dcsimg

pubblicato il 10 novembre 2011 in terra

Frane

Acqua e gravità in azione
Puntualmente, con le precipitazioni primaverili e autunnali, si torna a parlare, nel nostro Paese, delle frane, fenomeno distruttivo, che porta danni alle opere dell’uomo, spesso vittime tra la popolazione, quasi sempre modificazioni del paesaggio sovente irreversibili e drammatiche. Ma che cosa sono esattamente le frane? Quali sono le cause che le provocano e come l’uomo può difendersi dalla natura? Possiamo fare qualcosa per arginarle e tenerle sotto controllo?
Frane e franamenti
I franamenti sono fenomeni di distacco e movimento verso il basso di masse più o meno grandi di roccia o terreni sciolti. Una frana è invece il risultato di un franamento ed è quindi costituita dall’insieme del materiale caduto. Il distacco e il movimento di materiali sono dovuti ad un’unica, semplicissima causa, che controlla ogni nostra azione e ogni nostro movimento: la gravità. Alla gravità si oppongono, in natura, due forze fondamentali: l’attrito e la coesione. L’attrito è la resistenza che un oggetto (un piccolo ciottolo, un grande masso, una casa, una porzione di una montagna) oppone al richiamo della gravità, che tenderebbe a trascinarlo il più in basso possibile, mentre la coesione è la forza che “tiene insieme” le particelle (cristalli, granuli, mattoni, strati di roccia) che costituiscono un oggetto o un materiale. Gli oggetti “geologici” (masse di terra, strati di rocce, versanti e pareti di montagne) si trovano quindi in una situazione di delicato equilibrio tra queste forze: quando la gravità diviene prevalente sulle altre due, allora l’oggetto, o la massa rocciosa, si muove verso il basso. Moltissimi sono, però, i fattori che possono intervenire, in modo naturale o per causa dell’uomo, a turbare questo delicato e instabile equilibrio, venendo a variare l’attrito o la coesione del materiale, o intervenendo sulla gravità, con variazioni di peso del materiale. Il tipo di movimento, il volume del materiale, la velocità del movimento e gli eventuali segni premonitori dipendono proprio da questi fattori. Per questo risulta difficile classificare i vari tipi di franamenti possibili e ancor più difficile tentare di prevederli o di arginarli. Su molti di questi fattori l’uomo non ha alcun controllo, ma alcuni dipendono strettamente dalle attività umane, ed è proprio su questi che possiamo intervenire per ridurre i rischi di eventi franosi e limitare i danni. Come nel caso del rischio sismico, anche il rischio frane non può essere eliminato, ma, a differenza dei terremoti, sui quali non abbiamo alcun controllo e nei confronti dei quali possiamo agire solo limitando il più possibile i danni, molti fenomeni franosi sono più o meno indirettamente provocati dall’uomo, per cui in questo campo abbiamo un buon margine di azione anche per quello che riguarda la prevenzione.

