Istituto di Istruzione Superiore
“Alessandro Volta” – Pavia
PROGETTO AlimenTIAMOci – EXPO 2015
AREA
PROGETTUALE: la realizzazione di progetti di miglioramento del fondo
agricolo
Obiettivo
del progetto:
Effettuare un monitoraggio plano-altimetrico
di una frana allo scopo di valutare il danno all’ambiente, contribuire a creare
una casistica che possa permettere di prevedere eventuali futuri dissesti
idrogeologici e iniziare una fase di riqualificazione del territorio.
Classi
convolte: IVC e IVG Costruzioni, Ambiente e Territorio
(Geometri)
Autori della relazione:
Luogo
dell’attività: la classi hanno soggiornato per una
settimana a Romagnese (PV) nel mese di marzo 2014.
RELAZIONE TECNICA
Autori: Fabbri e De Luca classe IVC
1) Descrizione luogo
Tra
le colline pavesi ad un’altezza di circa 530m slm, situato nel comune di
Romagnese, più precisamente nella frazione di Gabbione, è collocato un
movimento franoso roto-traslatorio che andrà ad interessare la strada che
collega la località con il resto del comune. L’area interessata dalla frana
ricopre una zona di 100m x 110m (1 ettaro circa)
2) Descrizione del fenomeno franoso
Ogni
tipo di dissesto ha origine a causa di una mancanza, o di una perdita, di
stabilità, e quindi equilibrio, dei terreni o delle rocce presenti su un
territorio. Queste condizioni danno il via, come già detto, a situazioni di
instabilità che possono derivare da cause naturali o da interventi artificiali.
Tra le varie cause si ricordano:
·
Processi
di saturazione, e quindi di totale riempimento del terreno, a opera di forti
e/o prolungati periodi di pioggia;
·
Fenomeni
di desertificazione o inaridimento del suolo per motivi climatici o per diboscamenti,
escavazioni di inerti o deposito di materiali sterili;
·
Erosioni,
perciò consumo, generalizzato di versanti o di sponde dei corsi d’acqua
(esondazioni) ecc..
In
genere esiste un rapporto importante di causa-effetto tra le piogge e i
movimenti franosi. Per alcuni tipi di smottamento del terreno si è riscontrata
ed evidenziata una relazione tra l’innesco di instabilità e periodo di precipitazioni; in altri
casi si è verificata con l’intensità
della precipitazione. I meccanismi più importanti che danno luogo a fenomeni
simili possono essere:
·
Crolli di rocce;
·
Scivolamenti di masse di terreno;
·
Colamenti rapidi di terreno saturo;
·
Trasporto di materiale solido su ruscelli
orientati sui versanti (flussi incanalati).
A
seconda delle condizioni ambientali si può arrivare a determinare la presenza
di un solo fenomeno oppure di due o più insieme.
Nel
nostro caso abbiamo notato un movimento a ridosso di una strada che comporta
dei rischi per la sicurezza della viabilità e per porre rimedio eventi si
possono utilizzare diverse tecniche come per esempio il gabbione: un insieme di pietre incastrate per formare un muro a
secco racchiuse da una gabbia a maglia in metallo che ha la funzione di
contenimento e supporto al terreno interessato dalla frana.
3) Obiettivo del rilievo
Lo
scopo del lavoro è effettuare un rilievo plano-altimetrico a tempo “zero” del
terreno circostante alla frana in modo tale da ottenere un monitoraggio susseguito
da altri, intervallati da un periodo di tempo, i quali forniranno dati
utilizzabili per controllare l’eventuale smottamento del suolo e i suoi
movimenti roto-traslatori, facendo scattare, se necessario, la soglia d’allarme
e verificare l’altimetria dei punti.
4) Descrizione della strumentazione utilizzata
Per
effettuare una corretta e precisa misurazione è necessario avvalersi di
determinati strumenti; nel nostro caso specifico :
A.
