Analisi delle condizioni di dissesto idrogeologico nell'area archeologica di Tharros (OR)

Parte II

Introduzione

La pericolosità e il rischio idrogeologico e la loro valutazione

Valutazione del rischio in aree archeologiche quale esempio di interazione tra aspetti idrogeologici e beni culturali

Le condizioni di instabilità nel sito campione di Tharros

Attività di supporto alla realizzazione di indagini strumentali condotte nel quadro dell’attività di monitoraggio dei dissesti della collina di San Miniato (Firenze)

Bibliografia

Indice Tharros

INTRODUZIONE

L’attività svolta dai ricercatori del Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Firenze nell’ambito delle tematiche oggetto della Convenzione hanno riguardato diversi aspetti teorici e applicativi connessi con la valutazione delle condizioni di rischio derivante da fenomeni di instabilità in aree caratterizzate da emergenze architettoniche, storiche e culturali.

In particolare sono state effettuate indagini aventi per oggetto l’area archeologica di Tharros (Oristano), che ha costituito il sito campione della ricerca, nonché è stata effettuata attività di consulenza nel corso della realizzazione di nuove indagini strumentali finalizzate alla realizzazione di strumentazione di monitoraggio nella zona della collina di San Miniato (Firenze).

L’attività svolta nel corso della Convenzione può essere dunque sintetizzata nei seguenti punti fondamentali:

1) Revisione dello stato dell’arte in merito alle procedure operative legate alla valutazione del rischio idrogeologico e sua sintesi.

2) Individuazione delle peculiarità legate all’applicazione di tali procedure al caso in cui sono coinvolti beni culturali in generale e archeologici in particolare.

3) Studio geologico, geomorfologico e geologico applicativo del sito campione di Tharros (Sardegna occidentale).

4) Sperimentazione nell’area di Tharros di metodologie per la valutazione del rischio idrogeologico in aree a particolare valenza culturale.

5) Attività di supporto alla realizzazione di indagini strumentali condotte nel quadro dell’attività di monitoraggio dei dissesti della collina di San Miniato (Firenze).

Quanto descritto al punto 3) è stato oggetto della relazione intermedia prevista dalla Convenzione, che costituisce parte integrante della presente Relazione finale e a tale documento in corso d’opera si rimanda per le informazioni relative all’attività svolta in tale ambito.

Il presente rapporto contiene pertanto, in accordo a quanto previsto dal testo convenzionale e dal relativo allegato tecnico, quanto schematicamente riassunto ai precedenti punti 1), 2), 4) e 5), la cui trattazione costituisce i seguenti paragrafi.

Inizio

LA PERICOLOSITÀ E IL RISCHIO IDROGEOLOGICO E LA LORO VALUTAZIONE

Vengono qui sintetizzati i principali concetti relativi alla valutazione della pericolosità e del rischio, con particolare riferimento alle situazioni indotte da fenomeni idrogeologici potenzialmente distruttivi.

Innanzitutto occorre definire le diverse variabili con cui si deve operare nella valutazione del rischio: per le relative definizioni si sono tenuti quale riferimento i lavori di CANUTI & CASAGLI (1996) e di CRUDEN & FELL (1997).

a)    Intensità (I): grado di severità con il quale si verifica o si può verificare il fenomeno. La sua espressione è funzione del tipo di fenomeno.

b)    Pericolosità (H): probabilità che un fenomeno di data intensità si verifichi all’interno di definiti limiti spaziali e temporali. Si esprime in termini di probabilità annuale.

c)    Elementi a rischio (E): insieme dei beni esposti agli effetti del fenomeno (vite umane, attività economiche, edifici, infrastrutture, reti di servizio, ecc.). È preferibilmente espresso in termini di valore economico (valore degli elementi a rischio, W).

d)    Vulnerabilità (V): grado di perdita prodotto su un certo elemento a rischio dal verificarsi del fenomeno. Si esprime in una scala da 0 (nessuna perdita) a 1 (distruzione totale).

e)    Rischio specifico (R_S): grado di perdita atteso quale conseguenza di un fenomeno avente pericolosità H. Può essere espresso come R_S=H·V e in termini di probabilità annua.

f)     Rischio totale (R): atteso ammontare dei danni subiti (espresso preferibilmente in termini di valore economico, coerentemente con la determinazione degli elementi a rischio), quale conseguenza di un dato fenomeno. Può essere espresso come R=H·V·E.

g)    Analisi del rischio: insieme delle valutazioni sulla pericolosità, sulla vulnerabilità e sugli elementi a rischio fino alla determinazione della loro interazione, cioè del rischio totale.

h)    Rischio accettabile: rischio compreso entro il limite oltre il quale esso diviene troppo grande per essere tollerato dalla società nel quale si verifica, in funzione del complesso delle caratteristiche culturali, sociali ed economiche.

i)      Stima del rischio: valutazione del rischio totale in funzione delle soglie di rischio accettabile esistenti.

j)      Gestione del rischio: definizione delle contromisure e degli interventi necessari per giungere alla mitigazione del rischio.

Una complessiva valutazione del rischio presuppone pertanto l’esecuzione delle necessarie indagini per la determinazione della pericolosità, degli elementi a rischio e della loro vulnerabilità e una adeguata conoscenza dei livelli di rischio accettabile per giungere ad una stima del rischio stesso che possa essere di utilità nella fase di gestione, così come schematizzato in Fig. 1.

Di seguito saranno esaminati i principali aspetti legati alla determinazione delle variabili elencate.

VALUTAZIONE DELL’INTENSITÀ

Il principale problema nella valutazione dell’intensità consiste nell’identificare una grandezza che possa fungere da unità di misura della severità del fenomeno; essa può essere riferita alle caratteristiche fisiche o geometriche del fenomeno stesso o alla misura dell’intensità degli effetti prodotti dal suo verificarsi.

Il parametro descrittivo o di misura è comunque funzione del tipo di fenomeno: l’energia liberata o gli effetti sulle strutture per i fenomeni sismici, l’altezza di precipitazione per eventi meteorologici estremi, la velocità del vento o la forza del mare per uragani e maremoti.

Nel caso di fenomeni di natura idrogeologica, quali piene, frane e fenomeni erosivi, si fa ricorso generalmente a scale che utilizzano parametri descrittivi di tipo quantitativo, quali rispettivamente la portata al colmo, la velocità o le dimensioni del fenomeno franoso, la perdita di suolo per unità areali di riferimento.

VALUTAZIONE DELLA PERICOLOSITÀ

La valutazione della pericolosità si riconduce all’adozione di un modello di comportamento nel tempo e nello spazio di un determinato fenomeno.

Generalizzando all’insieme dei processi idrogeologici quanto previsto da HARTLÉN & VIBERG (1988) per la valutazione del rischio da frana, possiamo elencare le componenti di una completa valutazione della pericolosità.

a)    Previsione spaziale: previsione di dove il fenomeno indagato può verificarsi.

b)    Previsione temporale: previsione di quando il fenomeno indagato può verificarsi.

c)    Previsione tipologica: previsione delle modalità con cui il fenomeno può verificarsi.

d)    Previsione dell’intensità: previsione della severità del fenomeno.

e)    Previsione dell’evoluzione: previsione del mutamento delle “condizioni al contorno” del fenomeno.

Previsione spaziale

La previsione spaziale della pericolosità di un fenomeno idrogeologico consiste nella individuazione delle zone a maggior pericolosità rispetto a quelle circostanti e dunque essa conduce alla determinazione di una pericolosità relativa.

Si tratta di un’operazione che può essere effettuata secondo diverse tecniche in funzione del fenomeno indagato, per giungere alla identificazione di diverse entità: aree inondabili, fasce di pertinenza fluviale, aree potenzialmente interessate da fenomeni di frana o di erosione. In sintesi si può affermare che cinque sono le principali tipologie di approccio al problema.

a) Valutazioni empiriche. Sulla base delle considerazioni effettuate dall’operatore in conseguenza delle evidenze osservate sul terreno vengono individuate le aree a maggior pericolosità relativa. Ciò si addice a qualunque tipo di fenomeno: dai movimenti di versante (frane ed erosione), alle esondazioni (identificazione delle aree di pertinenza fluviale).
 

b) Indicizzazione degli effetti. L’analisi della distribuzione dei fenomeni presenti o passati viene impiegata come base per la previsione di fenomeni futuri, collegando la pericolosità ad altri caratteri del territorio (litologia, uso del suolo, ecc.). Si impiega correntemente nella valutazione della pericolosità di fenomeni franosi.
 

c) Indicizzazione delle cause. Mediante l’assegnazione di pesi alle diverse classi di fattori determinanti il fenomeno e tramite la loro combinazione si giunge ad una individuazione delle aree a maggior pericolosità relativa. Si tratta di un metodo che trova impiego nella valutazione dei processi erosivi e dei movimenti di versante in genere. L’assegnazione e la combinazione dei diversi pesi può essere effettuata con sistemi più o meno sofisticati, dall’approccio semi-empirico all’analisi statistica.
 

d) Analisi geometrica. Le condizioni fisiche del territorio sono ricondotte ai caratteri geometrici che permettono di descriverlo, traendo da essi le opportune considerazioni relative alla distribuzione areale della pericolosità. Questo metodo può essere impiegato nella valutazione della pericolosità da esondazione (valutazione delle altezze arginali in funzione delle altezze del pelo libero e individuazione delle aree inondabili), ma anche nell’analisi della pericolosità da frana (identificazione dei limiti di altezza e pendenza di versanti in frana e non).
 

e) Analisi deterministica. Con metodi che considerano la meccanica del problema (analisi di stabilità nel caso di fenomeni franosi, modellazione idraulica nel caso di eventi di esondazione), si giunge a determinare le zone contraddistinte da maggiore pericolosità.