Cause
Se la gravità è il principale “motore” delle frane, esistono, in realtà moltissimi fattori, per lo più di natura geologica e climatica, che rendono un terreno o un’intera montagna più soggetti di altri a fenomeni di franamento: sono i cosiddetti fattori predisponenti. Tra questi, di particolare importanza sono la natura geologica dei materiali (il tipo di roccia, la sua resistenza, il fatto che si tratti di materiale coerente, come una roccia, o sciolto, come un sedimento o un suolo), il suo stato di fratturazione o di alterazione, che ne condiziona la resistenza (una roccia compatta e priva di superfici di fratture ha intuitivamente una maggior resistenza di un cumulo di sassi fatti dello stesso materiale), ma anche la pendenza del versante su cui si trovano gioca un ruolo importante (è facilmente intuibile anche a chi non è geologo che una parete di nuda roccia verticale appaia potenzialmente più pericolosa di un dolce pendio coperto di morbido prato …. ma l’apparenza inganna, e non è sempre così!) Tutti questi fattori rendono alcune aree più a rischio di altre, tuttavia perchè si verifichi un franamento occorre, in genere, che intervenga “qualcosa” a perturbare il delicato equilibrio. Le cause scatenanti sono proprio i fattori che intervengono, a volte in modo imprevedibile, a modificare lo stato di equilibrio e finiscono per diventare il “detonatore” di una sorta di “bomba a orologeria” geologica. Tra le diverse cause scatenanti, drammaticamente note sono quelle legate ad abbondanti e durature precipitazioni, che intervengono riducendo l’attrito e la coesione e aumentando il peso del materiale. Il fenomeno è eclatante quando frane e dissesti seguono immediatamente lunghe e violente precipitazioni, ma la stessa causa può lavorare in modo più nascosto e insidioso, come, per esempio, con infiltrazioni di acqua sul fondo e sulle pareti di un invaso artificiale (come è accaduto, per esempio, nel 1963, nel noto disastro della diga del Vajont). Anche la fusione nivale può fornire grandi quantità di acqua che va a saturare il terreno rendendolo instabile, come è accaduto recentemente in Calabria. Movimenti improvvisi, come nel caso di un sisma, possono destabilizzare versanti e masse rocciose, per questo terremoti e violente eruzioni vulcaniche sono spesso accompagnati da frane. Anche lenti sollevamenti tettonici possono però sortire lo stesso effetto, soltanto in modo improvviso, e per questo forse anche più insidioso. Fenomeni di disgelo possono causare franamenti e colamenti di terreni sciolti o distacchi di blocchi di roccia, poichè viene a mancare la coesione offerta dal ghiaccio che “cementa” i materiali: questo fenomeno è ben visibile in aree di alta montagna e in zone di permafrost. Anche fenomeni di erosione fluviale ai piedi dei versanti possono innescare processi di franamento: l’asportazione di materiale alla base, infatti, rende instabile le masse che si trovano al di sopra. Moltissime delle cause scatenanti sono purtroppo di origine antropica: l’aumento di peso su un versante a causa di grandi e pesanti costruzioni, il disboscamento incontrollato che priva il terreno della coesione offerta dalle radice arboree, o, al contrario, il rimboschimento con specie vegetali non adatte, perchè troppo pesanti o dotate di un apparato radicale non idoneo, la realizzazione di strade e gallerie che “tagliano” i versanti, la cementificazione degli alvei fluviali che determina erosioni accelerate lungo le sponde non protette… l’elenco potrebbe essere ancora molto lungo, senza contare che anche sui primi fattori elencati, quelli” naturali”, l’uomo può portare un contributo, come, per esempio, nel già citato caso delle infiltrazioni d’acqua, oppure nell’innesco di fenomeni di subsidenza legati, al contrario, a eccessivo prelievo dalle falde acquifere. Esistono alcuni tipi di terreni argillosi, fortunatamente poco comuni, e non presenti in Italia, che hanno la singolare proprietà di “liquefarsi”, comportandosi come un liquido molto denso se sottoposti a brusche sollecitazioni (comportandosi un po’ come le sabbie mobili): in Scandinavia, dove questi terreni sono piuttosto comuni, si sono verificati gravi fenomeni di franamento causati dalle vibrazioni create dal passaggio di un convoglio ferroviario, che hanno letteralmente “liquefatto” intere colline!

Tante tipologie
Proprio perchè i fattori e le cause che possono provocare una frana sono così numerosi e variabili, esistono moltissime tipologie di frane. La classificazione, quindi, è molto difficile e complessa. Si può, però, distinguere, indipendentemente dal volume di materiale in movimento, in:

