IT201800006064A1 - Metodo e sistema di monitoraggio di parametri per aree in dissesto per la determinazione del rischio di frane ed altri movimenti geologici - Google Patents
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Description
Descrizione dell’invenzione industriale dal titolo “METODO E SISTEMA DI MONITORAGGIO DI PARAMETRI PER AREE IN DISSESTO PER LA DETERMINAZIONE DEL RISCHIO DI FRANE ED ALTRI MOVIMENTI GEOLOGICI”
DESCRIZIONE
Ambito dell’invenzione
La presente invenzione si riferisce ad un sistema di monitoraggio per aree in dissesto ed in particolare si riferisce ad un metodo di monitoraggio, i cui risultati sono atti ad essere interpretati per fornire indici significativi di instabilità geologica dell’area, in anticipo rispetto agli effetti.
Descrizione della tecnica nota
Nei sistemi di monitoraggio esistenti sono molti i parametri monitorati per determinare il rischio di frane ed altri movimenti geologici, tra i quali i movimenti sismici. I dati raccolti servono a caratterizzare parametri precursori e parametri non precursori, ma comunque significativi in relazione ai fenomeni da studiare.
Tra i vari precursori di frane o precursori sismici studiati in letteratura, alcuni derivano dagli effettivi movimenti della crosta terrestre, nella misura di spostamenti e deformazioni del sottosuolo. In particolare, tali movimenti sono rilevabili mediante tecniche di di rilevamento topografico, tecniche di rilevamento satellitare GPS, sistemi di misura mediante laser a scansione, tecniche interferometriche. Molti di essi sono rilevabili solo quando una parte dei fenomeni è già avvenuta.
Un altro precursore sismico noto prevede la determinazione di disturbi di onde radio in bassa e bassissima frequenza rilevate in periodi precedenti un evento sismico (P.F. Biagi, A. Ermini et al. “Decrease in the electric intensity of VLF/LF radio signals and possible connections”, Natural Hazards and Earth SystemSciences, 7, 423-430, 2007). Un sistema di previsione di terremoti basato su questo principio è ad esempio descritto in JP2013064611A.
Un altro precursore molto usato riguarda la variazione di emissione di radon proveniente dal sottosuolo, come ad esempio descritto in WO2016000666A1.
Un ulteriore precursore è la misurazione di onde sonore trasmesse dalla crosta terrestre, come ad esempio descritto in CN103207406A.
Tuttavia, l’affidabilità dei sistemi di monitoraggio dello stato dell’arte è relativamente limitata. Infatti, alcuni richiedono grossi investimenti e sono di difficile gestione, mentre altri richiedono complesse tecniche di elaborazione dei segnali.
Pur esistendo i sistemi suddetti, in grado di determinare rischi sismici, non sono noti sistemi di acquisizione ed elaborazione dati in tempo reale in grado cioè di generare allarmi o pre-allarmi affidabili, in grado di avvertire la popolazione prima che il fenomeno e/o gli effetti di questo si manifestino.
Sintesi dell’invenzione
È quindi scopo della presente invenzione fornire un sistema di monitoraggio per aree in dissesto per la determinazione del rischio frana che sia di facile applicazione e che mantenga bassi i costi di installazione.
È inoltre scopo della presente invenzione fornire un sistema di monitoraggio di parametri per aree in dissesto per la determinazione del rischio frana che semplifichi i monitoraggi tradizionali.
È ancora scopo della presente invenzione fornire un sistema di monitoraggio di parametri per aree in dissesto per la determinazione del rischio frana che permetta anche di prevedere terremoti sia in termini di intensità che di localizzazione.
È ancora scopo della presente invenzione fornire un sistema di monitoraggio di parametri per aree in dissesto per la determinazione del rischio frana che permetta di monitorare sia complessivamente che localmente le aree in dissesto e di creare mappe di zone a maggiore o minore rischio sismico.
È un ulteriore scopo della presente invenzione fornire un sistema di monitoraggio di parametri per aree in dissesto per la determinazione del rischio frana che consenta di allertare le popolazioni esposte al rischio prima che tale evento possa generare danni a persone o cose.
