Studio sperimentale per il monitoraggio di frane superficiali tramite l'utilizzo di fibra ottica

Shallow landslides are induced by extreme hydrological events such as the occurrence of short and intense rainfall events or events with medium intensity but long. This kind of landslides generally involve small portions of terrain both in terms of aerial extension and involved depth but they are dangerous due to the absence of warning signals and their possible evolution. The work deals with the experimental study of these landslides through the execution of laboratory simulations on a slope with reduced scale, which was reproduced at the Gap2 Lab - Applied Geology and Geophysical Laboratory of the Territorial Pole of Lecco. The instrumentation used to perform the monitoring is based on optical fiber technology, different slope simulations have been performed in various geological conditions in order to evaluate the effective fiber efficiency in investigating the behavior of superficial landslides. This technology has been coupled with TDR (Time Domain Reflectometry) and georesistive metering devices, which provided additional indications to understand fiber behavior under different trigger conditions. The central goal was to study the evolution of rainfall-induced shallow landslides and in particular to verify the ability of the optical fiber to monitor the initiation phase and predict it in advance.From the current work, it is clear that the optical fiber is able to catch the landslide evidences. The experiments carried out are the starting point for further future research and applications in the field of risk prevention and monitoring.

Le frane superficiali sono indotte da eventi idrologici estremi come il verificarsi di piogge brevi e intense o da eventi di media intensità ma prolungati nel tempo. Tali scivolamenti coinvolgono porzioni generalmente ridotte di terreno sia arealmente che come spessori interessati, tuttavia risultano pericolose a causa dell’assenza di segnali premonitori e della loro possibile evoluzione. Il presente lavoro tratta lo studio sperimentale di tali franamenti attraverso l’esecuzione di simulazioni di laboratorio su un pendio in scala ridotta che è stato riprodotto presso il Gap2 Lab - Laboratorio di Geologia e Geofisica applicata del Polo Territoriale di Lecco. La strumentazione impiegata per eseguire il monitoraggio è basata sulla tecnologia a fibra ottica con la quale sono state eseguite diverse simulazioni con il pendio in condizioni geologiche differenti al fine di valutare l’effettiva efficienza della fibra nell’indagare il comportamento delle frane superficiali. Tale tecnologia è stata affiancata da strumentazione di supporto costituita da videocamere, TDR (Time Domain Reflectometry) e georesistivimetro che ha fornito indicazioni aggiuntive per capire il comportamento della fibra in condizioni differenti di innesco. L’obiettivo centrale è stato quello di studiare l’evoluzione dei franamenti superficiali indotti da precipitazioni e in particolare di verificare appunto la capacità della fibra ottica di monitorare la fase d’innesco e prevederla in anticipo.Dal lavoro svolto è emerso che effettivamente la fibra ottica è in grado di avvertire l’imminenza del franamento. Le sperimentazioni eseguite si pongono come punto di partenza per ulteriori ricerche future e applicazioni nell’ambito della prevenzione del rischio e del monitoraggio.