5.3 2a applicazione: carta della pericolosità da frana di una porzione della Valle del Fellicarolo

La seconda applicazione del metodo modulare ha avuto luogo in una porzione della valle del torrente Fellicarolo. La realizzazione di questo elaborato ha costituito l’oggetto della tesi di laurea di Casarelli (1998), alla quale si rimanda per una descrizione dettagliata dei singoli elaborati.
Considerato che nell’area di studio era già stata effettuata una campagna di rilevamenti geologici di dettaglio finalizzata alla realizzazione della carta tecnica regionale alla scala 1:10000, si è ritenuto di assumere valide le informazioni stratigrafiche e strutturali desumibili dalla bibliografia. La cartografia geomorfologica invece risultava meno aggiornata e soprattutto l’unico elaborato disponibile per l’area di studio (carta geomorfologica alla scala 1:25000 di Carton & Francavilla, 1988) risultava inadatto ai fini del lavoro: l’esame dell’elaborato infatti aveva evidenziato alcune lacune nell’individuazione delle tipologie di fenomeni franosi presenti nell’area, elemento essenziale per l’applicazione del metodo modulare. Per poter procede alla sperimentazione del metodo modulare è stato quindi necessario eseguire un nuovo rilevamento e realizzare una carta geomorfologica aggiornata. La Figura 45 ne mostra una versione semplificata nella quale, per ragioni di scala, sono stati riportati unicamente le coperture quaternarie, omettendo tutta la simbologia relativa ai processi erosivi. La sperimentazione del metodo modulare ha interessato unicamente la fascia NE della vallata, evidenziata nella figura con un contorno a tratto nero.
Nel corso della campagna di rilevamento sono state anche eseguite stazioni strutturali finalizzate alla determinazione delle caratteristiche geomeccaniche degli ammassi rocciosi presenti nell’area di studio.
L’analisi della carta geomorfologica (Figura 45) ha messo in evidenza che nell’area di studio sono presenti le medesime tipologie di fenomeni franosi presenti nell’area del lago Pratignano: le due aree infatti oltre ad essere vicine geograficamente sono anche molto simili per caratteristiche geologiche e geomorfologiche.
Da un punto di vista areale le frane di crollo occupano una superficie di 0.33 km2; le frane di scivolamento lungo superficie di strato 1.45 km2; le frane di scivolamento di detrito 8.3 km2.

situazione area fellicarolo
I fenomeni di scivolamento in roccia lungo superficie di strato si trovano concentrati prevalentemente nella porzione meridionale dell’area di studio dove i versanti sono prevalentemente a franapoggio. In questa zona (Figura 46) la morfologia dell’area è decisamente controllata dall’assetto della stratificazione che in diversi casi ha permesso lo sviluppo di vere e proprie superfici strutturali.
Le frane per scivolamento di detrito sono concentrate prevalentemente nella porzione meridionale dell’area: in questa fascia infatti, l’assetto strutturale ha favorito lo sviluppo di una coltre regolitica-detritica che è risultata spesso sede di fenomeni franosi.
I fenomeni di crollo sono individuati quasi esclusivamente al piede di scarpate o versanti acclivi.

coperture quaternarie valle fellicarolo

5.3.1 Definizione dei moduli STAB

Visto che le tipologie di fenomeni franosi da includere nell’analisi erano le medesime considerate per l’area del lago Pratignano, sarebbe stato possibile riciclare parte dei moduli STAB dall’applicazione precedente. Infatti, a parte il modulo utilizzato per la realizzazione della carta della pericolosità da frane di crollo, per il quale erano stati individuati dei problemi (punto 5.2.6), gli altri avevano fornito un risultato attendibile. Trattandosi però di una applicazione sperimentale, è stato comunque tentata una ridefinizione anche per gli altri due moduli, nel tentativo di migliorarne ulteriormente la resa.