Previsione temporale

Consiste nella definizione della probabilità di occorrenza (o del suo reciproco, il tempo di ritorno) del fenomeno indagato. A differenza della previsione spaziale, in questo caso si ha a che fare con una previsione assoluta.

Se P è la probabilità di occorrenza di un fenomeno (e T il suo tempo di ritorno pari a P ^-1), la pericolosità H, definita come probabilità di occorrenza dell’evento in un periodo di tempo di N anni, è data dall’espressione della distribuzione binomiale:

per eventi rari rispetto al numero di anni considerato, ovvero per N << T, la relazione diviene:

I criteri più comunemente usati per eseguire previsioni temporali sono i seguenti:

a) Stima empirica, di esclusiva pertinenza del giudizio soggettivo dell’operatore. Ciò chiaramente induce un possibile errore, anche molto notevole, tale da inficiare l’intera procedura di analisi delle condizioni di rischio.
 

b) Analisi di serie temporali relative agli effetti, mediante la quale si addiviene direttamente all’identificazione dei tempi di ritorno del fenomeno. Tale tipo di analisi, rientrante nel novero delle analisi storiche, è particolarmente agevole nel caso di eventi ben visibili e ripetibili, quali ad esempio le esondazioni. La frequenza annua f(N) degli eventi in un periodo di N anni è data dal rapporto tra il numero di eventi n e il numero N di anni considerato. Se la serie temporale di osservazione è sufficientemente lunga f(N) costituisce una stima della probabilità di occorrenza P.
 

c) Analisi di serie temporali relative alle cause, da utilizzarsi nel caso il metodo precedente non sia praticabile per carenza di dati o per le caratteristiche del fenomeno. Si tratta di analizzare fenomeni naturali dei quali si disponga di misure nel tempo, in qualche modo correlabili con il fenomeno in esame: fra i fenomeni maggiormente indagati sotto questo punto di vista, un ruolo predominante lo rivestono le precipitazioni, in virtù del loro ruolo di fattore innescante della gran parte dei fenomeni di instabilità idrogeologica.
 

d) Monitoraggio, con il quale il fenomeno viene tenuto costantemente sotto osservazione per giungere ad ottenere un insieme dettagliato di informazioni sull’evoluzione temporale del fenomeno e dunque sulla sua pericolosità temporale.

Previsione tipologica e dell’intensità

La previsione tipologica consiste nella definizione delle modalità con cui il fenomeno può verificarsi. In altre parole si tratta di prevedere quale forma assumerà l’evento indagato (ad esempio, la tipologia di frana - crollo, ribaltamento, scivolamento, ecc., la tipologia del processo erosivo - areale, per rigagnoli, per fossi, ecc., la tipologia di esondazione - per sormonto di argini, per correnti da monte, per infiltrazione, ecc.).

Questo tipo di previsione, insieme alla previsione relativa all’intensità del fenomeno, necessita di una dettagliata conoscenza delle caratteristiche dell’area indagata, sotto il più ampio numero di aspetti fisici (topografici, geologici, geotecnici, idrogeologici, ecc.).

Previsione dell’evoluzione

In questo tipo di previsione occorre valutare i mutamenti delle “condizioni al contorno” del fenomeno indagato, ovvero gli scenari possibili determinati dal suo verificarsi e, conseguentemente, individuare l’ambito spaziale che può essere interessato, direttamente o indirettamente, dal fenomeno stesso.

Nel caso di eventi di esondazione, ad esempio, si tratterà di individuare le possibili conseguenze sulla stabilità degli argini, le zone di ristagno, la possibilità di frane di sponda, ecc., mentre nel caso di fenomeni franosi occorrerà valutare la distanza di propagazione, i limiti di retrogressione e l’espansione areale.

Una volta esaminati tutti i diversi aspetti dell’analisi della pericolosità, occorre sintetizzare i dati raccolti per ottenere un’informazione complessiva su questo fondamentale aspetto dell’analisi del rischio.

Nel fare ciò è importante soprattutto disporre di dati il più completi possibile per quanto concerne la previsione spaziale e temporale: la valutazione della pericolosità è infatti essenzialmente una sintesi di questi due tipi di informazione, cui, successivamente, possono aggiungersi considerazioni sulla tipologia, l’intensità e l’evoluzione.

Possiamo pertanto affermare che la previsione della pericolosità è necessariamente una previsione spaziale e temporale, cioè consiste primariamente nell’indicazione di dove e quando un determinato fenomeno può verificarsi: la carenza di informazioni in questo senso non consente, infatti, di realizzare una completa analisi del rischio.

IDENTIFICAZIONE DEGLI ELEMENTI A RISCHIO E DEL LORO VALORE

Un fenomeno potenzialmente distruttivo può mettere a repentaglio numerose tipologie di beni: vite umane, strutture ed infrastrutture, attività economiche, reti di servizio, ecc.. Tali beni, nel loro complesso, costituiscono gli elementi a rischio, la cui caratterizzazione costituisce un passo fondamentale nell’analisi del rischio.

Il problema principale della caratterizzazione degli elementi a rischio è individuare una unità di misura che possa consentire di quantificare in modo univoco l’insieme dei beni, cioè determinare per ciascun elemento un valore W.

Il problema può essere affrontato in termini di valore monetario degli elementi, per ciascuno dei quali deve essere considerato un costo unitario w, in modo tale che:

dove N è il numero degli elementi presenti.

La difficoltà di questo approccio consiste nell’assegnare valori monetari a beni privi di valore commerciale, quali ad esempio beni di tipo ambientale o vite umane. Per superare queste difficoltà si può ricorrere ai criteri valutativi delle società assicuratrici, utili soprattutto per la valutazione del costo di danni inferti all’incolumità personale.

VALUTAZIONE DELLA VULNERABILITÀ

Una corretta valutazione della vulnerabilità deve il più possibile attenersi alla definizione del concetto, ovvero di grado di perdita atteso di un bene in conseguenza dell’evento indagato. Come detto ciò può essere espresso in una scala relativa con valori compresi tra 0 e 1, riferendosi il primo valore all’assenza di danni e il secondo alla completa distruzione del bene (danno totale).

La difficoltà nella determinazione della vulnerabilità è legata al tipo di elemento a rischio esaminato: nel caso di vite umane essa può essere espressa in funzione del grado di invalidità, permanente o temporanea, inferta in seguito al coinvolgimento nell’evento e nel caso di strutture e infrastrutture la vulnerabilità può essere intesa come la percentuale del valore del bene pregiudicata dal verificarsi del fenomeno. In quest’ultimo caso un’approfondita analisi della vulnerabilità passa attraverso lo studio delle caratteristiche statiche e dinamiche della struttura, in relazioni alle sollecitazioni cui essa viene sottoposta in seguito al verificarsi dell’evento.

Un approccio ulteriore, complementare a quello considerato, consiste nel mettere in relazione la vulnerabilità con il costo stimato per riportare il bene alle condizioni precedenti al momento del verificarsi dell’evento: anche per questo tipo di valutazione possono essere di ausilio i criteri in uso presso le compagnie assicuratrici.

RISCHIO SPECIFICO E TOTALE

Il rischio specifico R_S esprime in termini di probabilità annua o di tempo di ritorno il grado di perdita atteso quale conseguenza di un particolare fenomeno naturale di data intensità (CANUTI & CASAGLI, 1996) ed è espresso dal prodotto della pericolosità per la vulnerabilità:

Dal rischio specifico è possibile determinare il rischio totale, moltiplicando il primo per il valore degli elementi a rischio W, ottenendo il valore economico R:

La determinazione del rischio specifico consente di valutare gli effetti di un fenomeno, indipendentemente dalla valutazione degli elementi esposti a rischio e del loro valore, operazione, come notato precedentemente, non sempre agevole.