È anche un scopo particolare della presente invenzione fornire un metodo di monitoraggio di parametri per aree in dissesto per la determinazione del rischio sismico.
È ancora scopo della presente invenzione fornire un sistema di monitoraggio per aree in dissesto per la determinazione del rischio sismico che consenta di ovviare agli inconvenienti della tecnica nota.
Questi ed altri scopi sono raggiunti da un sistema di monitoraggio per aree in dissesto per la determinazione del rischio frana, comprendente:
- una pluralità di stazioni di monitoraggio installate in una pluralità di siti di monitoraggio all’interno di una predeterminata area geografica da monitorare, dette stazioni di monitoraggio comprendendo ciascuna:
- almeno un dispositivo di ricetrasmissione di radio frequenze, configurato per emettere un segnale a radiofrequenza tra 300 kHz e 3000 kHz e per ricevere un segnale a radiofrequenza tra 300 kHz e 3000 kHz;
- almeno un rilevatore di gas configurato per rilevare gas provenienti dal sottosuolo;
- almeno un termometro per rilevare le variazioni di temperatura delle acque in falda;
- almeno un rilevatore di particelle configurato per rilevare radiazioni particellari provenienti dal sottosuolo;
- almeno un geofono di superficie configurato per rilevare microtremori o onde sismiche del sottosuolo;
- almeno un registratore di dati per la raccolta e l’invio di dati provenienti da detto dispositivo di ricetrasmissione, da detto rilevatore di gas, da detto rilevatore di particelle, da detto geofono di superficie,
- detto registratore di dati essendo configurato per registrare dati di ricetrasmissione da rispettivi dispositivi di ricetrasmissione di dette stazioni di monitoraggio di detta pluralità di siti di monitoraggio;
- un server centrale comprendente un’unità di controllo centrale atta a ricevere dati inviati dai rispettivi registratori di dati di detta pluralità di stazioni, in detta unità di controllo centrale risiedendo mezzi a programma configurati per elaborare i dati provenienti da detta pluralità di stazioni di monitoraggio mediante un confronto di anomalie degli andamenti dei dati di emissione di gas, particelle, microtremori o microsismicità, e anomalie delle trasmissioni di radiofrequenze tra le varie stazioni rispetto a soglie prefissate;
- detti mezzi a programma essendo configurati inoltre per emettere un segnale di pericolo quando le anomalie vengono rilevate in almeno una stazione di monitoraggio.
In tal modo, attraverso una rete di stazioni di monitoraggio installate in una pluralità di siti di monitoraggio, in cui ogni stazione è provvista di dispositivi atti ad acquisire, istante per istante, informazioni su noti precursori sismici, è possibile delimitare una zona a rischio sismico.
Inoltre, essendo stazioni di monitoraggio installate internamente a ciascun sito di monitoraggio, comunicanti tra loro e provviste di dispositivi atti a rilevare microtremori o microsismicità, emissioni di gas radon ed altri gas, ed anomalie di radiofrequenze, è possibile creare una rete che fornisca una mappatura dei suddetti parametri.
In tal modo, è possibile correlare parametri non precursori, che rientrano in tecniche di monitoraggio tradizionali già note, con parametri precursori, distinguendo tra diverse tipologie di situazioni, non ricollegabili a precursori di frane o precursori sismici, e situazioni invece ricollegabili a tali fenomeni, in modo da ampliare le possibilità di previsione anche leggendo l’andamento di dati non precursori.
Secondo una realizzazione preferita, ciascuna stazione di monitoraggio è in comunicazione con un server centrale mediante registratori di dati. I segnali provenienti dalle diverse stazioni della rete possono subire disturbi o alterazioni rispetto ad un valore atteso di controllo. Da ciò può conseguire che il tratto lineare che collega due stazioni potrebbe attraversare una zona ad alto rischio sismico, con terremoti che potrebbero accadere nel breve periodo.