Definizione del modulo STAB per le frane di crollo

Il modulo STAB utilizzato per la realizzazione della carta della pericolosità da frane di crollo nell’area del Pratignano è stato completamente rivisto, alla luce delle considerazioni esposte al punto 5.2.6. Per realizzare questo nuovo modulo si è fatto riferimento ai metodi di Stevenson (1997) e Mora & Günter (1994). Per effettuare la valutazione della pericolosità sono stati scelti 12 parametri condizionanti, sintetizzati nella Figura 47 (vedi punto 5.2.3 per la descrizione dettagliata dei singoli parametri). In accordo con Mora & Günter (1994), i parametri scelti per effettuare la valutazione sono stati distinti in “predisponenti” (G.S.; G.J.; A/P; Filt.; N.S.; Spzfr; Aprrfr; Pers; Rugos; Riemp; Incl; Lung.P.) e “innescanti” (Alter; Prec; Er.P). Quindi, sfruttando i dati della matrice di interazione riportata in Tabella 17, ad ogni parametro è stato attribuito un peso28. La formula per effettuare il calcolo della pericolosità è stata ottenuta utilizzando il seguente schema:

  1. calcolo del valore di suscettibilità, ottenuto eseguendo la somma pesata del valore assunto dai parametri predisponenti;
  2. calcolo del valore di innesco, ottenuto eseguendo la somma pesata del valore assunto dai parametri innescanti;
  3. calcolo del prodotto fra il valore di innesco, il valore di suscettibilità e l’altezza della scarpata (trasformata in punteggio e moltiplicata per il peso corrispondente).
L’insieme (formula + tabelle dei punteggi), rappresentate in Figura 47, costituiscono il modulo STAB utilizzato per effettuare la valutazione della pericolosità da frane di crollo nell’area del torrente Fellicarolo.

modulo STAB frane di crollo fellicarolo

Determinazione dei moduli STAB per le frane di scivolamento di detrito e di scivolamento in roccia lungo strato

Per i moduli STAB utilizzati per la realizzazione delle carte della pericolosità da frana di scivolamento in roccia e da frana di detrito è stata solo riconsiderata la scelta dei parametri, mentre è rimasta invariata la tecnica utilizzata per la definizione della formula di calcolo (punto 5.2.3). L’insieme (formula + tabelle dei punteggi) che costituiscono i due moduli STAB utilizzati nell’area del torrente Fellicarolo, sono rappresentati nella Figura 48 e Figura 49. Le matrici di interazione dalle quali sono stati desunti i pesi introdotti nelle formule, concettualmente analoghe a quelle riportate in Tabella 18 e Tabella 19, sono riportate in Casarelli (1998).

modulo STAB frane di scivolamento in roccia fellicarolo
modulo STAB frane di scivolamento di detrito fellicarolo

La Figura 50 mostra le carte della pericolosità relative alle tre tipologie di fenomeno franoso coinvolte nell’analisi. La carta della pericolosità da frana per scivolamento in roccia lungo superficie di strato evidenzia che esiste una ampia fascia nella quale questa tipologia di fenomeno non si può verificare per mancanza dei requisiti minimi per l’innesco. La porzione settentrionale dell’area infatti non presenta versanti a franapoggio (Tabella 16) e pertanto deve essere considerata a pericolosità nulla, relativamente a questa tipologia di fenomeno franoso (zone bianche della carta). La carta della pericolosità da frana di crollo mostra che le possibilità di innesco di questa tipologia di fenomeno franoso sono limitate a ristrette fasce, in corrispondenza di scarpate o versanti acclivi. L’esame della carta topografica ha confermato che esiste una relazione fra l’altezza della scarpata e il suo grado di pericolosità, a dimostrazione che la modifica del modulo STAB utilizzato per questa tipologia di fenomeno franoso ha avuto l’esito desiderato. La possibilità di innesco di frane di detrito è condizionata dalla presenza sul versante di una coperture detritica. Questo spiega la distribuzione a pelle di leopardo delle aree potenzialmente interessate da questa tipologia di fenomeno franoso.
È utile ricordare che in questa fase le tre carte non sono fra di loro comparabili. In altre parole non è detto che un’area indicata in verde nella carta relativa ai crolli abbia una pericolosità più bassa di un’area indicata in azzurro nella carta relativa alle frane di detrito.