Caposaldo/borchia/chiodo :
il caposaldo è un chiodo piantato
nel terreno che fa da punto a terra per la stazione totale, con una conca nel
mezzo utilizzata come vertice per il gps e il prisma, spesso circondato da
verniciature fosforescenti per facilitarne il rilevamento.
B.
Stazione totale
Si tratta di uno
strumento usato dai topografi per misurare angoli verticali, orizzontali e le
distanze.
C.
Prisma
E’ uno strumento
indispensabile per la stazione totale nelle misurazioni ed ha il compito di
riflettere il segnale laser del teodolite. Per essere più precisi lo strumento
è sorretto da un treppiede con pinza utilizzato per tenere in bolla il prisma.
D.
GPS (Global-Position-System)
Il GPS, ora chiamato
GNSS (Global-Navigation-Satellite-System), è nato come sistema di
posizionamento del Dipartimento della Difesa U.S.A, è bastato su una
costellazione di satelliti artificiali che emettono segnali radio dai quali si
può ricavare la distanza tra il satellite stesso e il punto. È stato ideato per
la navigazione e per il posizionamento in tempo reale e continuo. Per il nostro
lavoro abbiamo usato il GPS per la tecnica di rilievo detta “cinematica” in RTK
(Real Time Kinematic) che consiste nell’usare 2 ricevitori (Master e Rover), il Master fisso in un punto di coordinate
note che riceve costantemente i segnali GPS mentre il Rover è sempre in movimento e determina le coordinate dei vari
punti rilevati.
MASTER
ROVER
F.
Supporto cartaceo:
·
Carta tecnica regionale con punti di riferimento a livello
provinciale con una distanza tra essi compresa tra i 3 e i 5 Km
·
Monografie:
Documento
contenente tutte le informazioni utili e necessarie ad identificare
univocamente la posizione di un punto di riferimento
5) Obiettivi da raggiungere
Ottenere
dati utilizzabili per controllare lo smottamento del suolo e i suoi eventuali
movimenti roto-traslatori. Inoltre si vuole ottenere una verifica tra le
coordinate e le quote per notare possibili cambiamenti tra le misure prese con
la stazione totale e quelle prese con il GPS
6) Analisi dei metodi di rilievo:
Prima
di effettuare il sopralluogo ci siamo documentati cercando la carta tecnica
regionale (scala 1:10000 su carta trasportabile in Autocad), i rilievi
aero-fotogrammetrici (forniti dalla provincia sotto forma vettoriale), le
monografie dei punti fiduciali nella rete internazionale IGM 95 e le loro coordinate (Gauss-Boaga) che verranno inserite
nella carta regionale individuandone la posizione. Durante il sopralluogo sono
stati piantati i capisaldi nel terreno e poi cerchiati con la vernice per
facilitarne il riconoscimento. La posizione di questi ultimi è stata stabilita
in base alla reciproca visibilità dei punti. All’arrivo sul sito d’interesse,
un’attento esame del luogo ci ha mostrato le faglie dovute allo smottamento
della frana.
Il
giorno dopo, per il rilevamento della frana, siamo ritornati nella zona
interessata nella quale abbiamo compiuto le operazioni di rilievo procedendo in
questo modo.
CON LA STAZIONE TOTALE:
·
Utilizzando
la stazione totale, precedentemente montata su treppiede e messa in bolla sul
punto a terra tramite l’uso di viti di spostamento e di cui si è misurata
l’altezza, si è andata a determinare la posizione della stazione successiva e
dei punti attorno ad essa partendo dalla stazione base di coordinate note
tramite il puntamento del laser del teodolite verso il prisma.
·
Questa
misurazione dei punti si ottiene posizionando il prisma sul punto da collimare
e mirando con il cannocchiale del teodolite il centro del prisma stesso posto a
una determinata altezza, acquisendo ogni volta la distanza tra la stazione e il
punto, l’angolo verticale e l’angolo orizzontale. Facendo la differenza tra
l’altezza della stazione e quella del prisma si ottiene la quota del punto
rispetto ad un riferimento.