La presenza di mezzi a programma, risiedenti nell’unità di controllo centrale, e configurati per elaborare i dati provenienti dalle stazioni di monitoraggio mediante un confronto di anomalie degli andamenti raccolti dai registratori di dati, permette di fornire una stima del rischio in una data area. In particolare, tale stima del rischio è fornita dalla somma delle alterazioni elettromagnetiche, di radon, di onde del terreno, di temperatura di acque in falda, acquisite dalle stazioni di monitoraggio, ciascuna alterazione moltiplicata per un proprio indice. In particolare, allorché le anomalie vengano rilevate in almeno due diverse stazioni di monitoraggio, i mezzi a programma sono configurati per emettere un segnale di pericolo.
In particolare, il segnale di pericolo (A) è espresso dalla seguente formula:
con:
alterazione1: anomalie, rispetto ad un valore atteso di controllo, rilevate come disturbi di fase o ampiezza del segnale di radiofrequenza;
alterazione2: anomalie, rispetto ad un valore atteso di controllo, degli andamenti dei parametri di emissione di altri gas;
alterazione3: anomalie, rispetto ad un valore atteso di controllo, degli andamenti dei parametri di emissione di radon;
alterazione4: anomalie, rispetto ad un valore atteso di controllo, degli andamenti dei parametri di microsismicità;
alterazione5: anomalie, rispetto ad un valore atteso di controllo, degli andamenti dei parametri di temperatura di acque in falda;
K: fattore moltiplicativo legato al numero di stazioni che percepiscono le alterazioni.
Grazie alla suddetta relazione è possibile:
- localizzare l’area interessata dal dissesto;
- determinare l’estensione dell’area;
- provvedere ad una stima del rischio a cui l’area geografica è sottoposta, in base al peso proprio rivestito da ogni parametro in conseguenza dell’importanza attribuitagli.
Mediante un aumento della risoluzione della rete, vale a dire predisponendo più stazioni di monitoraggio, è possibile ridurre il grado di errore del sistema di allarme grazie alla mole maggiore di dati elaborati. In tal modo, predisponendo un elevato numero di stazioni internamente all’area di monitoraggio, è possibile incrementare la significatività statistica dei dati raccolti.
In particolare, il segnale di pericolo è trasmesso ad un dispositivo client in possesso della popolazione. Il dispositivo client può essere un elaboratore, un tablet, uno smartphone, o altra tipologia di dispositivo configurato per ricevere il segnale di pericolo.
Vantaggiosamente, le stazioni di monitoraggio sono installate in siti di monitoraggio di tipo franoso.
In tal modo, la scelta di un terreno di tipo franoso permette, in una forma realizzativa dell’invenzione, di monitorare il decorso della frana e tutelare gli abitanti tramite l’emissione di un segnale di pericolo qualora la frana aumenti di intensità.
Inoltre, essendo la frana una rottura della crosta terrestre, le stazioni di monitoraggio su di essa installate risultano maggiormente permeabili alle rilevazioni di radon provenienti dal sottosuolo.
Vantaggiosamente, le stazioni di monitoraggio comprendono ciascuna almeno una stazione meteo configurata per la rilevazione dei parametri atmosferici.
In tal modo, l’acquisizione dei dati di origine atmosferica, può essere utilizzata per scartare dei falsi positivi oppure per sottrarre del rumore dagli andamenti della totalità di dati acquisiti. Infatti, può accadere che, ad esempio a causa di un violento temporale, alcune frane presenti nella rete di monitoraggio si attivino, ed i dati provenienti da tali stazioni di monitoraggio sono usati per filtrare il rumore di origine meteorologico. In alternativa, in zone in cui non sono mai avvenuti fenomeni atmosferici di grande rilievo, è possibile che il corpo frana si attivi, ed in questo caso tali zone non rappresentano falsi positivi, bensì zone soggette ad indagine approfondita. Quanto descritto per la stazione meteo, relativamente all’eliminazione dei falsi positivi, è da ritenersi valida anche per gli altri parametri monitorati.
Vantaggiosamente, in una forma realizzativa dell’invenzione, ciascuna stazione di monitoraggio comprende inoltre almeno un tubo inclinometrico, configurato per monitorare i movimenti orizzontali del sottosuolo.