carta pericolosità relative fellicarolo

5.3.2 Realizzazione della carta della pericolosità complessiva

Per rendere comparabili le tre carte rappresentate in Figura 51 è stato utilizzato il modulo di omogeneizzazione HOMOPROP, applicato anche all’area del lago Pratignano e descritto dettagliatamente al punto 4.4.2. La Tabella 23 mostra i parametri chiave necessari per effettuare l’omogeneizzazione mentre i tabulati, analoghi a quelli riportati in Tabella 21, che mostrano per ogni versante il passaggio dal valore di pericolosità non omogeneizzato al valore di pericolosità omogeneizzato sono riportati in Casarelli (1998).

fattori omogeinizzazione fellicarolo

Per via dell’elevato numero di aree presenti (306 in totale), l’operazione di somma necessaria per la realizzazione dell’elaborato finale è stata eseguita in maniera semiautomatica usando il programma Corel Photo Paint. Il programma, che consente di effettuare operazioni di somma su documenti raster in toni di grigio, è stato utilizzato come un rudimentale GIS. Da un punto di vista operativo la prima operazione che è stata eseguita è stata la trasformazione dei valori di pericolosità omogeneizzati in livelli di grigio (grigio 0, corrispondente al nero, per la pericolosità nulla e grigio 85 per la pericolosità massima). Quindi i tre elaborati sono stati sovrapposti ed è stata effettuata, pixel per pixel, una somma fra i valori di grigio. Considerato che per ogni carta al massimo valore di pericolosità era stato fatto corrispondere il tono di grigio 85, l’eventualità di una sovrapposizione per le tre carte di tre aree a pericolosità massima avrebbe prodotto il grigio 255 (85+85+85=255), che corrisponde in termini cromatici al bianco. Questa eventualità però non si è mai verificata e quindi al massimo valore di pericolosità sarebbe dovuto corrispondere un grigio di tonalità media. Al fine di rendere l’elaborato più leggibile, l’istogramma dei toni di grigio è stato dilatato in modo che l’area a massima pericolosità, che era risultata di tono grigio medio, divenisse bianca. La carta della pericolosità complessiva quindi deve essere letta in modo inverso rispetto alle normali carte della pericolosità realizzate a toni di grigio: in questo caso più chiaro è il tono di grigio, maggiore è la pericolosità associata all’area. Le zone nere sono l’equivalente delle zone bianche della carta di Figura 43: rappresentano aree nelle quali mancano i presupposti per l’innesco di tutte e tre le tipologie di fenomeni franosi considerati e pertanto devono essere considerate stabili, nei limiti di approssimazione del metodo. La spiegazione dettagliata dei passaggi che hanno permesso, partendo da carte realizzate con il Canvas (estensione .cvs) di ottenere la carta della pericolosità complessiva (estensione .cpt) è riportata in Casarelli (1998).

