3.2 Individuazione di punti di debolezza comuni a più metodi

3.2.1 Il problema della giustapposizione di carte della pericolosità realizzate con metodi differenti

carte contigue realizzate con metodi differenti

Al punto 1.2.7 è stato evidenziato che quasi sempre gli elaborati comunemente chiamati “carte della pericolosità da frana” non si possono definire vere e proprie carte della pericolosità, se si considera l’espressione “pericolosità” secondo il significato rigoroso del termine. Quasi sempre infatti i numeri associati alle varie aree omogenee individuate in questi elaborati, in assoluto non hanno alcun valore ma sono utilizzabili unicamente come termini di paragone per generare una scala di pericolosità relativa fra le aree contenute all’interno della medesima carta.
Pertanto, se si immaginasse di dividere una zona di studio in due settori e di realizzare nel primo settore una carta della pericolosità da frana utilizzando un determinato metodo (A), e nel secondo settore una carta della pericolosità usando un altro metodo (B), facendo riferimento alla Figura 15 si potrebbe affermare che l’area a pericolosità 8 è più a rischio di frana dell’area a pericolosità 4 e che l’area a pericolosità 40 è più a rischio di frana dell’area a pericolosità 32, ma non si potrebbe stabilire quale, fra le aree a pericolosità 15 e 6 sia la più a rischio. Infatti, mentre le aree 8 e 4, come pure le aree 32 e 40, sono state esaminate con il medesimo metodo (la prima coppia usando il metodo A e la seconda usando il metodo B), le aree 15 e 6 sono state esaminate con metodi differenti (la 15 con il metodo B e la 6 con il metodo A). Realizzare una carta della pericolosità di una area giustapponendo due carte ottenute con due metodi differenti è una operazione che porta ad un risultato privo di significato.

3.2.2 Problemi collegati alla coesistenza di differenti tipologie di frana

Nell’affrontare il problema di realizzazione di una carta della pericolosità da frana occorre tenere in considerazione che in un’area, anche di piccole dimensioni, coesistono sempre differenti tipologie di fenomeno franoso. Non tutti i metodi però consentono di eseguire l’analisi della pericolosità in modo separato per le varie tipologie di frana presenti nella zona di studio (Tabella 12). Gli unici metodi nei quali il calcolo della pericolosità deve sempre essere eseguito separatamente per ogni tipologia presente nell’area sono i metodi basati sul calcolo del fattore di sicurezza. Visto infatti che la formula per eseguire il calcolo di F varia a secondo del tipo di fenomeno considerato, non sarebbe possibile esaminare con un’unica formula fenomeni franosi tipologicamente differenti. Nei metodi illustrati ai punti 3.1.4 e 3.1.5 è possibile eseguire una analisi differenziata per le varie tipologie di frana. Nella pratica però spesso si tende a non considerare il fattore “tipologia” nell’analisi della pericolosità. Volendo tenere in considerazione questa variabile, usando i metodi basati sull’analisi morfometrica è possibile eseguire una analisi della pericolosità che tenga in considerazione la presenza di differenti tipologie di frana individuando, per ogni litologia, una serie di soglie ognuna riferita ad una specifica tipologia; usando un metodo basato sull’analisi della distribuzione della franosità è possibile inserire fra i criteri di individuazione delle aree omogenee anche l’omogeneità rispetto alla tipologia di frana presente. Utilizzando invece un metodo basato sulla somma, somma pesata o moltiplicazione, non è possibile condurre l’analisi separatamente per le singole tipologie rilevate: la formula utilizzata per effettuare i calcoli infatti, una volta definita vale per tutta l’area di studio e viene applicata in modo sistematico per tante volte quante sono le aree omogenee individuate.

analisi pericolosità per metodi e tipologie

A giudizio dello scrivente, realizzare una carta della pericolosità da frana applicando in modo sistematico a tutte le aree omogenee individuate la medesima formula, è una operazione che da un punto di vista logico non è corretta. Nei punto che seguono verranno messi in evidenza alcuni controsensi che si determinano non tenendo in considerazione la variabile “tipologia” nella determinazione della pericolosità.

