Descrizione della commessa "Tecnologie per la caratterizzazione e il monitoraggio per la previsione, la mitigazione e la gestione dei fenomeni di instabilità geo-idrologica (TA.P05.010)"

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  • Descrizione della commessa "Tecnologie per la caratterizzazione e il monitoraggio per la previsione, la mitigazione e la gestione dei fenomeni di instabilità geo-idrologica (TA.P05.010)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Possibilità di migliorare il livello di sicurezza in cantieri di lavoro o nei punti critici delle infrastrutture viarie e ferroviarie tramite monitoraggi automatici ed in continuo con controllo remoto. Controllo delle variazioni dimensionali di ghiacciai e laghi glaciali come potenziali fonti di approvvigionamento idrico per le popolazioni. (literal)
Strumentazione
  • Le ricerche riguardanti l'evoluzione morfologica di versanti e corsi d'acqua vedranno l'impiego di strumentazione basata sull'applicazione di tecnologie avanzate e riguarderanno in particolare: ? la realizzazione di reti GPS, ? l'esecuzione di rilievi LIDAR terrestri ed aviotrasportati ? l'esecuzione di rilievi batimetrici con sistemi single-multibeam ed interferometrici, ? l'esecuzione di stendimenti per misure di tomografia elettrica e per misure radar ? applicazione di Sistemi Inclinometrici Automatizzati, ? realizzazione di Stazioni topografiche totali robotizzate ? sperimentazione di tecniche di elaborazione di immagine da videocamera digitale per il rilievo dei movimenti franosi ? barriere strumentate per il monitoraggio di movimenti franosi e colamenti ? monitoraggio piezometrico in continuo ? la realizzazione di reti microsismiche per il rilievo di colate detritiche ? il monitoraggio dell'evoluzione dell'idrogramma delle colate detritiche tramite sensori ultrasonici ? l'impiego di telecamere fisse per il monitoraggio delle colate detritiche e le relative misure di velocità tramite elaborazione di immagine. ? laboratorio di geomeccanica (literal)
Tematiche di ricerca
  • Il monitoraggio è basato su osservazioni delle modificazioni dell'assetto morfologico e della sua evoluzione temporale, dipendenti dalla sensibilità e dall'esperienza dell'operatore. Con l'avvento e lo sviluppo della tecnologia, le attività di monitoraggio hanno sempre più fatto ricorso all'uso di strumentazione con controllo in automatico, in continuo e remoto dell'evoluzione dei fenomeni d'instabilità e di dissesto, con il risultato di ottenere parametri più numerosi, precisi ed oggettivi per definire scenari evolutivi realistici e quindi giungere ad una valutazione del pericolo e del rischio, in tempi operativi consoni alla necessità di intervento. Le attività previste rispondono dunque pienamente agli obiettivi del Progetto 5 che riguardano lo sviluppo di metodologie per migliorare la comprensione dei fattori di generazione dei rischi naturali al fine di attuare strategie di previsione e prevenzione sempre più efficaci e, ove possibile, in tempo reale. In maggior dettaglio, è essenziale che fenomeni generatori di rischio debbano essere conosciuti non solo qualitativamente, bensì anche nella loro intensità (dimensioni, velocità, etc?), per poter essere sia modellati che mitigati (literal)
Competenze
  • L'attività di ricerca avrà un suo punto di forza nella sinergia che realizzerà tra professionalità diverse, sia di tipo hardware che scientifico. Ulteriore punto di forza risiederà nella riunione di competenze relative alla caratterizzazione di rocce e terreni e al monitoraggio dei processi di instabilità legati alla dinamica fluviale a quella di versante ed alle attività antropiche. Le sinergie così prodotte saranno impiegate anche ai fini della previsione dell'evoluzione dei ghiacciai, intesi come riserva idrica integrativa nel contesto dell'attuale Climate Global Change. Dalla progettazione, realizzazione e sperimentazione di tecniche innovative deriverà il know how necessario per la creazione di sistemi informativi e di allertamento ai fini della protezione civile e della tutela del patrimonio storico-culturale nonchè di supporto nella manutenzione e realizzazione di infrastrutture e grandi opere. L'esperienza cosi accumulata potrà quindi essere trasferita agli enti competenti, alle PMI e potrà inoltre essere di supporto alle altre commesse del Progetto. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • Il monitoraggio di settori instabili di una miniera di talco a cielo aperto, può contribuire alla messa in sicurezza delle attività produttive legate alla coltivazione del talco. Misure topografiche di alta precisione realizzate con sistemi laser terrestri ed aviotrasportati forniscono dati di base per la verifica della compatibilità idraulica di alcuni attraversamenti della RFI nella Regione Liguria. (literal)