·
Basandosi
sempre sullo stesso procedimento si determina la posizione di ogni stazione ed
ogni punto ricordandosi sempre di ri-collimare le stazioni e i punti precedenti
per un maggiore controllo e per ridurre il margine di errore.
·
In
seguito alle varie misurazioni si è andata a formare una poligonale chiusa che
racchiude tutta la zona interessata dallo smottamento e di cui abbiamo tutti i
dati che occorrono per l’elaborazione a computer (distanze, angoli verticali,
angoli orizzontali e quote).
CON IL GPS:
·
Posizionamento
e montaggio del Master sul punto base 101 della carta regionale nel foglio B9C2
·
È
stata delimitata la zona con l’aiuto del rover, nel nostro caso tra la strada
campestre e quella asfaltata tramite l’individuazione dei punti sui cigli
interni ed esterni
·
Partendo
dalla zona limite vengono tracciate sezioni trasversali creando una maglia di
circa 7m x 7m.
·
Come
passaggio finale è stato verificato il punto 102 per una corrispondenza delle
quote e delle coordinate concludendo così il rilievo al dettaglio.
7) Elaborazione ed analisi dati
Dopo
aver utilizzato gli strumenti è stato possibile acquisire dati che, analizzati
dal geometra, hanno fornito delle importanti informazioni sulla frana. Con l'elaborazione
dati possiamo vedere le coordinate geografiche, la quota ellissoidica, il suo
codice e l'accuratezza che dipende dal numero di satelliti presenti in quel
momento(nel nostro caso 10), dalla loro conformazione (tanti segnali da diverse
posizioni e non solo sulla verticale) e dalla mancanza di ostacoli.
Abbiamo
osservato in totale la posizione di 429 punti di dettaglio oltre a quella delle
7 stazioni materializzate da altrettanti capisaldi.
Con
i dati provenienti dal rilievo poligonometrico abbiamo verificato le quote
ortometriche provenienti da rilievo GPS.
Tramite
il software LGO (Leica Geo Office) abbiamo esportato la nuvola di punti e i
capisaldi in formato dxf (file di interscambio con ambiente Autocad), abbiamo
quindi importato il dxf in ambiente Autocad ed abbiamo sviluppato la relativa
restituzione grafica.
Grazie
all’apposito software topografico abbiamo elaborato il modello matematico
dell'oggetto di rilievo (DTM-Digital Terrain Model)
Alla
definizione del DTM si è giunti elaborando i dati di rilievo a maglia
triangolare (triangoli di Delonè), maglia quadrata regolare, curve di livello.
Dati ottenuti dalla misurazione dei
punti sul campo
Elaborato grafico
della maglia a sezione trasversale di terreno ottenuto usando i dati provenienti
dalla misurazione con il GPS
Modello assonometrico 3D della zona
interessata dal movimento franoso
Rivestimento della
frana con le maglie triangolari
8) Considerazioni finali:
L’esperienza
a Romagnese dal punto di vista formativo è stata molto efficiente in quanto
mostra un diverso aspetto nel lavoro del geometra, sottolineando anche molte
qualità che sono necessarie per svolgere al meglio l’attività di rilievo quali
puntualità, impegno, precisione e desiderio di apprendere da ogni occasione
possibile nonostante le frequenti precipitazioni durante lo svolgimento del
lavoro.
ALLEGATI:
·
Carta
Tecnica Regionale
·
Monografie
dei punti di riferimento (rete raffitimento provincia di Pavia)
·
Stralcio
aerofotogrammetria
·
Specifiche
strumentali
·
Viste
assonometriche
·
Elaborazione
grafica delle curve di livello
·
Report
delle osservazioni (WGS84)
·
Report
coordinate locali