  • frane di crollo, che interessano pareti di roccia con distacchi di blocchi rocciosi, come quelli che stanno interessando attualmente molte cime dolomitiche, e quella di pochi mesi orsono che ha interessato l’abitato di Fiumelatte, sul lago di Como: sono frane relativamente poco pericolose, perchè in genere il volume di materiale è piccolo, ma difficilmente danno segni premonitori, poichè i distacchi sono sempre improvvisi (anche se, naturalmente, lo stato del versante o delle pareti può offrire molti indizi sulle probabilità del fenomeno);
  • frane di scivolamento: si tratta di movimenti di volumi di materiale anche molto grandi, che scivolano lungo una superficie che può essere relativamente piana, come un piano di stratificazione della roccia, come nelle famose “marocche” della valle dell’Adige, oppure concava, in cui il materiale segue un movimento rotazionale;
  • colate: materiali sciolti, come detriti, suoli, terreni argillosi e ceneri vulcaniche che si imbevono facilmente di acqua possono dare luogo a frane per colata, in cui il materiale scende a valle fluendo come un fluido molto viscoso. Il movimento può essere quello di una lenta colata verso valle, oppure può avvenire in modo rapido e molto violento, tanto da meritare il nome di “valanghe di roccia o di detrito”.

Intermedie tra frane per colata e alluvioni, sono alcune tipologie particolari, come i debris flow o i mud flow, letteralmente colate di detriti e di fango, che interessano materiali fortemente imbevuti di acqua e sono particolarmente pericolosi per la velocità di movimento e per la distruzione operata dal passaggio del materiale: sono proprio questi fenomeni che edificano, sulle nostre montagne, i conoidi di deiezione allo sbocco di valli piccole e grandi. Tra l’altro, proprio questi conoidi, per la loro posizione sopraelevata e spesso meglio soleggiata dei terreni pianeggianti circostanti, sono le zone maggiormente antropizzate, nonostante siano aree estremamente pericolose, come si può osservare, per esempio, percorrendo la Valtellina. In occasioni di eruzioni vulcaniche di tipo esplosivo, che producono grandi quantità di materiale sciolto, in particolare di ceneri fini, a seguito di forti piogge e della fusione di neve sulla sommità del vulcano, spesso si innescano pericolose colate di fango, dette lahar, particolarmente distruttive per la velocità di movimento del materiale, come è accaduto, per esempio, nel 1985 in Colombia, in occasione dell’eruzione del vulcano Nevado de Ruiz.
Com’è fatta una frana
Una frana, pur presentandosi spesso come un’area molto accidentata e complessa, mostra in genere ben visibile la nicchia di distacco, delimitata dalla scarpata che segna la zona dove è avvenuto il distacco dal versante, spesso coronata e circondata da fratture e crepe aperte nel terreno a monte, e da un corpo di frana, costituito dal materiale accumulato. Questo, indipendentemente dalla tipologia della frana, si presenta di solito come un’area a topografia irregolare, con numerose depressioni, sovente con un “piede” che si espande alla base a coprire il terreno su cui la frana è scivolata. E’ molto importante poter riconoscere le forme di antiche frane, poichè in genere questi fenomeni tendono a ripetersi nel tempo, poichè le caratteristiche geologiche del materiale non cambiano.
Movimenti rapidi e lenti
Le frane sono spesso caratterizzate da movimenti improvvisi, spesso a grandissima velocità, che trascinano a valle grandi masse di materiale. Sono sicuramente queste le frane più pericolose, perchè raramente danno tempo alle popolazioni coinvolte di mettersi in salvo, ma esistono altri movimenti, lentissimi, quasi impercettibili alla scala della vita umana, che tuttavia sono inesorabili e inarrestabili. Spesso coinvolgono enormi volumi di roccia, a volte intere montagne, e prendono il nome di deformazioni gravitative profonde di versante (DGPV). In genere producono, a breve termine, soltanto piccoli danni, come apertura di fratture e trincee e deformazioni del suolo, ma possono essere responsabili dell’innesco di frane di altro tipo, in terreni già predisposti: alle DGPV possono quindi essere associate frane di crollo o colate di detrito. Inoltre, il grande volume di materiale che impercettibilmente, ma inesorabilmente, scivola verso valle può causare gravi danni alle infrastrutture umane, come, per esempio, sta accadendo alle gallerie della moderna superstrada che collega Lecco alla Valtellina, dove le pendici del M. Legnone stanno scivolando verso il Lago di Como, causando deformazioni continue delle gallerie, alle quali è molto difficile porre rimedio: si tratterebbe, infatti, di sostenere l’intera montagna!