RISCHIO ACCETTABILE E STIMA DEL RISCHIO

Definito il rischio, specifico o totale, determinato dall’esistenza di fenomeni idrogeologici potenzialmente distruttivi, una completa valutazione del rischio presuppone il confronto tra il valore di rischio determinato e il rischio accettabile, in modo da effettuare la c.d. stima del rischio (FELL & HARTFORD, 1997). Il rischio accettabile, definito come livello di rischio compreso entro il limite oltre il quale esso diviene troppo grande per essere tollerato dalla società nel quale si verifica, in rapporto al complesso delle caratteristiche culturali, sociali ed economiche, può essere determinato in funzione di diverse variabili, dipendenti dalla tipologia di rischio esaminato.

In alcuni documenti di pianificazione territoriale (relativi non solo a rischi naturali, ma anche a rischi industriali) di recente redazione ad opera di enti ed agenzie nazionali di diversi stati (Canada, Hong Kong, Stati Uniti, Australia), si considerano le soglie di rischio accettabile quale funzione del numero di decessi causato dal fenomeno e della probabilità di occorrenza (BC HYDRO, 1993; HKGPD, 1994; VON THUN, 1996; ANCOLD, 1997).

Nei relativi diagrammi esplicativi è possibili riscontrare delle differenze relative all’andamento agli estremi delle soglie, ma in ogni caso si rileva il sostanziale accordo nel loro andamento. In particolare, è da notare la differente considerazione di eventi a bassissima probabilità di occorrenza o determinanti un elevato numero di decessi, inclusi in due casi in modo completo rispettivamente nei campi di rischio accettabile e inaccettabile.

Appare evidente che le soglie di rischio accettabile sono strettamente dipendenti dal tipo di fenomeno indagato: a parità di tempi di ritorno, ad esempio, ben diverse saranno le soglie per fenomeni sismici (per i quali sono tollerate anche numerose perdite umane), che per incidenti industriali (per i quali, viceversa, nessuna perdita umana è da considerare tollerabile).

È altresì da notare, come rilevato da FELL (1994), che l’opinione pubblica sembra tollerare elevati livelli di rischio (fino a 10^-2 per anno in termini di rischio specifico) se esposta volontariamente (incidenti stradali, sul lavoro, sportivi), mentre la soglia scende di alcuni ordini di grandezza (fino a 10^-5 - 10^-6) in caso di rischio involontario (rischi industriali, incendi, calamità naturali).

In ogni caso è possibile rappresentare una generale soglia di rischio accettabile da ritenersi valida per qualunque tipo di rischio, mettendo in relazione una generica intensità del fenomeno (e conseguentemente il grado di perdita che esso può generare) con la sua probabilità di occorrenza, senza fornire peraltro indicazioni di tipo quantitativo.

Si tratta di una rappresentazione semplificativa, che non contempla l’insieme delle valutazioni necessarie ad una completa analisi del rischio, ma che può costituire un utile schema di riferimento.

GESTIONE DEL RISCHIO

Lo stadio conclusivo della valutazione del rischio consiste nell’utilizzo nella fase decisionale delle informazioni ottenute nelle fasi di analisi e stima: in tale stadio devono infatti essere eventualmente adottate le necessarie misure per la riduzione del rischio stesso.

Le possibili strategie di gestione sono costituite da (CANUTI & CASAGLI, 1996):

1. aumento delle soglie di rischio accettabile, da realizzare tramite un’adeguata informazione o mediante impianti di allarme: le soglie di rischio consapevole tollerato sono infatti in genere molto più elevate rispetto a quelle di rischio involontario;

2. mitigazione del rischio, che, essendo R dato dal prodotto di H, V e W, può essere ottenuto tramite:

- riduzione della pericolosità, ovvero interventi mirati alla mitigazione delle cause naturali che determinano il fenomeno;

- riduzione della vulnerabilità, ovvero consolidamento delle strutture e realizzazioni di opere di protezione che riducano il coinvolgimento dell’elemento a rischio nelle conseguenze del fenomeno potenzialmente distruttivo;

- riduzione degli elementi a rischio, ovvero spostamento dei beni esposti al rischio in aree non interessate dall’eventuale verificarsi del fenomeno.

Inizio

VALUTAZIONE DEL RISCHIO IN AREE ARCHEOLOGICHE QUALE ESEMPIO DI INTERAZIONE TRA ASPETTI IDROGEOLOGICI E BENI CULTURALI

Il procedimento di analisi del rischio e le conseguenti fasi di stima e gestione formano dunque un complesso processo di valutazione costituito, come detto, da numerose componenti.

Fra queste sono da considerarsi imprescindibili:

-      le previsioni spaziali e temporali relative alla pericolosità;

-      la determinazione degli elementi a rischio e della loro vulnerabilità;

-      l’individuazione di soglie di rischio accettabile.

Tramite queste informazioni è possibile eseguire in modo soddisfacente l’intero processo di valutazione, compresa la fase di gestione del rischio, cioè il momento più direttamente connesso alla fase decisionale di pianificazione e uso del territorio.

In ogni caso si tratta di un procedimento non semplice il cui grado di difficoltà è comunque correlato con il tipo di fenomeno generatore di rischio e soprattutto con il tipo di elementi a rischio potenzialmente interessati dal suo verificarsi.

Nel caso di fenomeni idrogeologici in aree archeologiche, di particolare interesse risulta l’individuazione degli elementi a rischio e le conseguenze che essa può determinare nello svolgimento della procedura di valutazione. Di seguito verranno identificate le peculiarità di ciascun elemento dell’analisi del rischio e della sua gestione, relative al caso in esame.

ELEMENTI A RISCHIO E LORO VALORE

In un’area archeologica possono essere individuati quali elementi a rischio:

a) i beni archeologici immobili portati alla luce, rappresentati dalle strutture presenti nell’area (edifici e loro porzioni, strutture murarie in genere, pavimentazioni stradali, canalizzazioni, ecc.);

b i beni archeologici mobili portati alla luce, costituiti dai reperti rinvenuti in corso di scavo e conservati in prossimità o in corrispondenza del sito di rinvenimento in seguito alle scelte relative alle strategie di fruizione;

c) i beni archeologici mobili e immobili non esumati, sia quelli già individuati per i quali sono stati stabiliti lo scavo successivo o l’irrilevanza documentaria e la conseguente rinuncia all’esumazione, sia quelli dei quali non è stata ancora rilevata la presenza (nel caso, dunque, di aree ad elevata “potenzialità archeologica superficiale”);

d) strutture e infrastrutture associate all’area archeologica (spazi espositivi, strutture di servizio per i visitatori, ecc.);

e) attività economiche indotte;

f) incolumità del personale impegnato nelle operazioni di scavo;

g) incolumità dei visitatori dell’area archeologica.

Per quanto riguarda le tipologie di beni da d) a g), esse risultano comuni a gran parte delle valutazioni di rischio e pertanto per quanto concerne il loro esame valgono le considerazioni effettuate precedentemente in via generale.

Diversa è la situazione per i beni archeologici propriamente detti (mobili e immobili) per i quali è sì facilmente realizzabile un censimento, anche molto accurato, sulla base delle mappe di scavo (nelle quali compaiono spesso anche indicazioni sull’andamento di strutture ancora sepolte, ricadenti nella categoria c) tra quelle suesposte), ma assai problematica si presenta la fase di assegnazione di un valore, che, come detto, dovrebbe preferibilmente essere espresso in termini monetari.

Un bene archeologico, infatti, non può essere monetizzato in modo attendibile essendo privo di valutazione di mercato per l’assenza di quest’ultimo.

In alternativa alla quantificazione economica del bene si può tuttavia ricorrere, all’interno di un’area archeologica e anche tra aree archeologiche diverse, alla redazione di una scala relativa di valori, per giungere ad avere indicazioni differenziate sull’importanza dei reperti e delle strutture presenti, con ciò concorrendo alla eventuale individuazione di priorità di intervento.

Per eseguire tale classificazione possono essere utilizzati i seguenti criteri, messi a punto anche sulla base di alcune considerazioni generali sulla questione effettuate da BARKER (1986) e RENFREW & BAHN (1991):

A livello di singola area archeologica:

- rappresentatività dell’elemento in termini di documentazione archeologica;

- presenza di altri elementi analoghi a quello esaminato;

- stato di conservazione;

- importanza turistica dell’elemento.

Tra aree archeologiche diverse:

- importanza archeologica assoluta dell’elemento;

- localizzazione geografica dell’area considerata e conseguente diffusione all’interno della stessa di elementi analoghi a quello esaminato;

- stato di conservazione;

- importanza turistica dell’area archeologica.