Inoltre, in una forma realizzativa dell’invenzione, ciascuna stazione di monitoraggio comprende almeno un piezometro elettrico configurato per la misurazione dei livelli di acqua di falda.
Attraverso l’acquisizione di dati di emissioni di gas, particelle, microsismicità e anomalie nella trasmissione di radiofrequenze tra le varie stazioni, ottenuta mediante i suddetti dispositivi di monitoraggio, è possibile distinguere eventi di tipo franoso da eventi di tipo sismico.
Inoltre, nel caso in cui più frane si attivino contemporaneamente in siti di monitoraggio posti ad elevata distanza tra loro, un confronto tra le diverse tipologie di dati provenienti dalle varie stazioni di monitoraggio può aiutare a far luce sull’evento a cui l’area geografica è interessata. In particolare, le anomalie delle trasmissioni di radiofrequenze sorgono in seguito a perturbazioni provenienti dal terreno e che si liberano in concomitanza di terremoti ma anche da movimenti del corpo di frana.
Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, è protetto un metodo di monitoraggio per aree in dissesto per la determinazione del rischio frana, comprendente le seguenti fasi di:
- predisposizione di una pluralità di stazioni di monitoraggio in una pluralità di siti di monitoraggio all’interno di una predeterminata area geografica da monitorare;
- realizzazione di uno o più fori di sondaggio nel terreno;
- registrazione dei dati provenienti dalla pluralità di stazioni di monitoraggio attraverso:
1.invio di dati registrati dalla pluralità di stazioni di monitoraggio ad un’unità di controllo centrale presente in un server centrale;
2.elaborazione dei dati inviati all’unità di controllo centrale mediante mezzi a programma configurati per fornire un confronto di anomalie degli andamenti dei dati ricevuti dalla pluralità di stazioni rispetto a soglie prefissate e trasmissione di un segnale di pericolo quando le anomalie vengono rilevate in almeno una stazione di monitoraggio.
Vantaggiosamente, i mezzi a programma sono configurati per trasmettere un segnale di pericolo quando le anomalie vengono rilevate in almeno una stazione di monitoraggio.
In una variante realizzativa dell’invenzione è prevista una fase di predisposizione di due stazioni di monitoraggio su un medesimo sito di monitoraggio di tipo franoso.
In tal modo, le due stazioni di monitoraggio, essendo in comunicazione tra loro attraverso la ricetrasmissione di un segnale di radiofrequenza a frequenza preimpostata costante, è possibile osservare, mediante l’acquisizione dei parametri rilevati dalle singole stazioni di monitoraggio, alterazioni temporali dei parametri raccolti. L’occorrenza temporale delle alterazioni consente di applicare un’azione di filtro del segnale atta a perfezionare l’individuazione del rischio, in modo da isolare le componenti di segnale alterato che sono tipiche di un evento franoso da componenti di segnale alterato che, verificandosi in concomitanza di altre alterazioni, possono indicare eventi di tipo sismico.
La fase di predisporre due stazioni di monitoraggio su una medesima frana, in comunicazione tra loro ad un predeterminato valore di radiofrequenza, permette perciò di ottenere una taratura del sistema.
