Per validare i dati satellitari, i tassi di deformazione superficiale sono stati confrontati e comparati con le osservazioni dei danni presenti sugli edifici e sulle infrastrutture in due escursioni nel marzo e nel luglio 2019. È possibile identificare in numerosi edifici in cemento delle crepe che si diramano dagli infissi verso il tetto delle case, creando vere e proprie reti di piccole fratture (Figura 66a). Punti di debolezza simili agli infissi si possono
85 trovare anche negli oggetti incassati nei muri, come nel caso di una centralina della luce elettrica (Figura 66b) o della calce inserita tra un mattone e l’altro (Figura 66e). Un caso interessante è quello di un muro presente nei pressi di Case di Sotto. Solcato da numerose crepe questo muro è stato spesso riparato, a volte tramite l’utilizzo di tiranti ed è persino monitorato tramite l’uso di semplici estensimetri (Figura 67). Questo tipo di fratture verticali è molto diffuso in tutta l’area di frana.
Figura 66 - A sinistra: Frana di Migliana. A destra: a) rete di crepe sulla parete di una casa , b) Frattura di circa 0,5 cm di larghezza, c) frattura alla base di una colonna portante, d) tiranti installati per mettere in sicurezza un muro,
e) crepa di circa 4 cm di spessore.
Figura 67 - Estensimetro ricavato da una riga spezzata, utilizzato per monitorare le crepe su un muro nella località Case di Sotto.
86 Un caso differente è quello delle fratture orizzontali alla base degli edifici (Figura 66c), più rare e che possono portare talvolta allo scollamento di porzioni basali dei manufatti, come le strutture di accesso o, nei casi più severi, le fondamenta (Figura 68).
Figura 68 - Crepe orizzontali separano le scale.
La zona più colpita è quella di Case di Sotto. La maggior parte degli edifici presenta danni sulle pareti e molti di essi sono riflettori individuati dal satellite. Nella Figura 69 è presente una classificazione dei vari edifici della località in base alla media dei PS presenti al loro interno. Si può osservare che la maggior parte degli edifici presentano un tasso di deformazione basso (tra 2 e 5 mm/anno), ma comunque in grado di generare ingenti danni. Oltre alle reti di fratture (Figura 69a,b,d), in quest’area presenti in quasi ogni struttura, si possono rilevare crepe di spessore notevole intorno agli infissi (Figura 69c), agli angoli degli edifici e lungo i canali di scolo dell’acqua piovana. Durante le indagini, inoltre, un’abitante della frazione ci ha mostrato i danni subiti all’interno della sua abitazione. Dopo aver confermato che si trattasse di danni causati dalla frana l’edificio è stata utilizzato per perfezionare il limite superiore dell’area di frana.
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Figura 69 - A sinistra: classificazione della velocità media degli edifici basata sulla media dei PS presenti al loro interno. A destra: a), b) e d) reti di crepe, c) fratture intorno ad una finestra, e) tiranti utilizzati per sostenere u na
casa.
Queste tipologie di fratture sono molto comuni nelle aree di frana e sono riscontrabili in lavori che hanno effettuato simili analisi sugli edifici dei centri abitati colpiti (e.g. Ciampalini et alii, 2014; Bianchini et alii, 2015a, 2015b ; Figura 70).
Figura 70 – Simbologia per le crepe superficiali e degli edifici: a) simbologia per riportare le crepe sulla carta; b) tipologia di fratture (da Alexander, 1989); c) esempi di fratture degli edifici (modificato da
88
http://www.controllofessure-mg.it/): 1. Fratture orientate che mostrano una direzione e inclinazione unica; 2. Fratture estensionali che si distribuiscono “ad arco” lungo la fa cciata del palazzo; 3. Fratture di tensione verticali
(da Bianchini et alii, 2015).
GAVIGNO
Il piccolo centro abitato di Gavigno è costruito sulla frana FR_000000487 o Frana di Gavigno, codice IFFI 1001007800, ed è presente nell’Originale d’Autore in scala 1:10.000 (Figura 71).
Figura 71 – Frane presenti nell’area di Gavigno. In giallo sono indica te le frane Attive, in blu quelle Quiescenti. La frana attiva al centro è la frana di Migliana. La frana riattivata a sinistra, invece, è stata aggiunta durante il
processo di aggiornamento.
La frana è un dissesto dal movimento indeterminato Attivo, individuato per la prima volta dal progetto DIANA dell’università di Firenze nel dicembre 2013, e ha un area di 1,5 km2. La sua velocità rappresentativa V
S è 8
mm/anno e VH è 6 mm/anno. Geologicamente l’area è caratterizzata dalla Formazione del Torrente Carigiola,
come descritto nel dettaglio nell’Inquadramento dell’Area di Studio nella Capitolo Provincia di Prato, paragrafo L’Area di Gavigno.
Analisi delle Serie Storiche
Come per la frane precedenti le serie storiche rappresentative di Sentinel-1, Envisat e RADARSAT-1, in geometria ascendente, sono state riportate su un foglio di previsione per riuscire a valutare l’entità della deformazione dal 27/05/2010 (ultima acquisizione Envisat) al 12/12/2014 (prima acquisizione Sentinel-1) (Figura 72). Il tasso di
89 deformazione che si ottiene per questo periodo di quattro anni e mezzo è 6 mm/anno, inferiore al tasso registrato dai dati Sentinel-1 (Figura 72).
