Evançon
GESTIONE DEL TERRITORIO IN VAL D’AYAS
a cura del DIPARTIMENTO DIFESA DEL SUOLO E RISORSE IDRICHE

Esempio di impatto ambientale di un array infrasonico di piccola apertura all’interno della Val d’Ayas (Champoluc, AO), composto da quattro elementi (cifre blu) disposti con geometria triangolare e collegati tra loro mediante fibra ottica (linee rosse)I progetti di Cooperazione territoriale transfrontaliera hanno sempre rappresentato una grande opportunità, per l’Amministrazione regionale, per confrontarsi con partner d’oltralpe sulle buone pratiche di gestione del territorio di montagna. In quest’ultima programmazione - “Programma Operativo di Cooperazione territoriale europea transfrontaliera, Italia/Francia (Alpi) 2007/2013” - il Dipartimento difesa del suolo e risorse idriche della Regione, ha voluto dare una forte connotazione pratica a tutte le attività intraprese all’interno dei progetti di Cooperazione territoriale.
Nel momento della stesura delle proposte progettuali riguardanti i rischi naturali in montagna, si è cercato, infatti, di introdurre e sviluppare delle metodologie anche innovative e tecnologicamente avanzate, ma con un occhio sempre rivolto allo scambio di buone pratiche ed alla concreta applicazione di queste nella gestione quotidiana del territorio.
A questo proposito, sono nati i progetti RISE (installazione di una rete sismica regionale), Dynaval (studio della dinamica valanghiva), MASSA (applicazione di metodi per la definizione della pericolosità per caduta massi) e RISKNAT (gestione in sicurezza dei territori di montagna transfrontalieri). Quest’ultimo si differenzia dagli altri poiché è un progetto strategico e cioè fortemente voluto da tutte le Amministrazioni del territorio transfrontaliero, italiane e francesi, e che tocca tutti i rischi naturali che interessano un territorio di montagna, dalle valanghe ai ghiacciai, dalle piene torrentizie ai movimenti gravitativi s.l..
Nato a metà 2009, il progetto RISKNAT prevede, tra l’altro, la strumentazione di alcuni siti pilota utili a testare e validare le metodologie di cui sopra che saranno poi applicate nella gestione del territorio. A questo proposito, sono iniziate alcune proficue collaborazioni tra l’Amministrazione regionale ed alcuni enti dislocati sul territorio, tra cui la Società Monterosa- Ski, il comune di Ayas e la stazione forestale di Brusson. In particolare, di seguito, viene presentata solo una delle numerose iniziative realizzate in collaborazione con questi enti, ma che dà un po’ il senso di quanto detto prima e cioè l’attuazione di attività all’interno di progetti di Cooperazione transfrontaliera finalizzate alla buona gestione del territorio di montagna.

