Simulazione e analisi di frane superficiali con optic fiber sensing

"The instability of slopes and, more specifically, of mountainous slopes has always been an issue of utmost importance for the human race in all parts of the world" (Zhu et al., 2013). The understanding and the ability to model these phenomena have become of great importance with the aim of knowing their characteristics and knowing how to prevent the potential consequences. Nowadays, it is clear that the contribution of rainfall and the constant change of rainfall characteristics is a central element in the evaluation of these phenomena. The thesis focuses on an increasingly widespread and insidious type of event that is represented by the superficial landslides induced by intense rain phenomena. A study on the direct use of fiber optic as a sensor for monitoring these catastrophic events is then presented. After preparing preliminary numerical modeling, two simulations in a controlled environment are presented in a small scale, thanks to the help of a special artificial channel, designed and realized by the Politecnico di Milano in the campus laboratories of Lecco. The analysis uses two different technologies based on fiber optic properties, suitably calibrated. The results obtained confirm the good findings already presented in the literature and encourage future insights into the content in this direction.

“L' instabilità di pendii e, più nello specifico, di versanti montuosi è sempre stata una problematica di assoluta importanza per il Genere Umano in tutte le zone del mondo” (Zhu et al. 2013). E’ divenuta di fondamentale importanza la comprensione e la capacità di modellazione di questi fenomeni con lo scopo di conoscerne le caratteristiche e saperne prevenire le potenziali conseguenze. Oramai è chiaro che il contributo delle piogge e il continuo cambiamento delle caratteristiche delle precipitazioni è un elemento centrale per la valutazione di questi fenomeni. La tesi si centra su di una tipologia di evento sempre più diffuso e insidioso che è rappresentato dalle frane superficiali indotte dagli intensi fenomeni di pioggia. Viene quindi presentato uno studio sull’utilizzo diretto della fibra ottica come sensore per il monitoraggio di questi eventi catastrofici. Dopo aver predisposto delle modellazioni numeriche preliminari, in questa trattazione sono presentate due simulazioni in ambiente controllato, realizzate in scala ridotta grazie all’ausilio di uno speciale canale artificiale, progettato e realizzato dal Politecnico di Milano, nei laboratori del Campus di Lecco. L’analisi si avvale di due diverse tecnologie basate sulle proprietà ottiche della fibra, opportunamente calibrate. I risultati ottenuti confermano i buoni riscontri già presentati in letteratura e incoraggiano futuri approfondimenti dei contenuti in questa direzione.