Effetti secondari di grande impatto: le cavità sotterranee
Mario Parise
Dipartimento di Scienze della Terra e Geoambientali Università degli Studi Aldo Moro Bari
[email protected] Dissesti nel mondo sotterraneo: conoscere per mitigare il rischio
Mario Parise
Dipartimento di Scienze della Terra e Geoambientali Università degli Studi Aldo Moro Bari
Incuria
Paesaggio Degrado Abbandono
Superficialità Ginosa, 9 ottobre 2018
PREVENZIONE EMERGENZA Lavoro spesso oscuro, non visibile Grande visibilità, grande impatto emotivo, enorme solidarietà. scarso peso politico, scarso consenso pubblico. Per qualunque tipo di “disastro naturale”, i costi sociali ed economici delle azioni di prevenzione sono di gran lunga inferiori a quelli necessari per gestire le fasi di emergenza e ricostruzione. La prevenzione non coinvolge solo la sfera politica e decisionale (volontà di utilizzare fondi e risorse per la prevenzione) e gli enti di ricerca, ma l’intera popolazione. E’ un problema culturale.
Mario Parise Ginosa, 9 ottobre 2018 Definizione di Cavità Artificiale
Le CAVITÀ ARTIFICIALI sono opere sotterranee di interesse storico ed antropologico, realizzate dall’uomo o da esso riadattate alle proprie necessità, diffuse in ogni parte del globo e diversificate per epoca, tecnica di realizzazione e destinazione d’uso.
Oltre 1500 grotte artificiali catastate in Puglia
Mario Parise Ginosa, 9 ottobre 2018
Cavità Artificiali Ricchezza o pericolo?
Elementi di arricchimento del patrimonio storico-culturale
conoscere oppure per mitigare il rischio Causa di crolli, dissesti, sprofondamenti, ecc. Necessità di un percorso comune
Mario Parise G D6 F4 D7 altre rifugi pozzi e rifugi per mlitari opere discenderie per civili F3 D5 gallerie depositi su rotaia D4 F D F2 E3 postazioni miniere sparo cunicoli transito E4 D1 belliche transito sondaggi (altro) difensive F1 D3 gallerie E D2 gallerie stradali E2 camminamenti di mina estrattive miniere C1 metallifere luoghi E5 E1 di culto coltivazioni A10 C2 cave inerti A4 funzione sepolcrali cisterne sconosciuta A9 ghiacciaie B6 B7 neviere C stalle colombari A8 B8 A culto altri canali B5 insediam. navigabili idrauliche A7 silos B fognature insediative A3 A2 trasporto captazione A5 B4 civili B1 pozzi magazzini stabili A1 abitativi regimazione B3 A6 bonifica opifici distribuzione B2
OPERE ricoveri temp. ALBERO DELLE TIPOLOGIE Ginosa, 9 ottobre 2018
Mario Parise Ginosa, 9 ottobre 2018
Toni, 1985 Mario Parise Ginosa, 9 ottobre 2018
Pecorella et alii, 2004
Mario Parise Ginosa, 9 ottobre 2018 Sprofondamenti (sinkholes)
Mario Parise Ginosa, 9 ottobre 2018 Eventi alluvionali
Ginosa, 9 ottobre 2018 Cronologia dei dissesti principali
11 gennaio 1857: alluvione a Ginosa (19 vittime) 16 dicembre 1857: terremoto in Basilicata, e innesco di frane a Ginosa (zona Casale)
4-5 novembre 1966: evento alluvionale a Crispiano Ottobre e novembre 1976: allagamenti e crolli nella gravina Miola (Crispiano) Dicembre 1995 – gennaio 1996: eventi alluvionali nell’arco jonico tarantino
8 settembre 2003: evento alluvionale nella fascia compresa tra Taranto e Castellaneta (2 vittime) 7-14 novembre 2004: ondata di maltempo sul versante occidentale della provincia di Taranto e del Materano Febbraio 2009: crollo in via Pescarella a Ginosa 2 marzo 2011: evento alluvionale a Ginosa 7-8 ottobre 2013: evento alluvionale a Ginosa (4 vittime) 30 novembre – 1 dicembre 2013: evento alluvionale a Ginosa
21 gennaio 2014: crollo di Via Matrice a Ginosa
Mario Parise Ginosa, 9 ottobre 2018 Ginosa, febbraio 2009 Ginosa, 9 ottobre 2018 Ginosa di Puglia, gennaio 2014
Mario Parise Ginosa, 9 ottobre 2018
Priorità assoluta: conoscenza della localizzazione delle cavità
Il censimento è fondamentale, quale primo passo nella conoscenza del territorio, inteso come costituito da ciò che su di esso insiste in superficie, e ciò che è presente nel sottosuolo
Censimento e rilievo speleologico
Mario Parise Ginosa, 9 ottobre 2018 Comune di Altamura
Catasto delle cavità sotterranee
Mario Parise Ginosa, 9 ottobre 2018
Comune di Ginosa
Catasto delle cavità sotterranee ??? Strumento fondamentale per l’Ufficio Tecnico Comunale e i locali professionisti
Informare la cittadinanza sull’importanza del catasto
Garantire risposte rapide e chiare
Mario Parise Ginosa, 9 ottobre 2018 Interazioni con l’antropizzato
Mario Parise Ginosa, 9 ottobre 2018 Interazioni tra cavità limitrofe o sovrapposte
Mario Parise Ginosa, 9 ottobre 2018 Comune di Ginosa
Catasto delle cavità sotterranee ???
