Area test: Caltanissetta (Sicilia)

In occasione dell‟evento deformativo che ha interessato l‟area di Caltanissetta-Santa Barbara nell‟Agosto del 2008, è stata per la prima volta implementata la procedura per l‟individuazione delle aree critiche, secondo l‟approccio metodologico presentato nella sezione 5.4.1.

Il centro abitato di Caltanissetta si sviluppa all‟interno del Bacino di Caltanissetta, un‟unità paleogeografico-sedimentaria che, dal tardo Miocene al Quaternario, ha costituito il bacino di avanfossa tra il foreland ibleo e il thrust-front appenninico-magrebide. Nell‟area in esame affiorano diffusamente i depositi pliocenici e, solo marginalmente, quelli miocenici della serie Gessoso-Solfifera.

L‟11 Agosto 2008 il centro abitato è stato interessato da diversi dissesti, legati a fenomeni franosi nel quartiere Santa Flavia e Sant‟Anna, e a vulcanismo sedimentario in località Santa Barbara (Fig. 118). Tali dissesti hanno condotto all‟evacuazione di alcune abitazioni significativamente compromesse da danni strutturali (fatturazione degli elementi portanti).

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Inoltre, in località Santa Barbara, diversi pali della corrente elettrica sono stati divelti, le strade asfaltate hanno riportato diverse lesioni, con spaccature, cunette e avvallamenti di estensione pari a diversi decimetri, e numerosi danni sono stati riscontrati anche sulla strada statale 122 (Fig. 119).

Il vulcanismo sedimentario è un tipico fenomeno che si manifesta in zone d‟accrezione, con formazione di vulcani di fango localizzati lungo il margine esterno delle catene, caratterizzato da un regime di sforzi compressivi. Tale fenomeno si manifesta sottoforma di emissioni di gas, acqua e fango, più o meno violente. La risalita del fango e del gas avviene in seguito a due effetti combinati, la spinta di galleggiamento dei sedimenti sepolti (dovuta alla differenza di densità tra il materiale argilloso, sedimentato così rapidamente da non consentire l‟eliminazione dei fluidi e della sostanza organica in esso contenuta al momento della deposizione, ed i depositi sovrastanti a più alta densità) e l‟incremento della pressione interstiziale dei fluidi all‟interno degli stessi sedimenti (generata da processi tettonici e/o diagenetici).

I prodotti espulsi durante l‟evento in località Santa Barbara, composti essenzialmente da materiale argilloso, hanno ricoperto una porzione di terreno di circa 12.000 m2, con un diametro massimo di 120 m e uno spessore massimo di 3,5 m, per un totale di circa 10.000 m3.

Fig. 118 - Ubicazione delle aree interessate dai dissesti dell‟11 Agosto 2008, località Santa Barbara- Vulcanelli e quartiere Santa Flavia e Sant‟Anna, Caltanissetta.

5  Radar-interpretazione

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Fig. 119 - Foto dei dissesti alle abitazioni ed alle infrastrutture verificatesi l‟11 Agosto 2008 nell‟area dei Vulcanelli (da http://www.vigilfuoco.it/notiziario/notizia.asp?codnews=6780).

Sono stati analizzati i dati RADARSAT 2003-2008, aggiornati all‟immagine subito precedente all‟evento dell‟Agosto 2008, sono stati sottocampionati su griglia regolare quadrata di lato 100 m e, per ogni cella della griglia, è stato ricavato un PS sintetico la cui serie storica rappresenta la media delle serie storiche dei PS contenuti nella cella (la mediazione permette di lavorare su serie storiche meno rumorose), come mostrato in Fig. 120.

Fig. 120 - Dati RADARSAT-1 2003-2008 in geometria ascendente, elaborati con tecnica PS e successivamente ricampionati secondo una griglia regolare di cella 100 m x 100 m.

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Un primo approccio per la sperimentazione del modello ha visto l‟analisi delle serie storiche sintetiche mediante un modello polinomiale di primo ordine combinato con una sinusoide per la valutazione della componente stagionale del movimento. Tale modello è stato applicato alla parte pregressa della serie storica sintetica e i suoi parametri sono stati successivamente utilizzati per eseguire la predizione della serie storica nell‟intervallo di aggiornamento. I valori di spostamento dell‟aggiornamento sono stati quindi confrontati con l‟andamento predetto, e i punti le cui serie storiche si discostano dall‟andamento predetto sono stati segnalati come „anomali‟. Nel caso specifico, come parametro di anomalia è stato utilizzato il rapporto tra la somma degli errori tra il dato reale dell‟aggiornamento e l‟andamento predetto, e la variabilità della serie storica nel pregresso (deviazione standard).

Un secondo approccio per la sperimentazione del modello di segnalazione si è invece basato sull‟utilizzo di medie mobili. In particolare, sui dati pregressi è stata calcolata la media mobile semplice di ordine 12 ed il relativo scarto quadratico medio. Successivamente, la predizione dell‟andamento della serie storica nell‟aggiornamento è stata estrapolata dai valori della media mobile dell‟anno precedente all‟aggiornamento (i.e. si assume che nell‟intervallo di aggiornamento l‟andamento sia lo stesso di quello della media mobile dell‟anno precedente). Anche in questo secondo approccio sono state dunque calcolate le differenze tra il dato reale di spostamento nell‟intervallo di aggiornamento e l‟andamento predetto, ed è stato usato come parametro di anomalia il rapporto tra le differenze tra il dato reale e la serie predetta e la variabilità della serie storica nel pregresso (scarto quadratico medio).