A titolo d’esempio, sulla base dei criteri esposti, risulteranno di diverso valore relativo in una stessa area archeologica elementi simili in diverso stato di conservazione o elementi diversi, egualmente importanti in termini di documentazione archeologica, di cui uno presente in esemplare unico e l’altro facente parte di un gruppo di elementi analoghi tra loro. Nel caso di elementi analoghi situati in aree archeologiche diverse, invece, potrà risultare criterio distintivo, oltre allo stato di conservazione, la localizzazione geografica dell’area archeologica: in tal modo risulterà di valore relativo più alto l’elemento tipologicamente raro nel territorio di rinvenimento rispetto a quello a tipologia diffusa.

In entrambi i casi è stato inserito il criterio dell’importanza turistica del bene o dell’area in cui esso è situato: come osserva SCHIFFER (1988), infatti, talvolta accade che in un’area archeologica l’elemento di maggior richiamo turistico non coincida con quello archeologicamente più importante o che aree archeologiche di interesse paragonabile, magari anche limitrofe, siano differentemente visitate e ciò necessita di apposita considerazione, prescindendo spesso da logiche estetiche o storiche, ma rispondendo a impulsi assai eterogenei.

Pur rimanendo nel ristretto ambito del presente lavoro è possibile incontrare una palese conferma di quanto ora osservato: uno dei simboli dell’area archeologica di Tharros, in Sardegna, è costituito infatti da una coppia di colonne in gesso svettanti all’interno dell’area urbana, ma esse non hanno nessun significato archeologico essendo state erette, per discutibili motivi di esposizione, negli anni ‘70.

VULNERABILITÀ

La determinazione della vulnerabilità dipende, come detto, dalla tipologia dell’elemento a rischio e, in particolare, dalla sua suscettibilità a subire conseguenze in seguito al verificarsi dell’evento potenzialmente distruttivo e in funzione dell’intensità di quest’ultimo.

Nel caso di beni archeologici, e in questo caso in special modo di beni immobili, risulta che nella quasi totalità dei casi si ha a che fare con elementi caratterizzati da alta fragilità, ovvero elevata suscettibilità a subire danni in seguito ad eventi anche di ridotta intensità.

Questa considerazione, però, non è tuttavia sufficiente a consentire di specificare quanto elevato può essere il grado di perdita cui il bene può essere soggetto, anche perché molto spesso sono poco note le caratteristiche costruttive delle strutture archeologiche ed è pertanto pressoché impossibile predire il loro comportamento in corrispondenza di sollecitazioni.

Utilizzando, però, l’accennato criterio di quantificazione della vulnerabilità tramite la stima dei costi da sostenere per riportare il bene alle condizioni precedenti il verificarsi del fenomeno, è possibile formulare un’ipotesi semplificativa.

Un bene archeologico danneggiato può essere riportato alle condizioni precedenti il danno subìto, tramite un’operazione di restauro che ha un costo ben definito; tuttavia ci si può interrogare sul significato del restauro e sui limiti al quale esso deve attenersi.

Ad esempio, nessuno proporrebbe di ricostruire la parte mancante del Colosseo, pur non essendo esso nelle condizioni in cui era al momento della sua fruizione: una simile operazione condurrebbe ad avere un elemento decisamente falsato, anche se i danni subiti (dovuti tra l’altro a problemi geologici) sono di epoca molto distante rispetto alla sua costruzione e quindi assimilabili ad un evento contemporaneo.

In altre parole, possiamo sostenere che una struttura archeologica, differentemente da altri beni di tipo culturale, ha un’esistenza contrassegnata da una serie di eventi di trasformazione che cambiano l’essenza stessa dell’oggetto, creando elementi nuovi e segnando la scomparsa dei precedenti: rimanendo nell’esempio del Colosseo, un suo completo crollo porterebbe alla perdita completa dell’oggetto così come lo conosciamo e alla nascita di una nuova entità archeologica di diverso significato rispetto a quella preesistente.

E tale considerazione, per estensione, può considerarsi valida non solo per eventi catastrofici, ma per qualsiasi fenomeno che determina un cambiamento dei tratti caratterizzanti l’oggetto, portando alla conclusione che la vulnerabilità delle strutture archeologiche è sempre pari a 1.

Analoga conclusione si raggiunge considerando il problema in termini analitici di rapporti tra costi e vulnerabilità. Se quest’ultima varia tra 0 e 1 per costi crescenti, ciò significa che la curva C/V (costi/vulnerabilità) tende asintoticamente a 1 all’aumentare di C: nel caso in esame, ipotizzando impossibile il ripristino possiamo considerare che esso si ottiene per C infinito e quindi, esprimendo V secondo la più semplice funzione rispondente alle condizioni date come:

si ha che:

ciò concordando con quanto sostenuto in via qualitativa.

Da un punto di vista concettuale ciò significa che nella valutazione del rischio in aree archeologiche è importante, per i beni immobili, soprattutto identificare la possibilità di un loro coinvolgimento in fenomeni di pericolosità, risultando ciò, qualora il fenomeno sia in grado di determinare danni strutturali, carattere distintivo, indipendentemente dalla possibile entità dei danni.

Le suddette considerazioni possono apparire frutto di eccessivo estremismo, ma la loro enunciazione da parte di RENFREW & BAHN (1991) le potrebbe qualificare in modo decisivo: il testo, fondamentale riferimento per chi si occupa di ricerca archeologica in senso ampio, riporta infatti i concetti sopra riferiti, nella parte relativa ai problemi epistemologici del restauro.

Tuttavia, per quanto teoricamente interessante, l’approccio proposto non può essere considerato soddisfacente per lo svolgimento di una procedura di valutazione del rischio di tipo non semplicemente qualitativo.

Dovranno pertanto essere introdotte scale di vulnerabilità, sia pure relativa, che dovranno essere stilate sulla base di ipotesi sulle condizioni strutturali di ogni singolo manufatto o conseguentemente alla determinazione di relazioni tra la vulnerabilità e parametri fisici oggettivi (ad esempio la vetustà dell’edificio o, nel caso di resti archeologici interessati da fenomeni franosi, l’elevazione dal piano di campagna).

Per quanto concerne i beni mobili, risulta evidente che la determinazione della loro vulnerabilità ha scarso significato, dal momento che essi possono essere in qualunque momento sottratti dall’influenza di qualsiasi fenomeno potenzialmente distruttivo localizzato, tramite il loro spostamento.

Come rilevato successivamente, ciò costituisce una possibile strategia di gestione del rischio, rientrante nella riduzione degli elementi a rischio, praticabile anche per i beni immobili, sia pure in casi eccezionali (si ricordi, a titolo di eclatante esempio, il caso di Abu Simbel).

PREVISIONE SPAZIALE E TEMPORALE DELLA PERICOLOSITÀ

La previsione spaziale e quella temporale costituiscono, come detto, le parti essenziali della valutazione della pericolosità, fornendo le basilari informazioni per la valutazione del rischio. Nel caso di studio i due tipi di previsione risultano fortemente influenzati dalla particolare tipologia degli elementi a rischio.

Previsione spaziale

Il caso di analisi del rischio idrogeologico in aree archeologiche costituisce una valutazione del rischio in un ambito ben definito, essendo l’obbiettivo costituito solo dai fenomeni di instabilità presenti nell’area archeologica o comunque coinvolgenti uno degli elementi a rischio elencati precedentemente.

Si può affermare quindi che l’analisi in oggetto differisce sensibilmente da una usuale valutazione del rischio idrogeologico, fondata generalmente sull’identificazione delle situazioni di rischio in un determinato territorio.

In altre parole, se usualmente si parte dall’analisi delle condizioni naturali di un’area per giungere all’identificazione dei fenomeni di instabilità e conseguentemente agli elementi a rischio in essi coinvolti, nel caso in esame l’ottica è rovesciata, essendo il punto di partenza costituito proprio da una particolare categoria di elementi a rischio, esattamente localizzati, per i quali si verifica la possibilità di interessamento in eventi idrogeologici potenzialmente distruttivi.

Si tratta, dunque, di una valutazione del rischio che è possibile definire “puntuale”, rispetto al procedimento canonico, di tipo “areale”. La conseguenza di ciò è la trasformazione del significato della previsione spaziale, essendo già stabilito dove l’eventuale verificarsi del fenomeno risulta rilevante: il caso in esame, infatti, esiste solo qualora aree di instabilità e aree archeologiche coincidano almeno in parte e ciò può essere o già conosciuto in partenza o verificato in una determinata area archeologica a dinamica geomorfologica incognita.

Pertanto, se la previsione spaziale è trasformata nella verifica dell’eventuale presenza di fenomeni idrogeologici in aree precedentemente definite di un dato territorio, appare sovradimensionata rispetto ai limiti del problema l’applicazione delle più sofisticate procedure di validità generale elencate in precedenza, ma risulterà necessaria e sufficiente l’effettuazione di analisi puntuali di tipo deterministico.

