La caratterizzazione geometrica ed idrogeologica di un corpo di frana consente di pianificare con maggiore precisione ed accuratezza gli interventi da effettuare sull'area interessata dal fenomeno ai fini della sua stabilizzazione e messa in sicurezza. Tra le tecniche di indagine non invasive che possono dare un contributo a tale attività, la tomografia di resistività elettrica sta rivestendo un ruolo sempre più importante, come evidenziato dal lavoro di revisione dello stato dell’arte effettuato da tre ricercatori del CNR-IMAA e pubblicato sulla rivista Earth-Science Reviews.
Le frane sono fenomeni complessi il cui studio richiede l'applicazione di un approccio multidisciplinare basato sull'integrazione di tecniche dal suolo, da aereo e da satellite. Infatti, tale approccio consente di studiare il fenomeno a diversa scala spaziale e temporale, di valutarne lo stato di attività, di definirne le caratteristiche geometriche superficiali e profonde, di ottenere informazioni sui diversi fattori che possono aver contribuito al suo innesco, ecc.
Definire le caratteristiche geometriche ed idrogeologiche di un corpo di frana costituisce un aspetto estremamente importante per procedere alla pianificazione degli interventi da realizzare ai fini della stabilizzazione e messa in sicurezza del versante. Conoscere il volume di materiale coinvolto nel movimento può dare indicazioni sulla tipologia di intervento da effettuare, inoltre l'individuazione di aree a maggior contenuto di acqua consente di posizionare meglio i sistemi di drenaggio spesso utilizzati nelle aree in frana.
La tomografia di resistività elettrica (ERT) è un metodo geofisico molto utilizzato per il raggiungimento degli scopi di cui sopra. La resistività, infatti, è un parametro che dipende da diversi fattori quali il contenuto di acqua, la presenza di minerali argillosi, la porosità e la natura dell'elettrolita. Alcuni di questi fattori, in particolare il contenuto di acqua e la presenza di minerali argillosi, giocano un ruolo importante nell'innesco delle frane, ragion per cui tale tecnica risulta adeguata al loro studio e alla loro caratterizzazione.
Il lavoro di revisione dello stato dell’arte effettuato da tre ricercatori del CNR-IMAA e pubblicato sulla rivista internazionale Earth-Science Reviews analizza gli articoli scientifici riportati nelle più note riviste internazionali dal 2000 al 2013 e relativi all'utilizzo della ERT per lo studio di diverse tipologie di frana in diverse aree geografiche. La maggior parte degli autori hanno utilizzato la ERT in modalità 2D, ossia hanno ottenuto immagini bidimensionali di resistività elettrica nelle quali i contrasti di resistività sono stati spesso interpretati mediante il confronto con i risultati di altri metodi geofisici e la taratura con indagini di tipo diretto (stratigrafie, misure inclinometriche e piezometriche, ecc.). Pochi sono invece gli esempi di ERT 3D, probabilmente a causa delle condizioni logistiche che spesso non consentono di effettuare acquisizioni tridimensionali sui versanti interessati da un fenomeno gravitativo. Le applicazioni più recenti riguardano l'utilizzo della ERT in modalità time-lapse, ossia la misura dei valori di resistività in continuo nel tempo lungo un profilo che resta costantemente posizionato sul corpo di frana. Ciò consente di monitorare le variazioni di resistività nel tempo e di verificare, in maniera non invasiva e su un maggior volume di supporto rispetto ai metodi standard, se siano correlabili con variazioni nelle condizioni cinematiche della frana. L'utilizzo delle ERT time-lapse è stato favorito dallo sviluppo metodologico e tecnologico degli ultimi dieci anni che ha portato alla introduzione sul mercato di sistemi di acquisizione multicanale controllabili da remoto e allo sviluppo di nuovi software di elaborazione dei dati.
L'analisi dei risultati riportati in tutti gli articoli considerati ha evidenziato vantaggi e svantaggi del metodo ERT applicato alle frane. Benché esso sia ampiamente utilizzato per la definizione delle caratteristiche geometriche della frana e l'individuazione di aree a maggior contenuto di acqua o argilla, i risultati richiedono ancora di essere tarati con dati di tipo diretto (stratigrafie, misure inclinometriche) in presenza di contrasti di resistività bassi o mascherati da un elevato contenuto di acqua. Vi sono ancora molte sfide aperte per il futuro, le più importanti delle quali riguardano lo sviluppo di metodi di inversione congiunta di dati provenienti dall'applicazione di diversi metodi geofisici e la determinazione di correlazioni statistiche tra le variazioni di resistività elettrica in continuo e dei fattori che partecipano all'innesco delle frane.
Per informazioni:
Angela Perrone, CNR-IMAA – Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.
Perrone, A., Lapenna, V., Piscitelli, S. (2014). Electrical resistivity tomography technique for landslide investigation: A review. Earth-Science Reviews 135, 65-82.