Breve descrizione dei disegni
Ulteriori caratteristiche e/o vantaggi della presente invenzione risulteranno più chiari con la descrizione che segue di una sua forma realizzativa, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi in cui:
- la figura 1 mostra schematicamente una forma realizzativa di un sistema di monitoraggio per aree in dissesto per la determinazione del rischio frana, secondo la presente invenzione; - la figura 2 mostra schematicamente una ulteriore forma realizzativa di un sistema di monitoraggio per aree in dissesto per la determinazione del rischio frana, secondo la presente invenzione; - la figura 3 mostra schematicamente un esempio di stazione di monitoraggio per la rilevazione di dati per aree in dissesto per la determinazione del rischio frana, secondo la presente invenzione;
- la figura 4 mostra schematicamente un ulteriore esempio di stazione di monitoraggio per la rilevazione di dati per aree in dissesto per la determinazione del rischi frana, secondo la presente invenzione;
- la figura 5 mostra schematicamente un esempio di raccolta dati ottenuta in forma matriciale nel caso elementare di registrazioni di radiofrequenze effettuate da tre stazioni di monitoraggio;
- la figura 6 mostra schematicamente un esempio di individuazione di una zona di alterazione del segnale che identifica il rischio;
- la figura 7 mostra schematicamente un sistema di monitoraggio secondo l’invenzione, in cui è prevista l’installazione di due stazioni di monitoraggio all’interno di un sito di monitoraggio di tipo franoso al fine di ottenere un’operazione di taratura del sistema;
- la figura 8 mostra schematicamente un sistema di monitoraggio secondo l’invenzione, in cui è previsto l’installazione di due stazioni di monitoraggio all’interno di un sito di monitoraggio di tipo franoso al fine di ottenere un’operazione di taratura del sistema;
- la figura 9 mostra schematicamente un sistema di monitoraggio secondo l’invenzione, in cui è previsto l’installazione di due stazioni di monitoraggio all’interno di un sito di monitoraggio di tipo franoso al fine di ottenere un’operazione di taratura del sistema;
Descrizione di alcune forme realizzative preferite In riferimento alla figura 1, è mostrato un esempio sistema di monitoraggio 1 per aree in dissesto per la determinazione del rischio frana, comprendente tre stazioni di monitoraggio S1, S2, S3 installate in tre siti di monitoraggio 15 di tipo franoso presenti in una predeterminata area geografica 20 di interesse.
Ciascuna stazione di monitoraggio (S1, S2, S3), comprende dispositivi atti ad acquisire informazioni, sotto forma di dati elaborabili. Tali dati sono relativi a parametri di radiofrequenza, emissioni particellari, emissioni di altri gas, movimenti microsismici, e temperatura dell’acqua di falda, come più avanti descritto con riferimento alla figura 3.
Per quanto riguarda le trasmissioni in radiofrequenza, le stazioni di monitoraggio S1, S2, S3, che possono essere anche solo due stazioni, o più di tre, sono in connessione reciproca tra loro 16 tramite ponti radio a frequenza compresa tra 300-3000 (kHz). In tal modo, alterazioni in segnali in radiofrequenza vengono utilizzati come parametri di rischio, in correlazione con altri parametri di emissioni particellari, emissioni di altri gas, movimenti microsismici, e temperatura dell’acqua di falda come qui di seguito descritto.
Un server centrale 90, comprendente un’unità di controllo centrale 100, riceve dati 150 inviati, ad esempio mediante trasmissione wireless, es. GPRS, dai rispettivi registratori di dati 80 presenti in ciascuna stazione S1, S2, S3. Mezzi a programma 110, presenti nell’unità di controllo centrale 100, sono configurati per elaborare i dati provenienti dalle stazioni di monitoraggio S1, S2, S3 mediante un confronto di anomalie degli andamenti (fig. 8) e relative almeno cinque alterazioni dei dati di emissione di gas, particelle radioattive, es. radon, microsismicità, temperatura delle acque in falda, e anomalie delle trasmissioni di radiofrequenze tra le stazioni S1, S2, S3 rispetto a soglie prefissate.
Le anomalie che si verificano in concomitanza di frane, eventi sismici e altri movimenti del terreno vengono memorizzate. I mezzi a programma 110 sono configurati per emettere un segnale di pericolo quando le anomalie vengono nuovamente rilevate in almeno una stazione di monitoraggio S1, S2, S3.
In riferimento alla figura 2, è mostrata un’ulteriore variante realizzativa di sistema di monitoraggio 1 per aree in dissesto per la determinazione del rischio frana analogo al caso descritto in figura 1, comprendente inoltre un dispositivo client 200 configurato per ricevere il segnale di pericolo emesso dai mezzi a programma 110 nel caso in cui le anomalie vengono rilevate in almeno due diverse stazioni di monitoraggio S1, S2, S3. In particolare, il dispositivo client può essere uno smartphone, un tablet, un PC, o altro dispositivo su cui è possibile installare un’applicazione per la ricezione di un segnale di pericolo allorché esista la possibilità di un evento calamitoso per le persone e per le cose.