Previsione temporale

Come detto, la previsione temporale di un evento idrogeologico può essere espressa, per un periodo di tempo pari a N anni, come la probabilità di occorrenza per il periodo considerato:

dove T è il tempo di ritorno dell’evento.

Nell’usuale procedura di analisi del rischio, una volta identificato il fenomeno e gli elementi a rischio, ciò che interessa è determinare i rapporti tra ciascuno di essi e la dinamica prevista del fenomeno e quindi, nel caso di strutture, in genere N è posto pari al loro tempo di esercizio, cioè al periodo di tempo per il quale è prevista l’esistenza dell’opera.

Nel caso di beni archeologici si presuppone che non esista un limite temporale di esistenza del bene, essendo obbiettivo primario la sua conservazione per un tempo più lungo possibile. Si può sostenere, pertanto, che la probabilità di occorrenza tende a uno.

Infatti:

Il significato di ciò è che la previsione temporale risulta non determinante nel caso di beni archeologici: infatti solo il fatto di essere coinvolto in un processo potenzialmente distruttivo costituisce comunque una minaccia per il bene stesso, indipendentemente dalla previsione su quando il fenomeno si verificherà.

È tuttavia evidente che indicazioni sulla possibile dinamica del fenomeno nel tempo risultano di notevole interesse nella fase di gestione del rischio, per la programmazione degli interventi di mitigazione della pericolosità.

ANALISI DEL RISCHIO

Come detto l’analisi del rischio è costituita dall’insieme delle valutazioni su pericolosità, vulnerabilità ed elementi a rischio, fino alla loro sintesi, costituita dalla determinazione del rischio specifico o totale.

Nel caso esaminato, è stato messo in evidenza che:

a) la determinazione della pericolosità può essere limitata all’identificazione dei fenomeni nell’area archeologica e alla loro caratterizzazione per la messa a punto delle necessarie contromisure;

b) non è possibile determinare il valore degli elementi a rischio e la loro vulnerabilità, se non in modo relativo e qualitativo.

Ciò significa, pertanto, che non è possibile (e d’altronde avrebbe un significato scarsamente rilevante per gli scopi per i quali viene eseguita un’analisi del genere) determinare la quantità:

ma che in luogo di una rigorosa determinazione quantitativa, risulta più appropriato alle caratteristiche peculiari del problema eseguire una valutazione qualitativa consistente nel rilevamento dei fenomeni idrogeologici potenzialmente pericolosi per i beni archeologici ricadenti nell’area di studio e nella loro caratterizzazione.

Il problema, affrontato in alcuni suoi aspetti anche da NELSON (1991), KIMMELMAN (1995), SPENNEMANN & GREEN (1995) e, con particolare riguardo alla quantificazione del rischio in aree caratterizzate da presenza di beni culturali s.l., da MATHEWSON & ALBERTSON (1997), ha dunque rivelato che l’interazione tra instabilità idrogeologica e beni archeologici appare un caso di particolare complessità di un tipo di indagine, la valutazione del rischio, già di per sé composta di numerosi passaggi di non facile esecuzione.

RISCHIO ACCETTABILE, STIMA E GESTIONE DEL RISCHIO

La stima del rischio consiste nella comparazione tra il rischio determinato nella fase di analisi e le soglie di rischio accettabile che è possibile identificare per il caso esaminato.

Non essendo praticabile, come visto, una procedura rigorosa di quantificazione del rischio, non risulta possibile nemmeno una sua stima accurata, ma, in ogni caso, è possibile effettuare due ordini di considerazioni:

a) in base a principi di totale conservazione e salvaguardia del patrimonio archeologico, la soglia di rischio accettabile dovrebbe essere sempre estremamente bassa, anche se in realtà ciò non accade: si verifica invece che essa è inversamente proporzionale all’importanza dei parametri di valore relativo, elencati nell’esame degli elementi a rischio (rappresentatività e importanza archeologica del bene, stato di conservazione, rilevanza turistica, ecc.);

b) in virtù delle considerazioni effettuate sulla vulnerabilità e sul valore degli elementi a rischio, il rischio determinato può essere comunque considerato sempre elevato, per quanto non esattamente quantificato.

Sulla base di queste osservazioni possiamo considerare corretto un approccio con il quale si assume il rischio derivante da processi idrogeologici in aree archeologiche sempre ben al di sopra delle soglie di rischio accettabile. Tale condizione determina, pertanto, l’immediato passaggio dalla fase di analisi del rischio alla fase di gestione, cioè alla determinazione delle necessarie contromisure per fare fronte alle condizioni di rischio determinate. Come detto, la gestione del rischio può essere realizzata attraverso la contemporanea o alternativa utilizzazione di due diverse strategie: l’innalzamento delle soglie di rischio accettabile e la diminuzione del rischio, attraverso la riduzione di uno o più delle sue componenti.

Tuttavia, per quanto concerne la possibilità di ampliamento del campo di rischio accettabile, ciò è del tutto improponibile nel caso in esame, non essendo pensabile, anche in base al principio di assoluta salvaguardia del patrimonio archeologico cui una corretta gestione del territorio deve comunque essere ispirata, di poter rendere tollerabile alcun livello di rischio coinvolgente beni archeologici, per quanto elevato possa divenire il livello di consapevolezza. Dunque l’unica strada è costituita dalla riduzione del rischio, percorribile lungo le sue tre corsie: riduzione degli elementi a rischio, riduzione della vulnerabilità, riduzione della pericolosità.

Alla possibilità di ridurre gli elementi a rischio tramite una loro dislocazione in aree esenti da pericolosità idrogeologica è già stato accennato: è da ribadire come questa soluzione sia la più logica ed immediata per beni mobili (per i quali è possibile anche una sostituzione nel luogo originale con copie), mentre la sua realizzazione per beni immobili è da considerarsi assai onerosa, anche in termini economici, e da valutare solo in casi del tutto eccezionali. Per essi, pertanto, restano praticabili solo la riduzione della vulnerabilità e della pericolosità.

Gli interventi per la riduzione della vulnerabilità, passano attraverso opere di consolidamento delle strutture, ma non si tratta di una soluzione di facile attuazione in conseguenza della notevole fragilità di quest’ultime e della possibilità che un intervento invasivo sia addirittura controproducente, essendo spesso poco note le caratteristiche costruttive. In alternativa, la riduzione della vulnerabilità può essere perseguita tramite la realizzazione di opere di protezione del bene dagli effetti del fenomeno potenzialmente distruttivo: in questo caso è da tenere presente, tuttavia, che le particolari condizioni ambientali comportano un’accurata valutazione dell’impatto paesaggistico di tali interventi, in misura tale da determinare anche una riduzione del campo delle soluzioni praticabili.

Per i beni immobili, pertanto, la strategia più efficace appare quella costituita dalla progettazione e realizzazione di misure di riduzione della pericolosità, consistenti, nel caso di fenomeni idrogeologici, nell’insieme di opere di sistemazione idrogeologica del territorio e di stabilizzazione del fenomeno (in specie di fenomeni franosi).

Anche in questo caso è comunque prioritaria, così come nel caso degli interventi volti alla riduzione della vulnerabilità, la valutazione del loro impatto ambientale.

In via generale, appare interessante notare che la fase gestionale della valutazione del rischio, qualunque sia la soluzione preventivata, si effettua in termini corretti se è tenuto sempre in considerazione l’aspetto dei rapporti tra costi e benefici.

Anche per questo è da rilevare la peculiarità del caso in esame: lo scopo non può essere diverso dal massimo beneficio (l’annullamento del rischio) per un bene di valore non stimabile e pertanto un’analisi in termini costi/benefici perde gran parte del suo significato.

UN CASO TIPO: FRANE IN AREE ARCHEOLOGICHE

A titolo di esempio di applicazione dei concetti esposti, verranno esaminati i possibili casi di presenza di movimenti franosi in aree archeologiche, con particolare riguardo alle misure di gestione del rischio così determinato.

I casi ipotizzabili di relazione tra frane e beni archeologici possono essere classificati secondo cinque tipologie (Fig. 2):

a. frane in aree ad incognito “potenziale archeologico superficiale”;

b. frane a monte di aree archeologiche;

c. siti archeologici compresi nel corpo di frana o all’interno dei limiti di retrogressione del movimento;

d. siti archeologici danneggiati da frane coeve all’insediamento e non più attive;

e. frane dei fronti di scavo archeologico.

Frane in aree ad incognito “potenziale archeologico superficiale”

Il “potenziale archeologico superficiale” può essere definito come la probabilità di presenza di strutture e manufatti sepolti di una determinata epoca archeologica in una certa area. In caso di elevato valore di questo potenziale, la presenza di un fenomeno franoso può determinare un rischio anche notevole e pertanto, nel caso in cui il potenziale sia incognito, è richiesta una sua valutazione.