carta pericolosità di frana complessiva fellicarolo

5.3.3 Considerazioni sull'applicazione del metodo modulare all'area del torrente Fellicarolo

L’analisi della carta della pericolosità complessiva mostra che le aree nelle quali si registra il valore di pericolosità massimo corrispondono alle aree nelle quali sussistono i requisiti per l’innesco di più tipologie di fenomeni franosi. Se si esaminano la Figura 51 e la Figura 50 si può vedere che nell’area catalogata a pericolosità maggiore (area bianca all’estremo S della carta) sussistono i requisiti per l’innesco di tutte e tre le tipologie di fenomeni franosi esaminati. A pericolosità alta o molto alta sono risultate anche diverse aree attorno al paese di Fellicarolo e a SW del paese stesso: in buona parte di questa zona infatti sussistono i requisiti per l’innesco sia di frane di detrito che di frane di scivolamento in roccia. Contrariamente a quanto accadeva nell’area del Pratignano, in questo caso non è individuabile una tipologia di fenomeno franoso (che nella prima sperimentazione era rappresentata dalle frane di crollo) in grado di operare un forte condizionamento sul risultato finale: nel caso dell’area del Fellicarolo infatti, la differenza fra i valori del fattore di omogeneizzazione delle tre tipologie esaminate è meno marcata rispetto all’area dell’Ospitale e quindi, sebbene anche in questo caso esista una “tipologia dominante”, il suo grado di influenza sul risultato finale è decisamente minore.
Nell’area del Fellicarolo, i crolli hanno rappresentato la tipologia con il fattore di omogeneizzazione più basso. Cercando con attenzione sulla carta della pericolosità complessiva si possono notare aree grigio molto scuro, che quasi si confondono con il colore nero delle aree stabili: eseguendo una comparazione fra la Figura 50 e la Figura 51 si può notare che queste aree rappresentano le zone catalogate a pericolosità media o bassa nella carta relativa ai crolli. Il basso valore del fattore di omogeneizzazione ha fatto si che le aree catalogate a pericolosità media o bassa nella carta relativa ai crolli, nella carta complessiva risultassero a pericolosità molto bassa o quasi nulla. Se però si osserva l’area che nella carta relativa ai crolli era stata segnalata a pericolosità molto alta, si può notare che anche nella carta complessiva quest’ultima è risultata a pericolosità alta. Sebbene, per via del basso fattore di omogeneizzazione, a livello globale i crolli abbiano un peso basso, le aree nelle quali il pericolo di crollo è elevato mantengono un valore di pericolosità elevato anche nella carta complessiva. Questa circostanza è stata determinata dalla modifica apportata al modulo STAB utilizzato per la valutazione della pericolosità relativamente a questa tipologia di fenomeno franoso: usando una formula di calcolo basata sul prodotto infatti è stato possibile marcare la differenza di pericolosità fra le varie aree in misura molto maggiore di come si sarebbe potuto fare usando un metodo basato sulla somma. Se si osserva la Tabella 22 relativa all’area dell’Ospitale si può notare che, per una determinata tipologia, in termini numerici la pericolosità dell’area più a rischio è circa il doppio o il triplo della pericolosità dell’area classificata come più stabile: in questo caso per tutte le tipologie di fenomeni franosi la pericolosità era stata calcolata usando un metodo basato sulla somma pesata. L’istogramma riportato in Figura 52 mostra la variazione del valore dell’indice di pericolosità per le frane di crollo nell’area del torrente Fellicarolo, calcolato usando una formula basata sulla moltiplicazione (punto 5.3.1): in questo caso il valore di pericolosità dell’area più a rischio è più di 10 volte superiore del valore di pericolosità dell’area considerata più stabile. Questa differenza così marcata fra i valori di pericolosità delle aree più a rischio e delle aree più stabili fa sì che, anche in presenza di un fattore di omogeneizzazione basso, la pericolosità delle aree più a rischio risulti comunque significativamente maggiore rispetto alla pericolosità delle aree più stabili e pertanto nella carta della pericolosità finale le aree più a rischio rientrino comunque nelle fasce di pericolosità alta.

istogramma indici pericolosità frane di crollo fellicarolo

Una critica che viene spesso mossa nei confronti delle carte della pericolosità da frana è la mancanza di un test che indichi l’affidabilità dei risultati ottenuti. Nella presente applicazione la validazione dei risultati è avvenuta seguendo lo schema illustrato in Figura 53. Dopo aver realizzato la carta della pericolosità finale, si è eseguito un confronto fra questo elaborato e la carta della franosità. Dal confronto, eseguito in modo empirico, è emerso che effettivamente le aree nelle quali la densità di fenomeni franosi era risultata più elevata coincidevano abbastanza bene con le aree nelle quali la pericolosità da frana era maggiore. Questa concordanza è visibile in modo particolarmente evidente esaminando la porzione meridionale dell’area di studio, a S del paese di Fellicarolo, interessata da diversi fenomeni franosi (Figura 45) e risultata fra le aree più a rischio nella carta della pericolosità complessiva (Figura 51)

tecnica di validazione metodo fellicarolo

28 Per i parametri che non erano presenti all’interno della matrice di interazione riportata in Tabella 17 l’attribuzione del peso è avvenuta in modo empirico.