La sogliatura dei parametri di anomalia ha permesso di individuare chiaramente PS con incrementi anomali delle deformazioni nell‟intervallo di aggiornamento nell‟area dei Vulcanelli-Santa Barbara, con entrambi gli approcci utilizzati (zona 1, Fig. 121). I dati hanno individuato anche altre zone „anomale‟ per comportamento della serie storica nell‟intervallo di aggiornamento (Fig. 121): l‟area Monte San Giuliano (zona 2), l‟area industriale sud (zona 3) e l‟area centro-occidentale del centro abitato (zona 4, Fig. 122).

Fig. 121 - Sogliatura dei PS sintetici: approccio lineare combinato a stagionalità (sinistra) e approccio con media mobile (destra). Zona 1: Vulcanelli-Santa Barbara; zona 2: Monte San Giuliano; zona 3: settore industriale sud; zona 4: settore centro-occidentale.

5  Radar-interpretazione

131 Fig. 122 - Esempi di serie storiche segnalate nell‟area centro-occidentale di Caltanissetta. L‟evento deformativo del febbraio 2007 viene individuato dall‟analisi degli andamenti anomali.

L‟analisi ha condotto all‟individuazione delle seguenti aree:

- Vulcanelli-Santa Barbara (area 1 in Fig. 121): area ad alta criticità, correlata al progressivo incremento della deformazione che ha portato alla violenta emissione di gas, acqua e fango dell‟Agosto del 2008;

- Monte San Giuliano e settore centro-occidentale (rispettivamente zona 2 e zona 4 in Fig. 121): aree interessate da movimenti gravitativi legati alla presenza di un substrato argilloso causa di dissesti generalizzati lungo i versanti del centro abitato; le anomalie sono state attribuite ad un incremento delle deformazioni nel Febbraio 2007, caratterizzato da un livello di criticità medio-basso poiché molto limitato nel tempo e con bassa intensità; - settore industriale sud (zona 3 in Fig. 121): area a bassa criticità, correlata ad un

decremento delle deformazioni indotte dall‟espansione delle argille in un area di recente urbanizzazione.

I PS sintetici segnalati come anomali sono stati quindi raggruppati spazialmente utilizzando un criterio semplice basato sul raggruppamento di celle anomale vicine e l‟isolamento di celle il cui PS sintetico è stato indicato come anomalo nell‟aggiornamento ma che sono circondate da celle a comportamento non anomalo (Fig. 123). Sono attualmente oggetto di studio alcuni modelli geostatistici finalizzati non solo alla delimitazione delle aree contenenti PS anomali, ma anche alla valutazione della variabilità spaziale e dell‟intensità dell‟anomalia all‟interno delle stesse aree segnalate.

L‟applicazione all‟area test di Caltanissetta ha fornito un chiaro esempio di individuazione di aree critiche che, dalla sola analisi delle velocità medie di deformazione, non sarebbero state identificate (es. area NO di Monte San Giuliano, Fig. 124). Al contrario, tale analisi ha mostrato inoltre che alcune aree caratterizzate da velocità di deformazione annuale sostenute (es. area soggetta a deformazioni gravitative nel settore NE del centro abitato, Santa Barbara NO, Fig. 124) non costituiscono invece aree critiche poiché caratterizzate da serie storiche conformi al modello atteso (es. alte velocità, ma mantenutesi costanti nel tempo).

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Fig. 123 - Sogliatura dei PS sintetici e raggruppamento in aree „anomale‟: dettaglio delle aree dei Vulcanelli-Santa Barbara (zona 1) e Monte San Giuliano (zona 2).

Fig. 124 - Dati PS visualizzati per velocità media (sinistra) e dati sintetici cui è stato applicato il modello di segnalazione (destra). L‟area in giallo (Santa Barbara NO) individuabile dalle velocità medie (sinistra) non è evidenziata come anomala in fase di monitoraggio (destra); viceversa, l‟area segnalata come anomala in fase di monitoraggio (area segnata in rosso; Monte San Giuliano) presenta velocità medie classificabili come stabili.

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6 D

Come dimostrato grazie ai diversi casi applicativi analizzati durante lo svolgimento della presenta ricerca, le tecniche interferometriche si sono dimostrate un valido supporto per la gestione del rischio geologico, fornendo un valido contributo nelle sue diverse fasi: sia le attività di individuazione e inventario (cfr. 5.1), sia quelle di caratterizzazione e mappatura (cfr. 5.2 e 5.3), nonché il monitoraggio e la sorveglianza (cfr. 5.4), possono infatti trarre un notevole beneficio dalla radar-interpretazione di misure InSAR e PSI.

Di seguito sono affrontate e discusse le principali potenzialità e limitazioni delle diverse metodologie di radar-interpretazione, in relazione ai risultati ottenuti mediante le differenti sperimentazioni condotte nell‟ambito della presente ricerca.