Il problema dell’attribuzione dei pesi

problema attribuzione pesi

L’operazione cardine dei metodi che utilizzano la tecnica della somma pesata, è la determinazione del peso assunto dai parametri coinvolti nella valutazione. Il peso, determinato numericamente con procedimenti variabili da metodo a metodo (punto 2.2.3), viene assegnato in modo che i parametri più influenti nella determinazione della pericolosità abbiano un peso maggiore mentre i parametri meno influenti abbiano un peso minore. Il peso quindi esprime l’importanza assunta dal parametro nel determinare condizioni di stabilità o instabilità. In altre parole, se ad una variazione del valore assunto da un parametro corrisponde una notevole variazione delle condizioni di stabilità del versante, allora il parametro “pesa molto” (il valore numerico del peso associato al parametro sarà elevato); se ad una variazione del valore assunto da un parametro corrisponde una variazione modesta delle condizioni di stabilità del versante, allora il parametro “pesa poco” (numericamente il valore del suo peso sarà basso).
La Figura 16 mostra una sezione tratta da una ipotetica area di studio. Sul lato destro della gola scorre un corso d’acqua che ha prodotto un terrazzo (zona subpianeggiante sulla quale sono raffigurati 3 alberi). Nel versante a sinistra della gola, per via dell’erosione operata dal corso d’acqua, si è sviluppata una scarpata fluviale. La superficie del versante a monte della scarpata è ricoperta da una coltre detritica. Nella sezione rappresentata in figura, possono potenzialmente innescarsi 3 tipologie di fenomeno franoso: frane di detrito, all’interno della falda che ricopre il versante; frane di crollo, in corrispondenza della scarpata; frane di scivolamento, in tutta l’area a sinistra del corso d’acqua (scarpata e pendio). Nell’area di terrazzo fluviale non si possono innescare fenomeni franosi. Tuttavia l’area di accumulo preferenziale delle tre tipologie di frana descritte precedentemente è proprio il terrazzo fluviale. Pertanto anche per quest’area deve essere inserita nella valutazione della pericolosità.
Se si considera ad esempio il parametro “copertura vegetale”, parametro che viene quasi sempre tenuto in considerazione in fase di realizzazione di carte della pericolosità, e si tenta di determinarne il peso (cioè l’importanza che questo parametro assume nel determinare il grado di pericolosità da frana), ci si trova di fronte ad un problema: il peso del parametro “copertura vegetale” è variabile a secondo della tipologia di fenomeno franoso considerato. Nel caso di frane di detrito il parametro “copertura vegetale” assume un peso elevato. Nel caso di frane in roccia per scivolamento lungo strato l’importanza del parametro è decisamente minore e nel caso di frane di crollo il peso è ancora minore. Se si considera poi l’importanza del parametro nei confronti di fenomeni di accumulo, si perviene facilmente alla conclusione che in questo caso il peso è nullo: il pericolo che un corpo di accumulo interessi l’area suborizzontale a margine del corso d’acqua, dipende dalle caratteristiche del versante che si trova a monte e prescinde dal tipo di copertura vegetale presente sul terrazzo. Se si estendesse questo ragionamento anche agli altri parametri coinvolti nella valutazione, si preverrebbe a risultati analoghi.
Considerato che l’importanza che i parametri assumono nel determinare il grado di stabilità dei versanti dipende dalla tipologia di fenomeno franoso che si può potenzialmente innescare e considerato che in una area, anche piccola, le frane si presentano sempre in diverse tipologie, che senso ha attribuire un peso ai parametri se questo peso non lo si riferisce ad una precisa tipologia di fenomeno franoso?