Il territorio italiano
L’Italia è uno dei Paesi più a rischio per quanto riguarda le frane. Questo deriva dalle caratteristiche geologiche del nostro territorio. Innanzitutto, ben il 77% del nostro territorio è costituito da aree montuose o collinari, fattore già di per sè destabilizzante. Inoltre, si tratta di un territorio geologicamente giovane e molto attivo, con molte aree attualmente in sollevamento, come molti settori delle Alpi e degli Appennini, e con numerose zone vulcaniche e a forte rischio sismico, tutti fattori che favoriscono molto il rischio frane. Vaste zone sono inoltre coperte da depositi sciolti recenti, spesso di natura argillosa, come molte aree dell’Appennino, materiali molto sensibili sia all’azione della gravità che all’imbibizione di acque meteoriche. Si tratta, quindi, di una caratteristica naturale del nostro Paese, insita nella sua storia geologica. Tuttavia, ogni anno sono in costante aumento le notizie allarmanti di fenomeni franosi in atto o temuti. Questo non significa necessariamente che il numero di frane sia in aumento: aumenta il numero di frane che vengono segnalate e salgono alla ribalta delle cronache perchè aumenta costantemente la pressione antropica sul territorio. Aumentano le aree stabilmente abitate, prima destinate soltanto a coltivazioni e pastorizia, e aumenta la frequentazione di aree di alta montagna, per scopi turistici, mentre nel contempo vengono abbandonate tutte le attività di mantenimento e recupero ambientale, come il taglio controllato dei boschi e la pulizia degli alvei dei torrenti. Purtroppo, si sta anche perdendo un prezioso bagaglio di cultura, e saggezza, contadina: pur senza possibilità di studio o di utilizzare sofisticati strumenti di indagine, i nostri nonni avevano una profonda conoscenza della montagna e difficilmente malghe e casali antichi si trovano in posizioni pericolose per quanto riguarda frane e alluvioni.
Se si eccettuano la Pianura Padana, la Puglia e la Sardegna, tutte le regioni italiane sono a forte rischio di frane e, per la continua espansione degli insediamenti urbani, i comuni a rischio sono in costante aumento. Di conseguenza è necessario osservare, in molte regioni, le normative che prevedono una perizia geologico-tecnica per la stesura dei piani di urbanizzazione e l’abusivismo edilizio. Anche la decisione di evacuare o, nei casi più gravi, di spostare altrove interi abitati incontra, per comprensibili motivi economici, ma anche umani, un forte ostacolo, spesso, purtroppo, anche di fronte a chiare situazioni di pericolo. Si vede bene, quindi, come una situazione naturale già di per sè estremamente favorevole a fenomeni franosi anche di grave entità venga ulteriormente aggravata dal fattore antropico.

Rischio o pericolo?
Studiando i fenomeni franosi, è opportuno distinguere quello che è il rischio legato alla probabilità del verificarsi di un evento, dalla sua pericolosità, legata invece ai danni materiali e in termini di vite umane che il fenomeno può provocare. Frane gigantesche in aree disabitate, pur venendo a modificare in modo irreversibile il paesaggio, non sono particolarmente pericolose, mentre un unico masso in bilico su una parete che sovrasta un centro abitato può essere molto pericoloso, nonostante il piccolo volume, perchè andrebbe a colpire direttamente cose o persone, provocando gravi danni economici e umani. E’ con questo criterio, in genere, che si decide l’entità degli interventi preventivi e di protezione da realizzare in un’area franosa. Le frane, quindi, non hanno tutte lo stesso “valore”. E’ importante, però, soprattutto nel caso di frane di grande volume, valutare bene tutte le conseguenze della caduta di una frana, compresi i possibili mutamenti indotti sul paesaggio e su altri processi geologici: non è raro, infatti, che una frana, per esempio, cadendo, vada a sbarrare un corso d’acqua, provocando la formazione di un lago, in genere instabile e possibile causa di inondazioni gravi in caso di tracimazione (come nel caso della frana della Val Pola, nel 1987, in Valtellina), o che possa provocare un’inondazione cadendo all’interno di un bacino lacustre, naturale o artificiale (come nel caso della diga del Vajont). Alcune frane cadute in mare, o subacquee, possono provocare enormi onde di tsunami, come quella che molti geologi prevedono per il crollo del vulcano Cumbre Vieja, sull’isola di La Palma, alle Canarie. Puoi approfondire questa parte con lo speciale “Tsunami alle Maldive”.