Ciò riguarda dunque qualunque movimento franoso, per il quale sarebbe raccomandabile una determinazione, sia pure sommaria e limitata alla verifica della possibile rilevanza archeologica dell’area, del potenziale superficiale.

Il caso può avere una risposta qualitativamente migliore, rispetto alla semplice valutazione puntuale, se è realizzato un rilevamento archeologico regionale a scala adeguata finalizzato alla redazione di dettagliate carte del potenziale archeologico superficiale, ottenibili tramite l’applicazione di principi geomorfologici di tipo geoarcheologico, supportati dalle informazioni archeologiche esistenti e da un’eventuale studio fotogrammetrico.

In tal modo, note le aree a potenziale più elevato, nel caso di loro coinvolgimento in fenomeni franosi, soprattutto se a cinematica lenta, potrebbe essere ipotizzata una campagna di rilevamento geofisico volta alla verifica dell’effettiva presenza o meno di strutture e manufatti per i quali potrebbe essere realizzato uno scavo speditivo, cosiddetto “di salvataggio” (BARKER, 1981).

Frane a monte di aree archeologiche

Questo caso ha una validità generale per qualunque bene culturale s.l., oltre che per il patrimonio archeologico.

Come osservato precedentemente, le possibilità d’intervento sono costituite:

a) per i beni mobili, dal loro spostamento (eliminazione degli elementi a rischio);

b) per i beni immobili, ritenendo non praticabile la loro dislocazione, l’unico intervento possibile consiste nelle adeguate misure di riduzione della pericolosità, da perseguire tramite le tecniche in uso in geologia applicata (la cui tipologia sarà ovviamente funzione del tipo di movimento). Come detto nella parte generale, i beni archeologici sono spesso situati in aree ad elevato valore ambientale e paesaggistico, per cui particolare cura è richiesta nella valutazione dell’impatto degli interventi, anche a costo di limitare le scelte possibili.

Siti archeologici compresi nel corpo di frana o all’interno dei limiti di retrogressione del movimento

Questo caso non differisce dal precedente per quanto riguarda i possibili interventi di riduzione della pericolosità e la necessità di un loro ridotto o nullo impatto ambientale.

Un problema ulteriore è invece rappresentato dai danni alle murature che possono verificarsi sia per strutture poste all’interno del corpo di frana che per quelle in prossimità dei suoi limiti, all’interno della zona di possibile retrogressione.

In questo caso infatti, pur con notevoli difficoltà di natura tecnica, è necessario intervenire per cercare di ridurre la vulnerabilità con interventi strutturali: si tratta, come detto, di interventi di difficile esecuzione per l’elevata fragilità delle strutture archeologiche e le spesso incognite caratteristiche di edificazione.

Molto spesso ciò può essere risolto solo tramite una radicale modifica delle strutture originali, che, sia pure a costo di uno stravolgimento dell’assetto primitivo, è in grado di garantire un livello di consolidamento sufficiente.

Siti archeologici danneggiati da frane coeve all’insediamento e non più attive

È questo un caso, di non facile osservazione, che esula da una valutazione del rischio, essendo il fenomeno ormai esaurito. Il rinvenimento di strutture archeologiche danneggiate da movimenti franosi occorsi nel periodo dell’effettiva utilizzazione del sito rappresenta tuttavia un caso molto interessante dal punto di vista della ricerca geoarcheologica.

In tali condizioni, infatti, esistono i presupposti ideali di collaborazione tra geologi ed archeologi per la realizzazione di un approccio multidisciplinare che può consentire da un lato la caratterizzazione, anche temporale, del movimento franoso, dall’altro, in virtù proprio di tale caratterizzazione, la corretta interpretazione dei ritrovamenti archeologici fino alla ricostruzione della cronologia degli avvenimenti relativi all’insediamento.

Frane dei fronti di scavo archeologico

Si tratta di un problema spesso ignorato durante le operazioni di scavo, ma i cui effetti possono causare danni irreparabili alle strutture temporaneamente portate alla luce e, talvolta, anche all’incolumità del personale impegnato nell’attività di scavo (AA. VV., 1986).

Tale problema va affrontato mediante una preventiva caratterizzazione geotecnica dei materiali nell’area archeologica, in modo da identificare gli adeguati metodi di scavo per assicurare un’attività archeologica priva di rischio.

Oltretutto ciò assume una particolare importanza se si considera che i  terreni in aree archeologiche sono generalmente scadenti da un punto di vista geotecnico, poiché si tratta molto spesso di materiali di riporto e riempimento e soggetti a ripetuto rimaneggiamento.

Fig. 2 - Relazioni tra frane e beni archeologici

Inizio

VALUTAZIONE DEL RISCHIO IDROGEOLOGICO NELL’AREA ARCHEOLOGICA DI THARROS

Lo sviluppo di metodologie di valutazioni del rischio da utilizzare nell’ambito dei beni culturali, in particolare di quelli archeologici, richiede dunque l’analisi di problemi specifici intimamente connessi con la natura di questi oggetti e lo sviluppo di criteri adatti al superamento degli ostacoli che questi comportano. La generalizzata mancanza di informazioni a disposizione sulle aree archeologiche riguarda spesso sia i dati topografici che archeologici di dettaglio; le informazioni geologiche e geomorfologiche sono spesso assenti ed escluso casi particolari, i dati storici sulla ricorrenza dei fenomeni di dissesto sono molto scarsi ed è difficile valutare l’attendibilità di tali informazioni.

La natura del bene archeologico pone, come detto, il problema della monetizzazione del valore che impedisce l’applicazione dei normali sistemi di valutazione del rischio, sviluppati in genere per l’amministrazione del territorio e deve essere risolta con lo studio di procedure particolari. Un ulteriore problema è quello della fragilità di questi oggetti che impongono lo sviluppo di criteri di vulnerabilità specifici: infine, i vincoli paesaggistici che impongono le aree archeologiche devono essere presi in considerazione nella fase di progettazione degli interventi per la mitigazione del rischio.

Tali considerazioni sono state messe alla base della trattazione del caso di studio oggetto della convenzione cui il presente rapporto si riferisce, ovvero il sito archeologico di Tharros. Per le informazioni relative all’archeologia, alla storia, alla geomorfologia e geologia dell’area si rimanda al Rapporto intermedio vertente su tali argomenti.

In questa sede si pone invece l’accento sulla verifica delle potenzialità di strumenti analitici e procedurali basati sull’impiego delle matrici di Hudson, quale ausilio per la determinazione, almeno semi-quantitativa, delle condizioni di rischio.

LE MATRICI DI HUDSON

Questa metodologia statistico-matematica, messa a punto da HUDSON (1992), permette lo studio semiautomatico dell’importanza dei fattori che controllano un certo fenomeno o in generale un sistema complesso. Questo metodo prevede uno studio preventivo del sistema per individuare i fattori che lo controllano, per poi giungere alla realizzazione della matrice vera e propria, per mezzo dell’individuazione delle mutue interazioni tra i parametri (Fig. 3).

Fig. 3 - Mutue interazioni tra parametri in un sistema complesso (da HUDSON, 1989).

Per costruire le matrici di interazione, occorre utilizzare una griglia quadrata formata da n² maglie, dove n è il numero di parametri individuati quali influenti il comportamento del sistema: tali parametri compariranno sulla diagonale della matrice. Le celle al di fuori della diagonale sono riempite seguendo una rotazione oraria a partire dalla cella in alto a sinistra e ogni cella “i, j” rappresenta l’effetto del parametro presente sulla riga “i” su quello della colonna “j” espresso dal grado di interazione binaria codificato secondo cinque classi di intensità (HUDSON, 1992; NATHANAIL, 1992; MAZZOCCOLA, 1994; CASTALDINI et al., 1995) dove la classe “0” esprime l’interazione nulla (i parametri sono indipendenti) e la classe “4” che esprime l’interazione critica (un parametro è totalmente dipendente dall’altro) (Fig. 4).

Fig. 4 - Codifica delle interazioni binarie tra parametri

Sull’ultima colonna a destra sono riportate le somme dei valori di interazioni delle celle di ogni riga. Questa colonna è chiamata “Colonna delle Cause” ed ogni cella di questa colonna esprime quanto il parametro della riga influenza tutti gli altri. L’ultima riga è chiamata “Riga degli Effetti” e riporta le somme dei valori di interazione di ogni colonna ed indica quanto il parametro della colonna è influenzato da tutti gli altri. La somma dei valori della “Colonna delle Cause” è ovviamente uguale a quella della “Riga degli Effetti”.