Il problema dell’attribuzione dei punteggi

Nei metodi che utilizzano il procedimento della somma pesata il grado di importanza dei parametri coinvolti nella valutazione viene espresso dal peso; nei metodi che non utilizzano i pesi (punto 3.1.1 e 3.1.3), l’importanza assunta dai parametri nel modificare le condizioni di stabilità dei versanti viene espresso dilatando o riducendo l’ampiezza della scala dei punteggi associati ai parametri stessi. Ai parametri che si ritengono più influenti verrà associata una scala di punteggi più ampia; ai parametri che si ritengono meno influenti verrà associata una scala di punteggi più ridotta. Ipotizzando che per una valutazione della pericolosità si decidesse di considerare i parametri litologia, inclinazione e copertura vegetale e ipotizzando che in ordine di influenza la litologia fosse al primo posto e la copertura vegetale all’ultimo, le scale di punteggi attribuiti ai parametri potrebbero essere del tipo di quelle rappresentate in Tabella 13. Utilizzando questo accorgimento risulta possibile enfatizzare l’effetto dei parametri dominanti anche nei metodi nei quali il peso dei parametri non compare all’interno della formula utilizzata per il calcolo della pericolosità: se i dati della Tabella 13 venissero trattati usando una somma algebrica, mentre una variazione del litotipo (A->B) comporterebbe una oscillazione del risultato di 5 (0->5), una variazione del tipo di copertura vegetale (roccia affiorante -> prato), comporterebbe una variazione del risultato di 1 (1->2).
Visto che l’ampiezza della scala dei punteggi associata ad un parametro dipende dal grado di importanza che riveste il parametro nel determinare il grado di pericolosità di un versante, si ricade nel controsenso evidenziato al punto precedente: se per effettuare la valutazione della pericolosità si utilizza un’unica formula di calcolo estesa a tutta l’area di studio, come è possibile determinare l’ampiezza delle scale dei punteggi, visto che l’importanza dei parametri coinvolti nella valutazione varia a secondo della tipologia di fenomeno franoso considerato?

sscale di punteggi per valutazione pericolosità su 3 parametri

Il problema della definizione della formula utilizzata per il calcolo della pericolosità

A giudizio dello scrivente, nell’applicazione dei metodi discussi ai punti (3.1.1 - 3.1.3) l’utilizzo di un’unica formula per effettuare il calcolo della pericolosità in tutte le aree omogenee individuate su una carta genera un ulteriore controsenso. È già stato evidenziato che in un’area, anche di piccole dimensioni, coesistono sempre differenti tipologie di frana, ed è noto che ogni tipologia di fenomeno franoso evolve secondo un meccanismo che è proprio di quella determinata tipologia: è proprio il meccanismo di franamento che permette di inserire un determinato fenomeno all’interno di una certa tipologia anziché di un’altra. Visto che in un’area coesistono sempre differenti tipologie di fenomeno franoso, e visto che ogni tipologia evolve secondo un meccanismo suo proprio, come è possibile valutare la pericolosità da frana utilizzando un’unica formula?
Un esempio può essere utile a chiarire il concetto: ipotizziamo che ad una persona che non sa nulla di meccanica venga chiesto di elaborare una formula semplice che permetta di prevedere in via approssimativa la velocità di una serie di mezzi di locomozione ed ipotizziamo che i mezzi coinvolti nella valutazione siano delle locomotive a vapore e delle automobili (due tipologie di mezzi di locomozione). Nonostante il meccanismo di funzionamento dei due tipi di mezzi sia molto complesso, una persona che osserva il fenomeno e che tenta di trovare una legge empirica per descriverlo sicuramente coglie un dato: se aumenta la velocità con la quale si alimenta la caldaia (badili di carbone in Figura 17) la velocità della locomotiva aumenta e se si preme più a fondo il pedale dell’acceleratore la velocità dell’automobile aumenta. Visto che il meccanismo che regola l’avanzamento dei due mezzi è differente, sarà necessario definire una legge una relativa al primo mezzo e un’altra relativa al secondo (due meccanismi di funzionamento -> due formule per prevedere la velocità).
Nell’esempio si è fatto riferimento ad una relazione empirica, semplice e molto approssimata, in quanto queste sono le caratteristiche delle formule utilizzate per effettuare le valutazioni di pericolosità da frana. A maggior ragione però il ragionamento sarebbe valido se si utilizzassero formule più precise ed aderenti alla realtà.
Se si esce dall’ambito dei metodi per effettuare la valutazione areale della pericolosità da frana e si entra nell’ambito dei metodi per analizzare le condizioni di stabilità di un singolo versante si vede che le formule utilizzate per calcolare il coefficiente di sicurezza sono differenti a secondo della tipologia di fenomeno franoso da studiare. Per quale ragione allora se in fase di valutazione sul singolo versante si sceglie la formula in funzione della tipologia di fenomeno studiato, in fase di valutazione areale si deve descrivere la pericolosità usando un’unica formula estesa a tutta l’area della carta?