Studiare una frana
Spesso le frane entrano prepotentemente nelle cronache dei nostri notiziari come eventi improvvisi, catastrofi che si abbattono senza preavviso su un’ignara popolazione. In realtà, per tutte le considerazioni esposte poco prima, gli eventi franosi sono tutt’altro che imprevedibili e la loro “imprevedibilità” è soltanto frutto di scarsa conoscenza o di una discutibile politica sensazionalistica dei mezzi di informazione. Come nel caso dei terremoti, quello che non si può prevedere è il momento esatto in cui avverrà la frana, la precisa traiettoria o il volume esatto del materiale che cadrà, ma è certo che in molte aree sono evidenti i segni di un possibile distacco. La conoscenza dei meccanismi di franamento permette in genere di individuare le cause scatenanti, tanto che molto spesso si assiste all’allertamento preventivo delle strutture di soccorso, come la Protezione Civile, in concomitanza di eventi meteorologici che possano fungere da innesco per frane e smottamenti. Aree potenzialmente a rischio, poi, sono spesso tenute sotto controllo, a volte da moltissimi anni (i movimenti della frana di Spriana, in Valtellina, la cui caduta metterebbe a rischio di alluvionamento la città di Sondrio, sono noti dal 1589) con un’osservazione scrupolosa e continua. I segni premonitori che annunciano un imminente distacco o movimento spesso sono, almeno in fase iniziale, lenti e impercettibili se non attraverso un’osservazione strumentale, per cui soltanto un assiduo controllo del territorio permette di raccogliere queste preziose informazioni, che, pur non potendo dare una data precisa dell’avvenimento, forniscono indizi su eventuali accelerazioni dei movimenti e delle deformazioni in atto. L’osservazione e la misura delle deformazioni del terreno è sicuramente il metodo più attendibile per valutare l’attività di una frana e l’imminenza del franamento. Con l’uso di foto aeree e da satellite, affiancate a strumenti di misura precisi, come i GPS, è possibile osservare le variazioni nella forma e nella topografia del terreno, l’apertura di fratture e crepe, ed è possibile misurare lo spostamento di punti fissi, a volte appositamente fissati nel terreno, rispetto a punti di osservazione sicuramente non coinvolti nel movimento. Appositi strumenti, come estensimetri e deformometri, permettono di valutare la progressiva apertura di fratture o l’allontamento di blocchi rocciosi dalla parete, o di misurare le deformazioni in profondità, individuando così la posizione delle superfici di possibile scivolamento. Anche lo studio sul grado di imbibizione dei terreni fornisce dati importanti, poichè molti fenomeni franosi sono innescati proprio da questo fattore. Viene da sè che anche il controllo delle previsioni meteorologiche entra a far parte del monitoraggio di un’area franosa o potenzialmente tale. Come si vede, per gli addetti ai lavori le frane, nella maggior parte dei casi, sono tutt’altro che fenomeni imprevedibili e improvvisi.