Ogni parametro è dunque caratterizzato da una coppia di valori (causa, effetto), la cui rappresentazione grafica può consentire di fornire indicazioni sul grado di “interattività” dei vari parametri. Un elevato valore di interattività indica che il parametro è connesso a molti altri del sistema, quindi una sua piccola variazione produce una variazione significativa all’interno del sistema. Questo è il motivo per cui questa grandezza è scelta come coefficiente che esprime l’importanza del parametro all’interno del sistema (Fig. 5)

Fig. 5 - Diagramma cause-effetti per la determinazione del grado di interattività di ciascun parametro

In base al valore di interattività è possibile attribuire un “peso” a ciascun fattore che tenga appunto in debita considerazione la sua capacità di influenzare il comportamento degli altri parametri e del sistema nel suo complesso, attraverso criteri di proporzionalità e di normalizzazione (Fig. 6).

Fig. 6 - Esempio di normalizzazione dell’interattività e della successiva assegnazione dei pesi.

Ad ogni parametro è associato un peso “w_i”, in base all’interattività, dato da:

dove i rappresenta il numero dei parametri che controllano il sistema e N è pari al numero delle classi in cui è suddiviso ogni parametro.

La modellizzazione del sistema viene realizzata attraverso una somma pesata dei valori dei parametri, il cui peso è ricavato per mezzo della relazione suesposta:

I= w₁×P₁+w₂×P₂+…+w_n×P_n

Il valore da attribuire ad ogni classe del parametro, viene calcolato in maniera tale che quando tutti i parametri possiedono il valore massimo il valore dell’indice che si sta calcolando sia pari a 100.

LA VALUTAZIONE DEL RISCHIO

Con l’impiego dello strumento analitico della matrici di Hudson, è stato effettuata un’analisi delle condizioni di rischio nell’area archeologica di Tharros.

Il primo passo è consistito nella realizzazione di un inventario degli elementi a rischio presenti, che sono stati cartografati secondo una categorizzazione temporale, come mostrato in Fig. 7

Fig. 7 - Carta degli elementi a rischio dell’area archeologica di Tharros

Valore degli elementi a rischio

Gli elementi a rischio individuati sono stati successivamente esaminati al fine di assegnare a ciascuno di essi un valore, sia pure secondo una scala relativa in virtù delle considerazioni esposte nei paragrafi precedenti.

In primo luogo sono stati considerati i beni immobili presenti nell’area e tale operazione ha previsto l’utilizzo dello strumento matriciale, per la cui costruzione sono stati individuati quali significativi i seguenti parametri:

-          rarità del bene, in termini sia assoluti che relativi all’area archeologica (R);

-          stato di conservazione (SC);

-          grado di modificazione rispetto alla struttura originario (GM);

-          tipologia dell’uso attuale (U).

Per ciascun parametro sono stati identificati degli intervalli di riferimento, indicati in Tab. 1

Tab. 1 -  Parametri che controllano il valore degli elementi a rischio immobili

In tal modo è stato possibile costruire la matrice di Fig. 8, che riporta altresì la determinazione della distribuzione normalizzata dei pesi.

Fig. 8 - Matrice di Hudson e normalizzazione dei parametri per la determinazione del valore degli elementi a rischio.

In secondo luogo, l’operazione è stata ripetuta per il potenziale archeologico superficiale, secondo la definizione precedentemente riportata.

Per tale valutazione i parametri considerati sono stati:

- posizione del deposito rispetto agli altri elementi a rischio certi (P);

- tipo di affioramento o deposito (TA);

- tipo di potenziale superficiale che tiene conto del tipo di elemento che è possibile ritrovare (mobile o immobile) e di dove si può ritrovare (dentro o sotto) (TP);

- posizione geografica dell’area in relazione a quelli che potevano essere i canoni geografici di scelta per la realizzazione di strutture da parte delle popolazioni antiche (PG).

Per ciascun parametro sono stati identificati degli intervalli di riferimento, indicati in Tab. 2.

Tab. 2 -  Parametri che controllano il valore degli elementi a rischio potenziali

In tal modo è stato possibile costruire una matrice analoga a quella di Fig. 8, ove è mostrato anche il calcolo di normalizzazione dei parametri.

Sulla base delle elaborazioni anzidette è stato possibile giungere ad una rappresentazione cartografica del valore degli elementi a rischio, per la cui classificazione è stata impiegata una scala tripartita, secondo classi equidimensionali.

La Carta del Valore degli elementi a rischio dell’area è mostrata in Fig. 9.

Pericolosità

La mancanza di dati storici affidabili sulla ricorrenza dei fenomeni rende, come detto, assai difficoltoso l’uso di un approccio quantitativo. È stato pertanto ritenuto opportuno fare riferimento a tre “scenari di evento” con tre livelli di probabilità di occorrenza diversificati anche se non rigorosamente quantificabili. I tre scenari riguardano la possibile evoluzione, in tempi storici, dei fenomeni in atto e i confini delle aree di espansione dei fenomeni sono state tracciate su base geologica e geomorfologica considerando tutti i dati disponibili, secondo un ordine che determina che ogni scenario contenga i precedenti (Fig. 10). I tempi di ritorno (T) associati ai tre scenari, in base alle informazioni disponibili, sono rispettivamente di 100, 200 e 500 anni: in tal modo l’analisi del rischio è stata estesa ad un arco di tempo (N) di 500 anni.

Fig. 9 - Carta del Valore degli Elementi a rischio

Fig. 10 - Carta della pericolosità, basata su tre scenari di evento.

Nella definizione degli scenari di evento è apparso necessario, come evidenziato in Fig. 10, provvedere ad una distinzione dei fenomeni attivi o potenziali tra crolli e scivolamenti, secondo quanto riconosciuto nell’area. Per ciascuna delle due tipologie di fenomeni si è pertanto provveduto ad un’analisi delle condizioni di pericolo (nell’accezione di danger di EINSTEIN, 1988), per la cui valutazione si è proceduto alla trattazione quantitativa per mezzo delle matrici.

Relativamente ai fenomeni di crollo i parametri considerati per la costruzione della matrice sono stati:

- pressione dell’onda sulla falesia (P, valutata con il metodo di SUNAMURA, 1992);

- estensione lineare del fenomeno (L);

- altezza della scarpata (H);

- caratteristiche meccaniche del materiale (point load index) (Is);

- dimensioni medie dei blocchi (D50).

Per ciascun parametro sono stati identificati degli intervalli di riferimento, indicati in Tab. 3.

Tab. 3 - Parametri che controllano il pericolo di crollo

Relativamente al modello di SUNAMURA (1992), esso considera l’effetto della progressiva riduzione di fondo che le onde incontrano nell’avvicinarsi alle aree costiere. Nel momento in cui la profondità del mare diviene inferiore alla semilunghezza dell’onda, questa comincia a risentire dell’effetto del fondale, mantenendo inalterato il periodo, ma diminuendo la lunghezza e quindi rallentando: contemporaneamente, per il principio di conservazione della quantità di moto, si verifica un aumento dell’altezza delle onde, fino alla formazione di una linea di frangente, ove le onde raggiungono l’altezza critica e si rompono, dissipando la loro energia. Se la linea di frangente si forma in corrispondenza della falesia, si ha il massimo trasferimento di energia alla roccia: viceversa il posizionamento della linea di frangente al largo o la sua non formazione (nel caso che la profondità del fondale sia sempre superiore a quella critica, evento possibile in caso di alte falesie) l’energia trasferita dalle onde alla linea di costa assume valori inferiori.

Una volta stabilito, in base alle caratteristiche morfologiche della costa e del fondale, le modalità di urto delle onde contro la falesia, il modello calcola la pressione d’urto e la confronta con la resistenza a compressione uniassiale della roccia. Tramite una normalizzazione dei valori così determinati è possibile giungere ad una valutazione dell’attitudine all’erosione del tratto di costa considerato.

Per quanto concerne, dunque, la determinazione del pericolo per crollo, le informazioni sulla matrice e sulla normalizzazione sono contenute in Fig. 11.

Fig. 11 - Matrice di Hudson e normalizzazione dei parametri per la determinazione del pericolo da crolli.

Per la costruzione della matrice relativa al pericolo da scivolamenti sono stati individuati i seguenti parametri, la cui elaborazione è mostrata in Fig. 12:

- litologia (L);

- estensione areale del corpo di frana (A);

- pendenza media del versante interessato dalla frana (S);

- pressione dell’onda (P, calcolata con il metodo SUNAMURA, 1992);

- effetti antropici (EA).

Analogamente ai passi precedentemente mostrati, anche in questo caso sono stati determinati gli intervalli dei parametri, mostrati in Tab. 4.

Tab. 4 - Parametri che controllano il pericolo di scivolamento

Fig. 12 - Matrice di Hudson e normalizzazione dei parametri per il pericolo da scivolamenti.

Combinando le informazioni in tal modo elaborate, relative a crolli e scivolamenti, è possibile giungere alla redazione di una carta del pericolo (Fig. 13), per la quale sono state fissate tre classi, che, in virtù della non sovrapposizione dei due fenomeni possono essere rappresentate in modo concomitante.