velocità automobile vs. locomotiva

3.2.3 Il problema delle aree a pericolosità nulla

Fra i metodi più utilizzati per la realizzazione di carte della pericolosità da frana ci sono i metodi che sfruttano la tecnica della somma fra i parametri. Se si osserva una qualunque carta della pericolosità da frana realizzata con questo metodo e se ne esamina l’istogramma che indica il grado di pericolosità delle varie aree individuate sulla carta, si può constatare che l’aspetto che assume è simile a quello rappresentato in Figura 5: la pericolosità da frana oscilla da un valore minimo ad un valore massimo, ma a nessuna area è associato un valore di pericolosità nullo. Questo dato però contrasta con una constatazione: a parte rari casi infatti, in tutte le aree di studio è possibile individuare zone obbiettivamente stabili e per le quali il pericolo di frana lo si può considerare nullo. La ragione per la quale i metodi che sfruttano la somma non consentono l’individuazione di aree a pericolosità nulla è insita nel procedimento di calcolo che porta alla determinazione della pericolosità: è sufficiente che anche pochi parametri si discostino dal valore minimo perché il risultato della sommatoria non sia più nullo. D’altro canto individuare una soglia di pericolosità al di sotto della quale considerare la pericolosità nulla è un’operazione concettualmente errata in quanto il risultato della sommatoria non ha “memoria” dei fattori che lo hanno prodotto. Un esempio può essere utile a chiarire il concetto: immaginando di usare i dati di Tabella 13, un valore di pericolosità 10 può risultare da:
Litotipo A (0) + Inclinazione 37° (6) + Roccia affiorante (4) = Pericolosità 10;
Litotipo B (5) + Inclinazione 2° (1) + Roccia affiorante (4) = Pericolosità 10.
La pericolosità è uguale in entrambi i casi ma, mentre nel primo caso è possibile l’innesco di un fenomeno franoso, nel secondo caso (2° di inclinazione del versante) l’area è da considerarsi obiettivamente stabile. Questo risultato però non mantiene traccia dei parametri che lo hanno prodotto: in altre parole, osservando l’istogramma dei risultati, i due versanti appaiono identici come valore di pericolosità.
Nel momento in cui si individuano le classi di pericolosità, è possibile scegliere un limite al di sotto del quale le aree vengono considerate a pericolosità bassa o molto bassa, ma non è possibile individuare un limite al di sotto del quale le aree vengono considerate a pericolosità nulla.
Se si vuole mettere in evidenza che nella carta esistono aree obiettivamente stabili, operazione che talvolta viene fatta, occorre agire a monte del metodo individuando le aree nelle quali è esclusa qualunque possibilità di innesco di fenomeno franoso, ed assegnando a priori a queste aree una pericolosità nulla. Di norma le uniche aree per le quali è possibile determinare a priori una pericolosità nulla sono le aree nelle quali l’inclinazione del versante è suborizzontale (principalmente le zone di terrazzo fluviale).