In riferimento alla figura 3, è mostrata una generica stazione di monitoraggio Sn utilizzata per la rilevazione di dati per aree in dissesto. In particolare, la stazione di monitoraggio, installata in un sito di monitoraggio 15 di tipo franoso, comprende un dispositivo di ricetrasmissione di radio frequenze 40, configurato per emettere un segnale a radiofrequenza compreso tra 300 (kHz) e 3000 (kHz) e per ricevere un segnale a radiofrequenza compreso tra 300 (kHz) e 3000 (kHz), un rilevatore di gas 50 configurato per rilevare gas provenienti dal sottosuolo, un rilevatore di particelle 55 configurato per rilevare radiazioni particellari provenienti dal sottosuolo, un geofono di superficie 70 configurato per rilevare movimenti microsismici del sottosuolo, una stazione meteo 60 configurata per la rilevazione dei parametri atmosferici, un termometro 120 per la rilevazione delle variazioni di temperatura delle acque in falda.
Un registratore di dati 80 provvede alla raccolta e l’invio di dati provenienti dal dispositivo di ricetrasmissione 40, dal rilevatore di gas 50, dal rilevatore di particelle 55, dal geofono di superficie 70, dal termometro 120. Inoltre, il registratore di dati 80 è configurato per registrare dati di ricetrasmissione 40 provenienti dai rispettivi dispositivi di ricetrasmissione 40 delle altre stazioni di monitoraggio (S1,…,Sn-1). Il registratore di dati 80 è configurato inoltre per inviare i dati registrati ad un’unità di controllo centrale 100 come descritto in figura 1. L’unità di controllo centrale 100 confronta gli andamenti delle alterazioni, e verifica la coincidenza di alterazioni tra i cinque parametri sopra descritti, o parte di essi, nel qual caso invia il segnale di pericolo.
In riferimento alla figura 4, è mostrata una variante realizzativa di una generica stazione di monitoraggio, analoga a quella descritta in figura 3, con l’aggiunta di un tubo inclinometrico 180, configurato per monitorare i movimenti orizzontali del sottosuolo, ed eventualmente o in alternativa, un piezometro elettrico 190, configurato per la misurazione dei livelli di acqua di falda. L’utilizzo di tali dispositivi 180, 190 consente l’acquisizione di dati in merito a fenomeni di tipo franoso che possono essere confrontati con le registrazioni relative ad emissioni di gas, particelle, microsismicità e anomalie delle trasmissioni di radiofrequenze tra le varie stazioni, rendendo di fatto possibile distinguere eventi di tipo franoso da eventi di tipo sismico.
Inoltre, nel caso in cui più frane si attivino contemporaneamente anche in siti posti ad elevata distanza tra loro, un confronto tra le diverse tipologie di dati provenienti dalle varie stazioni di monitoraggio può aiutare a far luce sull’evento che interessa l’area geografica 20 monitorata, come precursore di movimento su larga scala, ad esempio di tipo sismico.
Per contro, poiché le anomalie nelle trasmissioni di radiofrequenze sorgono in conseguenza di campi energetici di origine terrestre, causati da elevati accumuli di energia presenti nel sottosuolo e che si liberano in concomitanza di terremoti, laddove sia presente esclusivamente un movimento locale di frana non necessariamente è presente anche alterazione di trasmissioni di radiofrequenza o aumento di emissioni di radon.
In riferimento alla figura 5, è rappresentato un esempio di organizzazione dei dati raccolti, in forma matriciale, per il caso elementare di registrazioni di radiofrequenze effettuate da tre stazioni di monitoraggio S1, S2, S3. Nell’esempio descritto in figura, le stazioni S1, S2, S3 sono tra loro in comunicazione. In particolare, ogni stazione può inviare e ricevere una sola radiofrequenza, ad esempio onde radio in media frequenza, oppure ogni stazione può inviare e ricevere più di una radio frequenza, ad esempio onde radio in bassa, bassissima e media frequenza. La matrice generalizzata Smxn raccoglie le registrazioni acquisite istante per istante. I valori di controllo saranno quei valori che provengono da una medesima stazione e che sono percepiti da tutte le stazioni della rete. In tal modo, la matrice delle registrazioni Smxn genera un database di dati per un numero finito di acquisizioni effettuate istante per istante. Per mezzo di una verifica della differenza tra la matrice di acquisizioni attuali, effettuata ad un tempo tj, e la matrice di acquisizioni precedenti, effettuata ad un tempo tj-1, è possibile verificare se siano presenti anomalie del segnale ed inviare in tal modo un segnale di pericolo quando le anomalie vengono rilevate in almeno due diverse stazioni di monitoraggio.