Fig. 13 - Carta del pericolo

Vulnerabilità

La procedura di valutazione del rischio impone di determinare la vulnerabilità dei beni esposti a rischio, per la cui analisi è stato stabilito di procedere attraverso l’assunzione delle seguenti ipotesi.

In primo luogo è stata operata una distinzione tra la vulnerabilità per crollo e quella per scivolamento, in modo da distinguere il comportamento delle strutture in funzione dell’eventualità di occorrenza delle diverse tipologie di fenomeni.

Per la determinazione del grado di perdita atteso per ciascun bene si è successivamente stabilito di considerare ciascuno di esso come un elemento areale (e ciò è apparsa una diretta conseguenza della loro rappresentazione cartografica), e di valutarne, tramite un indice (I_f ), la percentuale di estensione coinvolta in movimenti di massa attivi o potenziali. Tale indice è definito come:

Inoltre si è stabilito di considerare quale criterio discernente per la valutazione del comportamento delle strutture a seguito dell’accadimento di un fenomeno franoso, la loro elevazione rispetto al piano di campagna, suddividendola in tre classi.

Con tali condizioni si è infine provveduto a costruire due “matrici di vulnerabilità” (una per ciascuna tipologia di fenomeno), mostrate in Fig. 14, la cui applicazione ha consentito di determinare una Carta di Vulnerabilità per ciascun scenario di evento (in Fig. 15 è mostrata quella relativa allo Scenario 3).

Fig. 14 - Matrici di vulnerabilità

Fig. 15 - Carta della vulnerabilità relativa allo Scenario 3 della Carta della pericolosità

Rischio

Combinando tutti i dati relativi all’analisi fin qui effettuata è possibile giungere ad una rappresentazione del rischio esistente nell’area archeologica di Tharros che sia descrittivo delle condizioni più severe dal punto di vista dell’accadimento dei fenomeni, determinate considerando ilo valore massimo assunto nei tre scenari considerati.

Tale rappresentazione è mostrata in Fig. 16, che è possibile definire quale Carta del Rischio, pur avendo ben presenti le numerose e sostanziali semplificazioni via via introdotte nella procedure che determinano una non coincidenza tra tale rappresentazione ed una espressione analitica del rischio, intesa in senso rigoroso.

Fig. 16 - Carta del rischio

CONCLUSIONI E VALUTAZIONI DI SINTESI SULL’AFFIDABILITÀ DEL METODO

Il metodo impiegato per la valutazione del rischio rappresenta una soluzione di tipo intermedio tra un approccio puramente quantitativo e la realizzazione di considerazioni qualitative sulla pericolosità dei fenomeni e sui possibili effetti per i beni e le infrastrutture presenti.

La scelta di tale tipo di metodologia è stata dettata principalmente da due ordini di fattori: in primo luogo la tipologia di elementi a rischio presenti e, in seconda analisi, la loro estensione areale in rapporto a quella dei fenomeni d’instabilità, attivi o potenziali.

Relativamente alla tipologia degli elementi a rischio, occorre rilevare le difficoltà di previsione del comportamento di beni archeologici in conseguenza al coinvolgimento in fenomeni di instabilità, ovvero della loro vulnerabilità, nonché l’accentuarsi della complessità che caratterizza, nella procedura quantitativa di valutazione del rischio, il fondamentale passaggio rappresentato dalla definizione del valore di tali elementi.

In secondo luogo, come detto, il caso in esame è caratterizzato da relazioni spaziali particolari tra i fenomeni e i beni, con processi a sviluppo areale, lineare e puntuale e beni in generale estremamente localizzati. Per cercare di superare le difficoltà che scaturiscono da tali condizioni, si è adottato un approccio semi-quantitativo basato sull’impiego delle matrici di Hudson, già utilizzato da altri autori per effettuare valutazioni del rischio in campi diversi da quello dei beni culturali.

Il caso di studio ha altresì proposto problematiche ricorrenti in tutti i casi di analisi probabilistiche relative a fenomeni naturali per i quali scarse o nulle sono le informazioni sulla loro ricorrenza e a ciò si è ovviato attraverso la definizione di scenari di evento, potendo sfruttare dunque il vantaggio, offerto da un simile approccio, costituito dalla relativa semplicità di caratterizzazione spaziale e temporale dei fenomeni in atto e della loro evoluzione.

Nel complesso il metodo utilizzato appare possedere un sufficiente grado di affidabilità, conducendo, attraverso procedure a soggettività limitata, a conclusioni del tutto plausibili: le zone più esposte a rischio risultano infatti la necropoli di San Giovanni di Sinis, interessata dai fenomeni di crollo della falesia e le aree poste ad occidente della zona del tofet, ove è possibile un interessamento per retrogradazione dei fenomeni di instabilità presenti. I valori di rischio non elevati attribuiti alla necropoli di Capo San Marco sono in gran parte derivati dalle dimensioni dell’area cimiteriale, assai vasta rispetto all’estensione dei possibili crolli, aventi caratteristiche in buona parte puntuali.

In ultima analisi occorre tuttavia rilevare che, a fronte di un buon grado di affidabilità, il metodo messo a punto non presente caratteristiche idonee ad una esportazione ‘a scatola chiusa’ a casi analoghi: la taratura dell’uso delle matrici e la loro definizione sono state infatti progettate e realizzate con una finalizzazione alla caratteristiche dei processi e dei beni presenti nell’area di studio e tale approccio può risultare non del tutto idoneo in altri casi di studio, per i quali, dunque, occorre procedere ad una valutazione critica delle caratteristiche dell’area e dei fenomeni presenti.

Inizio

ATTIVITÀ DI SUPPORTO ALLA REALIZZAZIONE DI INDAGINI STRUMENTALI CONDOTTE NEL QUADRO DELL’ATTIVITÀ DI MONITORAGGIO DEI DISSESTI DELLA COLLINA DI SAN MINIATO (FIRENZE)

La Convenzione stipulata tra Consorzio Civita e Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Firenze prevede che quest’ultimo fornisca al primo il supporto indicato in epigrafe.

Ad oggi ciò si è concretizzato attraverso la continua presenza di personale afferente al Dipartimento presso il cantiere ove è in corso di realizzazione una serie di opere finalizzata all’installazione di:

- 4 inclinometri di profondità pari a 70 metri;

- 3 piezometri tipo Casagrande;

- 1 estensimetro multibase suborizzontale di lunghezza totale pari a 80 metri.

Tali nuovi strumenti, una volta in esercizio, andranno ad incrementare la complessa rete di monitoraggio già presente, della quale è prevista una ripresa del controllo continuo.

L’attività del Dipartimento si è, in particolare, concretizzata in una serie di attività così sintetizzabile:

Sopralluoghi

Sono stati realizzati numerosi sopralluoghi nell’area di studio al fine di controllare sul terreno i dati geologici esistenti e di procedere alla loro integrazione, nonché per realizzare un inventario ed una cartografia dei processi geomorfologici presenti.

Fornitura di materiale per indagini storiche

È stata messo a disposizione l’intero archivio di documentazione, cartografia e relazioni tecniche presente presso il Dipartimento, ivi compreso il complesso di carte e documenti storici che hanno permesso di integrare e definire la ricostruzione della successione degli eventi, sia per quanto concerne i dissesti che relativamente alle indagini effettuate

Fotointerpretazione

È stato messo a disposizione il materiale fotogrammetrico esistente ed è stata realizzata, sulle immagini a scala idonea, una fotointerpretazione di controllo ed integrazione dei dati esistenti che ha permesso di giungere ad un’aefficace sintesi delle informazioni sui processi e sulla loro estensione superficiale.

Assistenza al cantiere

L’attività di supporto ha previsto la continua assistenza al cantiere e lla fornitura di consulenza relativamente a ubicazione dei fori di sondaggio e interpretazione geologica dei dati derivanti dalle operazioni di carotaggio continuo.

Una volta terminate le attività di cantiere, la collaborazione proseguirà attraverso attività di appoggio alla prosecuzione del monitoraggio, la cui rete a regime risulterà costituita in particolare da:

- 32 inclinometri di profondità compresa tra 30 e 70 metri;

- 15 piezometri a tubo aperto e tipo Casagrande;

- 1 estensimetro multibase suborizzontale di lunghezza totale pari a 80 metri;

- 41 deformometri.

A tale proposito è stato fornito infine il supporto all’identificazione degli strumenti più significativi al fine della caratterizzazione della geometria e della cinematica dei movimenti, che costituiranno l’obiettivo minimo per la ripresa dell’attività di monitoraggio che consentirà, attraverso il collegamento delle nuove misure con quelle effettuate nel quadriennio 1997-2000, di giungere ad una più corretta interpretazione dei dati strumentali derivanti dalla strumentazione in corso di installazione.

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