BERNATerremoti e valanghe: ecco come verranno monitorati

BRIENZ - La frana di Brienz del 16 giugno del 2023 è stata monitorata grazie a un nuovo metodo ideato da un team dell'Istituto federale di ricerca per la foresta, la neve e il paesaggio (WSL) dell’ETH Zurigo. Questo metodo sfrutta i cavi in fibra ottica già esistenti per Internet ed può essere impiegato per il monitoraggio su larga scala di terremoti, valanghe e movimenti rocciosi.

Ma di cosa si tratta nel dettaglio? Le onde sismiche provocano piccole deformazioni di allungamento e compressione nelle fibre ottiche. Utilizzando un metodo chiamato Distributed Acoustic Sensing (DAS), i ricercatori possono misurare queste deformazioni in tempo reale e determinare la loro origine con precisione. Le fibre ottiche sono spesso lunghe molti chilometri, questo metodo è estremamente interessante per il monitoraggio a distanza dei pericoli naturali.

I ricercatori utilizzano una Dark Fiber, cioè una fibra non utilizzata all'interno di un cavo per telecomunicazioni. A questa viene collegato un dispositivo chiamato interrogatore, che invia impulsi laser attraverso la Dark Fiber. Se la fibra subisce una minima deformazione, gli impulsi ritornano alterati. Questo metodo può essere applicato ovunque i cavi in fibra ottica siano interrati per le comunicazioni – un'infrastruttura ampiamente diffusa in Svizzera, ad esempio lungo le linee ferroviarie. Lungo la strada del Passo del Flüela, il team WSL-ETH, guidato da Fabian Walter, sismologo presso il WSL, ha già utilizzato con successo questo sistema per registrare valanghe.

I movimenti della roccia a Brienz hanno offerto un'opportunità unica per testare il metodo su una frana: la montagna è stata monitorata attentamente con radar e sismometri prima e durante l'evento. I ricercatori hanno inviato impulsi laser attraverso un cavo per 45 giorni utilizzando un interrogatore del gruppo di Sismologia e Fisica delle Onde dell'ETH Zurigo, fino all'avvio della frana nella notte tra il 15 e il 16 giugno. «Le misurazioni hanno superato le nostre aspettative», ha affermato Walter. «Siamo riusciti a rilevare centinaia di piccoli distacchi di roccia prima del dell’evento principale, e naturalmente la grande frana».

La sfida più grande nel rilevamento tramite fibra ottica è filtrare i segnali desiderati dalle innumerevoli vibrazioni causate da treni, traffico o fiumi. A questo scopo, la dottoranda WSL Jiahui Kang ha sviluppato un algoritmo basato su intelligenza artificiale che riconosce automaticamente i segnali. I ricercatori hanno riportato, nella rivista Geophysical Research Letters, che l'algoritmo è stato in grado di identificare correttamente il 95% dei movimenti della roccia. Come confronto sono state utilizzate le misurazioni radar della società Geoprevent, che ha monitorato l'area della frana di Brienz.