Tecnologie
  • La individuazione di probabili soglie di innesco, di tempi di risposta e/o di possibili scenari evolutivi di fenomeni franosi possono essere ricercati o attraverso metodologie di elaborazione statistica di parametri derivanti da lunghi tempi di monitoraggio oppure attraverso la simulazione con specifiche modellazioni numeriche (flac, udec, flo2d, etc.) sulla base di parametri più precisi ed oggettivi ottenuti con avanzati sistemi di monitoraggio. (literal)
Obiettivi
  • ? sviluppo di metodologie d'indagine innovative basate sull'applicazione di tecnologie avanzate di monitoraggio ai fini della previsione, mitigazione e gestione dei rischi legati a fenomeni di instabilità naturali ed antropici e ai fini della previsione dell'evoluzione dei ghiacciai ? messa a punto di idonei interventi di mitigazione del rischio e di sistemi esperti di allertamento ai fini di protezione civile e di tutela del patrimonio storico-culturale ed ambientale; ? interazione tra professionalità e competenze scientifiche differenti ? trasferimento di specifiche tecniche di monitoraggio in contesti diversi da quelli di origine (p.e. trasferimento delle tecniche di controllo di frane e valanghe allo studio degli alvei e dei ghiacciai o alla preservazione dei beni culturali) ? corsi di formazione permanente per tecnici degli Enti interessati alla gestione del territorio. ? sviluppo di metodologie per la caratterizzazione geologico-strutturale e geomeccanica (in sito e in laboratorio) atta alla definizione di modelli geologici, geotecnici e idrogeologici di versanti naturali, di fronti di scavo e di sistemi fluviali. (literal)
Stato dell'arte
  • È sempre più sentito il bisogno da parte delle Autorità di Protezione Civile e delle amministrazioni territoriali, di poter disporre di idonei sistemi di allertamento in tempo reale ai fini di mitigazione del rischio. Infatti, come già accennato, il ricorso a opere di difesa risulta spesso troppo oneroso, particolarmente in periodi di contingenza economica sfavorevole, e rende sempre più frequente, ai fini della mitigazione del rischio, l'impiego di sistemi automatici di monitoraggio di allerta e/o allarme. Il rapido sviluppo della tecnologia ha fatto sì che le attività di monitoraggio abbiano sempre più fatto ricorso all'uso di strumentazione con controllo in automatico, in continuo e remoto dell'evoluzione dei fenomeni d'instabilità e di dissesto. Ciò include l'utilizzo di reti GPS, rilievi Laser scanner, rilievi batimetrici con sistemi single-multibeam e interferometrici, Sistemi Inclinometrici Automatizzati, Stazioni topografiche totali robotizzate. Ciò rende disponibile una mole di parametri quantitativamente più precisi e di più alta qualità ai fini di una modellazione numerica più efficace e per una previsione più accurata di possibili scenari evolutivi. (literal)
Tecniche di indagine
  • In relazione ai fenomeni franosi l'attività consisterà nello sviluppo di sistemi automatici con controllo a distanza, in grado di monitorare in continuo l'evoluzione del dissesto misurandone sia i movimenti profondi che quelli superficiali: obiettivo di questa attività è determinare le soglie di innesco ed i tempi di risposta, attraverso correlazioni tra eventi pluviometrici e movimenti di versante. In ambito fluviale, l'utilizzo di sistemi di rilievo LIDAR (Laser Scanner), utilizzati anche per il monitoraggio dei movimenti di versante, ha permesso la messa a punto di una metodologia innovativa finalizzata allo studio dell'evoluzione morfologica del corso d'acqua; tale metodo utilizza forse per la prima volta un approccio di tipo areale in grado di quantificare i volumi erosi e depositati in alveo. Inoltre queste informazioni, integrate con studi condotti su fonti storiche inerenti gli eventi di piena e i fenomeni legati alla dinamica di versante, verranno organizzati in appositi sistemi informativi (GIS) ai fini di un'analisi rapida ed efficace dei dati. Tali sistemi possono essere visualizzabili e consultabili anche attraverso i più diffusi sistemi di comunicazione (WebGIS) (literal)
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