Installazione di un Array Infrasonico
Analisi di array dell’attività di bonifica effettuata il 4 Dicembre 2009 a Bettaforca a circa 2 km dall’Array che ha innescato una valanga di medie dimensioni. a) DTM dell’area di studio che mostra la posizione dei 4 elementi dell’array (M1-M4) e delle 4 esplosioni (e1-e4) che formano un angolo rispetto all’Array di 259-262°N (frecce tratteggiate). b) Immagine che mostra la posizione delle 4 esplosioni, il percorso di due scaricamenti superficiali innescati dalle esplosioni 1 e 3 e quello della valanga innescata dalla quarta carica. c) Registrazione infrasonica delle operazioni di bonifica ai 4 elementi dell’Array. Ricostruzione temporale della direzione di provenienza (d) e della quota (e) delle esplosioni e della valanga perfettamente in accordo con quanto osservato dalle immagini video dall’elicotteroL’infrasuono è un’onda di pressione che si propaga in atmosfera con frequenze più basse del suono (<20 Hz) e non è quindi percepibile dall’orecchio umano, sensibile a frequenze più elevate (20-20.000 Hz). Un’onda infrasonica può essere in teoria prodotta da tutti quei fenomeni naturali ed artificiali capaci di generare uno spostamento (compressione) dell’aria, ad esempio attraverso l’espansione di un gas o l’immissione di materiale in atmosfera (esplosioni, attività industriali, meteoriti...) oppure attraverso il movimento di un corpo (traffico, aerei, frane, valanghe...). Così come la caduta di un sasso produce onde sulla superficie di uno stagno, una massa in movimento produrrà onde di pressione in atmosfera.
Poiché l’atmosfera ha un basso coefficiente di attenuazione, le onde di pressione prodotte potranno essere misurate a distanze molto grandi dalla sorgente, da qualche decina a diverse centinaia di km di distanza, a seconda dell’energia del processo sorgente. La registrazione delle onde infrasoniche è quindi uno degli strumenti più efficaci per monitorare una grande variabilità di processi naturali ed artificiali sia a livello locale che globale.
Il Laboratorio di Geofisica Sperimentale (www.lgs.geo.unifi.it) del Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università degli Studi di Firenze (DST) si occupa da oltre 20 anni di infrasuono, principalmente applicato allo studio dei vulcani attivi. Da circa due anni DST applica, insieme ad ITEM s.r.l. (www.item-geophysics.it) ed in collaborazione con l’Ufficio Neve e Valanghe della Regione Valle d’Aosta, la tecnologia degli Array Infrasonici per il monitoraggio delle valanghe (figura 1). Lo spostamento d’aria prodotto da una valanga, infatti, è un fenomeno che genera in modo molto efficace onde infrasoniche, principalmente durante le fasi di accelerazione del flusso nevoso. Per questo motivo, a titolo sperimentale, nel Dicembre 2009, è stato installato nell’alta valle del Lys (Staffal, Gressoney La Trinité, Aosta) un Array Infrasonico di piccola apertura. Questa è stata la prima applicazione in Italia di monitoraggio infrasonico dell’attività valanghiva, ed ha fornito risultati molto promettenti (Ulivieri et al., 2011) che indicano le ottime potenzialità degli Array Infrasonici per il monitoraggio in tempo reale di valanghe di dimensioni medio- piccole fino ad alcuni km di distanza (figura 2).

a) Google Map della Val d’Ayas (AO) con posizione dell’array infrasonico (ARRAY CHA). b) Particolare della zona di installazione e geometria dei 4 elementi (1-4) dell’array. Particolare della stazione centrale (c, elemento 4) e del sistema di alimentazione solare (d)Attualmente, nel campo del rischio valanghe, array infrasonici sono usati principalmente come sistemi di allerta (“semaforo”) in aree ristrette dove il distacco di grosse valanghe può interessare la viabilità (strade, ferrovie...). Sistemi di allerta di questo tipo sono presenti in America (Teton Pass, Wyoming) ed in Svizzera (Lavin) e operano a distanze di pochi km dalla zona di possibile distacco (Scott et al., 2007). Tuttavia, in base ai risultati della sperimentazione ottenuti in Valle d’Aosta, si ritiene che questo metodo abbia delle potenzialità più ampie. All’interno di territori montani sensibili al rischio valanghe, come gran parte dell’arco alpino, gli array infrasonici offrono, infatti, l’opportunità di monitorare in modo permanente l’attività valanghiva all’interno di vaste aree del territorio (50-100 km2), fornendo l’orario di accadimento e la posizione di possibili distacchi, con ricadute immediate per la validazione dei modelli previsionali e per la definizione degli scenari di pericolosità e di rischio nel breve termine 24-72 h (Chritin et al., 1996). Un’Array Infrasonico rappresenta, inoltre, un ottimo strumento di ausilio ai metodi classici di osservazione diretta (rilevamenti nivometrici, telecamere, ecc.), rispetto ai quali può operare anche in assenza di visibilità e a distanze di sicurezza rispetto alle zone di distacco, anche non direttamente a vista.

Nel novembre 2010, un Array Infrasonico è stato installato in modo permanente nella Valle d’Ayas (Champoluc, AO) con trasmissione dei dati in tempo reale (figura 3). In questo caso, i sensori periferici sono stati collegati all’elemento centrale tramite cavo in fibra ottica. Tutto il sistema è stato progettato per garantire consumi ridotti e può operare in modo continuo in completa autonomia grazie a due pannelli solari e batterie. I dati sono trasmessi in tempo reale tramite modem GPRS/UMTS oltre ad essere registrati su un disco locale con un’autonomia di circa 6 mesi.

