenti e per le analisi idrogeologiche accoppiate, permettendo di identificare le condizioni critiche e supportare i sistemi di allerta.
• Misure di Suzione e Contenuto d'Acqua: Misurano la suzione (pressione negativa) e il contenuto d'acqua nel terreno non saturo. Utili per comprendere il comportamento idraulico del terreno e il suo impatto sulla stabilità, specialmente negli strati superficiali.
• Columnne Multiparametriche: Sistemi integrati che misurano in continuo inclinazione, pressione interstiziale, deformazione assiale e temperatura in un unico foro. Offrono un monitoraggio geotecnico continuo e in tempo reale con dati integrati.
• Strumentazione per Colate Rapide: Sensori specifici installati in situ nel canale (es. sensori di livello radar/ultrasuoni, geofoni, cavi a strappo) per rilevare il passaggio delle colate, misurarne i parametri (profondità, velocità) e generare allarmi in tempo reale.
• Stazione Meteo-Pluviometrica: Raccoglie dati meteorologici (pioggia, temperatura, ecc.). Sebbene non misurino direttamente il movimento, i dati meteo sono cruciali per interpretare il modello cinematico della frana, correlare i movimenti con i fattori scatenanti e definire soglie di preallarme.

L'integrazione di dati provenienti da diverse di queste tecniche (monitoraggio integrato) è la strategia più efficace per ottenere un quadro completo e affidabile del fenomeno, indispensabile per un'analisi rigorosa e per la definizione di modelli predittivi robusti, fondamentali per una gestione proattiva e informata del rischio.

Il ruolo del professionista: padroneggiare il monitoraggio per una gestione efficace del rischio
Di fronte a questa varietà di strumenti e alla complessità dei fenomeni, il ruolo del professionista (geologo, ingegnere geotecnico, geometra esperto) è più che mai centrale. Non basta disporre delle tecnologie; è fondamentale saperle utilizzare efficacemente ai fini dell'analisi del dissesto e della gestione del rischio. Ciò implica la capacità di:

• Progettare un sistema di monitoraggio mirato, definendo gli obiettivi analitici e di gestione del rischio, scegliendo le tecniche appropriate e posizionando correttamente la strumentazione.
• Gestire flussi di dati eterogenei, spesso voluminosi e acquisiti in continuo, utilizzando piattaforme e software specifici.
• Elaborare e Interpretare criticamente i dati di monitoraggio, riconoscendo trend, correlazioni e anomalie, e integrandoli con le altre informazioni disponibili per ottenere una visione olistica del fenomeno.
• Utilizzare i risultati del monitoraggio per affinare l'analisi del dissesto, validare modelli, aggiornare le valutazioni di pericolosità e supportare le decisioni strategiche progettuali, pianificatorie o di gestione dell'emergenza.

La padronanza delle metodologie di monitoraggio, dalla progettazione all'interpretazione dei dati, non è quindi un'abilità specialistica di nicchia, ma una competenza fondamentale per chiunque voglia operare con rigore scientifico e responsabilità nell'analisi e mitigazione del dissesto geo-idrologico e nella gestione del rischio. È lo strumento che permette di trasformare l'osservazione in conoscenza, la conoscenza in decisioni strategiche informate e le decisioni in azioni efficaci e basate su dati solidi per la sicurezza del territorio.

Conclusione
In conclusione, il monitoraggio dei fenomeni franosi si conferma come un pilastro metodologico insostituibile nell'ambito dell'analisi e gestione strategica del dissesto geo-idrologico. Fornendo una visione dinamica e basata su dati oggettivi dell'evoluzione dei versanti, permette ai professionisti di superare i limiti delle analisi statiche e di operare con maggiore consapevolezza e precisione.

È un ambito in continua evoluzione, con l'introduzione costante di nuove tecnologie, metodologie di acquisizione e analisi dei dati (es. machine learning, intelligenza artificiale per l'interpretazione automatica) e l'integrazione sempre maggiore tra diverse fonti informative. Padroneggiare le tecniche di monitoraggio avanzato e saperle integrare efficacemente è oggi una delle competenze più critiche per i professionisti del settore, essenziale per una gestione del rischio sempre più efficace, proattiva e basata su dati solidi, in grado di rispondere alle sfide presenti e future poste dal dissesto geo-idrologico.