Sistema di monitoraggio arginale basato su sensori in fibra ottica

(RIVERSAFE)

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Background

Negli ultimi decenni l’Europa e l’Italia sono state colpite da numerosi eventi alluvionali, che hanno causato migliaia di morti, lo sfollamento di milioni di persone e miliardi di euro di perdite economiche. Nel 2010 anche la Regione Veneto è stato fortemente colpita. La Commissione europea ha individuato a tal proposito la necessità di adattare la gestione del rischio in diversi documenti, al fine di ridurre la probabilità e/o l’impatto delle alluvioni. Partendo da queste considerazioni, l’obiettivo principale di questo progetto è quello di fornire alle autorità competenti, uno strumento utile per prevenire le alluvioni, quando possibile, o gestire l’emergenza alluvione, compresa l’evacuazione della popolazione a rischio. In caso di alluvioni, l’analisi temporale dei processi è molto ben studiato e sono stati sviluppati molti modelli matematici di previsione del tempo di propagazione del picco di pieno. D’altra parte, la previsione e l’individuazione spaziale di una eventuale rottura arginale è ancora un problema irrisolto, soprattutto a causa della mancanza di informazioni sulle condizioni arginali in tempo reale. Il monitoraggio di argini è oggi in gran parte basato su un’ispezione visiva diretta da parte dei tecnici; inoltre, ad oggi i sistemi di monitoraggio sono molto rari e, soprattutto, forniscono informazioni discrete e localizzate (cioè non distribuite).

Scopo

Il progetto di ricerca si propone di sviluppare un sistema di  allarme preventivo e di valutazione dello stato di sicurezza arginale, quale strumento di prevenzione di inondazioni dovute al collasso degli argini causato da infiltrazioni. Gli obiettivi principali sono lo sviluppo di: (i) un sistema di sensori in fibre ottiche (FOS) per il monitoraggio distribuito del terreno di fondazione e del piede arginale; (ii) un modello per interpretare i dati forniti dai FOS con le infiltrazioni, al fine di creare un efficace strumento in grado di rilevare la debolezza nelle sezioni arginali.

Metodi

Il sistema di monitoraggio basato su fibre ottiche costituirà un ottimo supporto per la prevenzione delle inondazioni causate dal crollo degli argini. Il sistema sarà validato e calibrato integrando tecniche innovative di monitoraggio in fibra ottica, come i sensori in fibra ottica distribuiti, a reti si sensori convenzionali per la misura dei parametri geotecnici. Sarà cruciale, in questo senso, l’accoppiamento (i) dei dati geotecnici ottenuti in tempo reale, (ii) dei dati ad alta risoluzione spaziale ottenuti dai sensori in fibra ottica e (iii) dei modelli idralici e meccanici del suolo per compiere un ulteriore passo in avanti verso efficaci sistemi di allarme preventivo.

Risultati

I risultati attesi sono:

  • Progettazione di FOS distribuiti per il controllo della temperatura, la pressione e lo sforzo in terreno.
  • Modello numerico sui meccanismi di infiltrazione e di rottura arginale sarà definito, basato sull’equilibrio termodinamico del suolo in condizioni parzialmente sature.
  • Definizione di un protocollo e di una linea guida per progettisti, amministratori e utenti del sistema di monitoraggio basato su FOS.

Prodotti

Sensori in fibra ottica per la misura di parametri critici per la stabilità arginle; articoli scientifici su testate e congressi internazionali; linee guida per l’applicazione dei sensori in fibra ottica in parallelo a strumentazioni tradizionali.