In riferimento alla figura 6, è descritto schematicamente un esempio di individuazione di una zona di alterazione 140 del segnale che identifica il rischio sismico. Nell’esempio descritto in figura 6, sei stazioni di monitoraggio S2, S3, S4, S5, S6, S7 ricevono il segnale di radiofrequenza dalla stazione S1. Attraverso un confronto di tali segnali ricevuti dalla stazione S1, è possibile individuare una zona di alterazione 140 compresa tra le stazioni S5, S6, S7. In particolare, la zona di alterazione 140 è una zona ad elevato rischio sismico in quanto il campo elettromagnetico che va a disturbare il campo di radiofrequenze emesso dai trasmettitori è con alta probabilità alterato dall’elevata tensione delle rocce dei siti di monitoraggio 15 su cui sono installate le stazioni. Questo monitoraggio può essere fatto anche in combinazioni con le atre quattro alterazioni di cui sopra.
In riferimento alla figura 7 è descritto un esempio di sistema di monitoraggio 1 di dati per aree in dissesto, analogo a quello di figura 1 in cui solo due stazioni di monitoraggio S1, S2 sono installate in un sito di monitoraggio 15 di tipo franoso. Le due stazioni di monitoraggio S1, S2 sono in comunicazione tra loro attraverso la ricetrasmissione di un segnale di radiofrequenza a frequenza preimpostata costante.
In particolare, l’andamento temporale dei parametri raccolti dalle stazioni di monitoraggio S1, S2 installate all’interno di una medesima frana, può presentare alterazioni temporali (vedasi Fig. 8). Valutando l’andamento temporale delle alterazioni acquisite dalle stazioni di monitoraggio è possibile applicare un’azione di filtro sulle alterazioni ed isolare il rumore che non appartiene alla frana dal tipo di segnale che è collegabile con i movimenti di frana, perfezionando in tal modo l’individuazione del rischio. In particolare, è possibile identificare alterazioni tipiche di un evento franoso in modo da perfezionare l’individuazione di fenomeni sismici applicando i segnali tipici dell’evento franoso come filtro ad altre acquisizioni.
Con riferimento alla figura 9, è mostrata una possibile situazione stratigrafica di un’area di monitoraggio 20 dove sono disposte, secondo l’invenzione, tre stazioni S1,S2,S3, o anche più stazioni, secondo l’invenzione. Nell’area 20 può essere altamente probabile un' evento franoso, ad esempio con superficie di scorrimento curva 17, oppure piana la linea di falda 19. Le stazioni S1-S3 sono installate ad esempio in punti critici della frana, ad esempio oggetto di movimenti antecedenti, pozzi esistenti, ecc.
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La descrizione di cui sopra di alcune forme realizzative specifiche è in grado di mostrare l’invenzione dal punto di vista concettuale in modo che altri, utilizzando la tecnica nota, potranno modificare e/o adattare in varie applicazioni tale forma realizzativa specifica senza ulteriori ricerche e senza allontanarsi dal concetto inventivo, e, quindi, si intende che tali adattamenti e modifiche saranno considerabili come equivalenti della forma realizzativa specifica. I mezzi e i materiali per realizzare le varie funzioni descritte potranno essere di varia natura senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione. Si intende che le espressioni o la terminologia utilizzate hanno scopo puramente descrittivo e per questo non limitativo.