Esempio di restituzione dei risultati del monitoraggio infrasonico. Le informazioni sono aggiornate in tempo reale e visibili sul web (http://lgs.geo.unifi.it/champoluc). Nell’esempio è riportato l’orario di accadimento (a destra in blu) e la direzione di provenienza (linee blu) rispetto all’Array (triangoli) dei segnali infrasonici identificati nelle 24 ore tra le 08:00 GMT dell’8 marzo 2011 e le 08:00 GMT del 9 Marzo 2011. Le informazioni sono riportate su supporto cartografico (Google Map e Google Earth) dove è stata sovrapposta la mappa del rischio valanghe (Va-V3)I dati trasmessi presso il laboratorio di Geofisica Sperimentale (DST/UNIFI) sono elaborati in tempo reale. L’analisi infrasonica permette di scartare preventivamente tutti i segnali riconducibili a sorgenti note (aerei, perturbazioni atmosferiche, strade, esplosioni, ecc.), in questo modo solo il tempo di accadimento e la direzione di provenienza dei potenziali eventi valanghivi sono trasmessi all’Ufficio Valanghe della Regione.
Queste informazioni sono rese fruibili in tempo reale attraverso una pagina web dedicata dove i risultati dell’analisi di Array sono riportati su supporto cartografico GoogleMap e GoogleEarth (figura 4). La pagina web visualizza le informazioni (tempo di accadimento, direzione di provenienza, ampiezza e durata del segnale infrasonico) di tutti i segnali infrasonici compatibili con valanghe registrati dall’array nelle ultime 24 ore in un’area entro un raggio di 8 km dall’array (200 km2). Ogni evento può essere selezionato in modo interattivo dall’operatore e proiettato in 3D sulla mappa del Rischio Valanghe dell’area che racchiude informazioni (comune, classe di rischio, identificativo…) utili per identificare al meglio l’area a rischio.
I dati dell’Array Infrasonico sono così tradotti in settori geografici e permettono di ottimizzare i sopralluoghi. Inoltre, forniscono informazioni relative anche a fenomeni valanghivi di dimensioni più piccole, per i quali il tempo di accadimento spesso non è noto, con ricadute immediate sui modelli teorici previsionali e gli interventi di Protezione Civile atti alla mitigazione del rischio.

Considerati gli ottimi risultati conseguiti, sia nell’installazione sperimentale a Gressoney la Trinité sia nell’installazione realizzata ad Ayas, la Direzione assetto idrogeologico ha intenzione di implementare le installazioni di Array Infrasonici. Infatti, il posizionamento di almeno altri due Array infrasonici, disposti in un’opportuna configurazione geometrica, permetterebbe di avere la localizzazione di un evento con assoluta precisione, migliorando di conseguenza le attività previsionali e di Protezione civile. A questo proposito, nei prossimi anni, grazie all’approvazione di una nuova proposta progettuale, sempre nell’ambito della Programmazione territoriale transfrontaliera, si provvederà alle installazioni di un Array Infrasonico in Valtournenche ed uno in Valle di Gressoney.


Bibliografia:

• Chritin, V., Rossi, M., Bolognesi, R., 1996. Acoustic detection System for Operational Avalanche Forecasting. Proceeding of International Snow Science Workshop, Banff, Alberta.

• Scott, E. D., Hayward, C.T., Kubichek, R.F., Hamann, J.C., Pierre, J.W., Corney, B., Mendenhall, T., 2007. Single and multiple sensor identification of avalanche-generated infrasound. Cold Reg. Sci. and Technol., 47, 159-170.

• Ulivieri, G., Marchetti, E., Ripepe, M., Chiambretti, I., De Rosa, G., Segor, V., 2011. Monitoring snow avalanches in Northwestern Italian Alps using an infrasound array. Cold. Reg. Sci. and Technol., in press.

   
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