Figura 72 - Serie storica ricostruita da RADARSAT-1, Envisat a Sentinel-1.
I dati Sentinel-1 sia in geometria ascendente che discendente mostrano un andamento lineare della deformazione quasi speculare (Figura 73).
Figura 73 - Confronto tra serie storiche Sentinel-1 in geometria ascendente (in verde) e discendente (in arancione).
-50,00000 -40,00000 -30,00000 -20,00000 -10,00000 0,00000 10,00000 20,00000 30,00000 40,00000 50,00000 10/06/201427/12/201415/07/201531/01/201618/08/201606/03/201722/09/201710/04/201827/10/201815/05/201901/12/2019 De for ma zione ( mm) Tempo
Sentinel-1 Ascending e Descending
90 Anche mettendo a confronto i dati interferometrici con le precipitazioni (Figura 74) registrate alla stazione di Gavigno non si riscontra una correlazione, nonostante vi siano piogge intense registrate negli anni, con picchi oltre i 150 mm in un giorno. Ciò è probabilmente dovuto all’efficacia del drenaggio superficiale lungo tutto il versante occupato dalla frana. Si può concludere che la frana abbia ormai un comportamento stabile con un tasso di deformazione costante nel tempo, come precedentemente indicato dalla somiglianza tra dati in geometria ascendente e discendente.
Figura 74 - Confronto tra le precipitazioni della stazione di Gavigno e i dati Sentinel-1 in geometria ascendente.
Valutazione dei danni
Anche nel caso di Gavigno è stata svolta un indagine in situ allo scopo di valutare l’entità dei danni subiti dalle infrastrutture e dagli edifici nel novembre del 2019.
La strada che porta al paese presenta numerose fratture superficiali e si possono vedere i segni di continue riparazioni, particolarmente evidenti nella sovrapposizione di più livelli d’asfalto (Figura 75a). Anche in questo caso è possibile trovare numerosi muri che presentano crepe verticali di dimensione centimetrica prodotte dal movimento della frana (Figura 70; Figura 75b,c), mentre gli edifici presentano le reti di fratture già viste a Migliana (Figura 75d)). Si notano anche alberi dal fusto ricurvo, a causa del loro continuo adattamento al terreno sottostante in movimento, un altro tipico segnale della presenza di una frana (Figura 75e).
-45,00000 -40,00000 -35,00000 -30,00000 -25,00000 -20,00000 -15,00000 -10,00000 -5,00000 0,00000 5,00000 0 50 100 150 200 250 300 12/12/2014 12/12/2015 12/12/2016 12/12/2017 12/12/2018 D efor ma zio ne ( mm ) Pr ec ipi ta zioni ( mm) Tempo
Confronto con i dati pluviometrici
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Figura 75 - A sinistra: Frana di Gavigno. A destra: a) strada danneggiata, b) e c) muri con fratture centimetriche, d) reti di fratture, e) alberi piegati a causa del movimento continuo della frana.
Anche per Gavigno sono stati classificati gli edifici presenti in base alla media dei PS presenti al loro interno. In questo caso si può osservare che vi sia un numero maggiore di edifici con deformazione superiore a 5 mm/anno e 7 superano persino la soglia dei 10 mm/anno. L’effetto è osservabile sugli stessi a causa della massiccia presenza di crepe agli angoli degli edifici, punti deboli della costruzione (Figura 76b,d), di fratture verticali sulle pareti delle case pietravista, che sfruttano i punti di debolezza tra le diverse pietre che compongono il muro (Figura 76a) e di fratture orizzontali che tagliano alla base le colonne portanti degli edifici (Figura 76e). Qui come a Migliana alcuni edifici presentano l’utilizzo dei tiranti per combattere la continua degradazione dello stato delle case (Figura 76c).
Figura 76 - A sinistra: classificazione della velocità media degli edifici basata sulla media dei PS presenti al loro interno. A destra: a) frattura verticale in parete, b) e d) fratture verticali, c) tirante utilizzato per sostenere la
chiesa, frattura orizzontale che taglia colonne.
I danni presenti sugli edifici in entrambe le frazioni sono perfettamente in linea con la velocità di deformazione registrata dai satelliti per le due aree. Inoltre, permettono di evidenziare le costruzioni che presentano elevate velocità di deformazione dando la possibilità di intervenire prima che queste diventino un pericolo per i loro abitanti.
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DISCUSSIONE
Questo lavoro di tesi ha evidenziato i vantaggi e le limitazioni dell’utilizzo dei dati interferometrici e, in particolare, della tecnica PSInSAR nell’individuazione, caratterizzazione e rappresentazione delle frane e per estensione nell’utilizzo di questo metodo per l’aggiornamento e la compilazione delle carte inventario. Lo studio ha inoltre evidenziato quali siano i fattori principali che influenzano l’identificazione dei bersagli.