Difese
Le opere di difesa dai movimenti franosi hanno come scopo quello di ristabilire la stabilità dei versanti, eliminando le cause del movimento o rinforzando i materiali. Per questo si possono realizzare diverse opere di difesa, in funzione del tipo di frana, delle caratteristiche geologiche e del territorio e del rapporto rischio/pericolosità. Alcune opere di difesa mirano ad eliminare o minimizzare alcune cause scatenanti, come la realizzazione di opere di drenaggio che allontanino l’acqua in eccesso dai terreni a rischio, la regimazione di corsi d’acqua, la piantumazione e il rimboschimento, o il consolidamento del materiale, oppure si possono realizzare opere di protezione, che mirano ad ostacolare il movimento del materiale con costruzione di muri di sostegno, valli e reti paramassi, con opere di consolidamento dei terreni sciolti e delle rocce fratturate, come la messa in opera di tiranti che trattengono i blocchi instabili, con opere di disgaggio e di pulizia del materiale instabile, che viene fatto cadere artificialmente, in modo controllato. Più sono grandi i volumi di materiale coinvolto, tuttavia, tanto più difficile risulta tenere sotto controllo i fenomeni franosi. Quando, come nel caso delle DGPV, i volumi sono pari ad un’intera montagna, l’unica prevenzione possibile è quella di allontanare insediamenti e attività umane dall’area. E’ una strada, questa, spesso difficile e dolorosa da realizzare, perchè non è facile convincere gli abitanti ad abbandonare la propria casa, i propri campi o la propria attività lavorativa.

Prevenire
Di fronte ai disastri naturali, due sono gli atteggiamenti che normalmente si osservano.
Da una parte, si tende a minimizzare o ignorare i rischi, fino a che non si verifichi l’evento calamitoso, per poi correre frettolosamente e dispendiosamente ai ripari, oppure a subire con atavica rassegnazione i capricci della natura. Dall’altra parte, si cerca di capire il funzionamento dei sistemi naturali, di prevedere le possibili situazioni a rischio, di prevenire il verificarsi del fenomeno evitando comportamenti che possano aggravare la situazione, realizzando opportune opere di protezione e di monitoraggio, predisponendo piani di evacuazione in caso di pericolo reale. Tutto questo, naturalmente, ha un costo economico e sociale non indifferente, e molto spesso si preferisce rimandare le spese di prevenzione e protezione, senza tenere conto che gli interventi per arginare un disastro avvenuto hanno un costo in genere assai maggiore degli interventi di prevenzione, senza considerare che a certi tipi di danni, come la perdita di vite umane, o di beni artistici o paesaggistici è impossibile porre rimedio. Finalmente negli ultimi tempi, grazie anche a nuove leggi che regolamentano l’espansione edilizia in aree a rischio, e grazie soprattutto all’opera di sensibilizzazione sull’opinione pubblica, si assiste ad una maggior presa di coscienza da parte delle amministrazioni pubbliche e della popolazione. Nell’ipotesi di scegliere la prevenzione come difesa dalle frane, molti sono gli interventi che si possono mettere in atto. A seconda della tipologia del movimento e dei materiali, saranno più o meno dispendiosi e più o meno efficaci, tuttavia il risanamento completo e definitivo di un’area franosa è attualmente ancora irrealizzabile. L’atteggiamento corretto di fronte a questi fenomeni è dunque quello di prenderne atto, di studiarli e comprenderli il più possibile, di tenerli sotto controllo con una efficace rete di monitoraggio, di intervenire, dove possibile, con opportune opere di difesa e di evitare ogni atteggiamento o attività umana che possa in qualche modo contribuire ad innescare o aggravare i fenomeni, cosa che può comprendere l’abbandono di aree particolarmente pericolose o la rinuncia alla realizzazione di opere che interferiscano troppo pesantemente con il delicato equilibrio naturale. L’informazione sui reali rischi e sugli interventi possibili è fondamentale, perchè coinvolge la popolazione nelle scelte, che diventano così più consapevoli, anche se a volte difficili e sofferte, come nel caso si debba rinunciare a ricostruire un abitato devastato da una frana.

A cura di Paola Tognini

Con il patrocinio del Ministero dell'Istruzione, dell'Università e della Ricerca
 
Eni S.p.A. - P.IVA 00905811006