Fornire informazioni su cavità sotterranee NON implica necessariamente vincoli o problemi per i proprietari
Priorità assoluta:
salvaguardia della privata e pubblica incolumità
Mario Parise Ginosa, 9 ottobre 2018
Il rilievo speleologico va integrato con elementi utili per una valutazione preliminare della suscettibilità a sprofondamenti
• presenza di lesioni; • presenza di fratture beanti; • identificazione delle famiglie di discontinuità; • infiltrazioni d’acqua; • cavità di origine pseudo-carsica; • deformazioni delle pareti; • fenomeni di alterazione; • blocchi in equilibrio precario; • blocchi crollati; • rifiuti; • instabilità in elementi antropici; • lavori di stabilizzazione o supporto; • ecc.
Mario Parise Fratture dell’ammasso roccioso Fratture dell’ammasso roccioso Ginosa, 9 ottobre 2018
Fratture
Mario Parise Ginosa, 9 ottobre 2018 Individuazione di elementi di instabilità (occorsi e potenziali) e relativa cartografazione Rotture agli Distacchi di spigoli dei pilastri porzioni laterali dalle pareti
Fratture beanti Dissesti generalizzati
Mario Parise Ginosa, 9 ottobre 2018
Estrusione di cunei di roccia Deformazioni delle pareti
Segni precursori di veri e propri dissesti
PARISE M. & LOLLINO P., 2011, A preliminary analysis of failure mechanisms in karst and man-made underground caves in southern Italy. Geomorphology, vol. 134, p. 132-143. Pilastri lesionati
Mario Parise Ginosa, 9 ottobre 2018
Pseudo-carsismo Crolli, dissesti
Mario Parise Ginosa, 9 ottobre 2018
Infiltrazioni d’acqua
Mario Parise Ginosa, 9 ottobre 2018
Infiltrazioni d’acqua Strutture di sostegno e/o interventi di stabilizzazione
Mario Parise Ginosa, 9 ottobre 2018 Rifiuti
Mario Parise Ginosa, 9 ottobre 2018
Carta della suscettibilità al collasso
Carta di distribuzione delle cavità
Mario Parise Ginosa, 9 ottobre 2018
• Ubicazione della cavità • Tipologia della cavità Procedura per la • Rilievo speleologico valutazione della • Rilievo geologico-strutturale suscettibilità a • Identificazione degli elementi di instabilità sprofondamenti • Alterazione • Zonazione preliminare (sinkholes) • Abachi di stabilità • Analisi di laboratorio e/o monitoraggio • Analisi di stabilità (2D, 3D)
Mario Parise Ginosa, 9 ottobre 2018 Integrazione dei dati rilevati con analisi geologica-strutturale dell’ammasso roccioso, valutazione degli effetti dell’alterazione (weathering) e caratterizzazione geotecnica dei materiali coinvolti
E’ ν’ c’ ’ ϭt ϭc (kN/m3) (kPa) (kPa) (°) (kPa) (kPa) Sabbia 18 70000 0.3 0 28 0 -
Argilla 20 40000 0.25 15 20 0 -
Mazzaro 17.5 180000 0.3 360 33 300 2400
Calcarenite 15.5 100000 0.3 160 30 160 1400
Mario Parise Ginosa, 9 ottobre 2018 Modelli agli Elementi Finiti piano campagna sabbia
argilla
7,2 m mazzaro calcarenite 6 m
E’ c’ ’ Proprietà ’ t c (KN/m3) (kPa) (kPa) (°) (kPa) (kPa) meccaniche dei materiali Sabbia 18 70000 0.3 0 28 0 -
Argilla 20 40000 0.25 15 20 0 -
Mazzaro 17.5 180000 0.3 360 33 300 2400 Parise & Lollino, 2011 Calcarenite 15.5 100000 0.3 160 30 160 1400 MECCANISMI DI COLLASSO 1) rottura ad 2) rottura 3) rottura “locale arco globale generale ad arco”
del tetto della cavità meccanismo plastico del tetto della (“rottura a trave”) nella zona maggiormente cavità sollecitata a trazione meccanismo di coinvolge l’intera (mezzeria del tetto) plasticizzazione dal larghezza tetto della cavità fino Non vero e proprio collasso; sviluppo di un quadro zone plastiche al piano campagna fessurativo in volta, e formano un arco possibile evoluzione verso che non raggiunge Sprofondamento una condizione di collasso il piano campagna Sinkhole secondo le tipologie 1) e 2) Modelli agli Aumento nelle dimensioni della cavità – Elementi Finiti 2a fase: rottura
Max: 19 %
Punti plastici Deformazioni di taglio
Max: 60 cm Max: 60 cm
Spostamenti verticali Vettori di spostamento verticale Ginosa, 9 ottobre 2018
Conclusioni
• fenomeni di instabilità in cavità artificiali, qualunque sia la loro tipologia, possono rappresentare un serio problema per l’antropizzato sovrastante, oltre a mettere a rischio la salvaguardia di siti di enorme valenza storica, culturale, archeologica
• perdita della memoria storica, chiusura degli accessi, oltre ad incuria e abbandono aumentano notevolmente la possibilità di crolli
• instabilità nell’ambiente sotterraneo si possono propagare verso l’alto, fino a creare veri e propri sprofondamenti. Si tratta di due facce dello stesso processo, non possono essere scisse • valutazioni preliminari delle condizioni di stabilità non possono prescindere da osservazioni e rilievi diretti all’interno delle cavità • primo passo per una effettiva analisi di stabilità alla scala del sito
Mario Parise Una speranza per Ginosa
Trasformare la presenza di cavità artificiali da problema a ricchezza, valorizzare luoghi di grande rilevanza storica, culturale, religiosa, inseriti in uno scenario naturale di enorme valenza paesaggistica