Claims (1)
- RIVENDICAZIONI 1.Sistema (1) di monitoraggio per aree in dissesto per la determinazione del rischio frana, comprendente: - una pluralità di stazioni di monitoraggio (S1,…,Sn) installate in una pluralità di siti di monitoraggio (15) all’interno di una predeterminata area geografica da monitorare (20), dette stazioni di monitoraggio (S1,…,Sn) comprendendo ciascuna: - almeno un dispositivo di ricetrasmissione di radio frequenze (40), configurato per emettere un segnale a radiofrequenza tra 300 kHz e 3000 kHz e per ricevere un segnale a radiofrequenza tra 300 kHz e 3000 kHz; - almeno un rilevatore di gas (50) configurato per rilevare gas provenienti dal sottosuolo; - almeno un rilevatore di particelle (55) configurato per rilevare radiazioni particellari provenienti dal sottosuolo; - almeno un termometro (120) per rilevare le variazioni di temperatura delle acque in falda; - almeno un geofono di superficie (70) configurato per rilevare movimenti microsismici del sottosuolo; - almeno un registratore di dati (80) per la raccolta e l’invio di dati provenienti da detto dispositivo di ricetrasmissione (40), da detto rilevatore di gas (50), da detto rilevatore di particelle (55), da detto geofono di superficie (70), detto registratore di dati (80) essendo configurato per registrare dati di ricetrasmissione (40) da rispettivi dispositivi di ricetrasmissione (40) di dette stazioni di monitoraggio (S1,…,Sn) di detta pluralità di siti di monitoraggio (15). - un server centrale (90) comprendente un’unità di controllo centrale (100) atta a ricevere dati inviati dai rispettivi registratori di dati (80) di detta pluralità di stazioni (S1,…,Sn), in detta unità di controllo centrale (100) risiedendo mezzi a programma (110) configurati per elaborare i dati provenienti da detta pluralità di stazioni di monitoraggio (S1,…,Sn) mediante un confronto di anomalie degli andamenti (115) dei dati di emissione di gas, particelle, temperatura, microsismicità, e anomalie delle trasmissioni di radiofrequenze tra le varie stazioni (S1,…,Sn) rispetto a soglie prefissate; - detti mezzi a programma (110) essendo configurati inoltre per emettere un segnale di pericolo quando le anomalie vengono rilevate in almeno una stazione di monitoraggio (S1,…,Sn). 2.Sistema (1) di monitoraggio come da rivendicazione 1, in cui detto segnale di pericolo emesso da detti mezzi a programma (110) sono configurati per a fornire una stima del rischio per detta area geografica (20) e un corrispondente il segnale di pericolo (A) secondo il seguente algoritmo:con: -alterazione1: anomalie, rispetto ad un valore atteso di controllo, rilevate come disturbi di fase o ampiezza del segnale di radiofrequenza; -alterazione2: anomalie, rispetto ad un valore atteso di controllo, degli andamenti dei parametri di emissione di altri gas; -alterazione3: anomalie, rispetto ad un valore atteso di controllo, degli andamenti dei parametri di emissione di radon; -alterazione4: anomalie, rispetto ad un valore atteso di controllo, degli andamenti dei parametri di microsismicità; -alterazione5: anomalie, rispetto ad un valore atteso di controllo, degli andamenti dei parametri di temperatura di acque in falda; -K: eventuale fattore legato al numero di stazioni che percepiscono le alterazioni. 3.Sistema (1) di monitoraggio come da rivendicazione 1, in cui detto segnale di pericolo emesso da detti mezzi a programma (110) è trasmesso ad un dispositivo client (200) configurato per ricevere detto segnale di pericolo. 4.Sistema (1) di monitoraggio come da rivendicazione 1, in cui dette stazioni di monitoraggio (S1,…,Sn) comprendono ciascuna almeno una stazione meteo (60) configurata per la rilevazione di parametri atmosferici, e detti mezzi a programma sono configurati per escludere falsi positivi o falsi negativi filtrando i dati con detti parametri atmosferici 5.Sistema (1) di monitoraggio come da rivendicazione 1, in cui dette stazioni di monitoraggio (S1,…,Sn) comprendono ciascuna inoltre un ulteriore strumento scelto tra: - almeno un tubo inclinometrico (180) configurato per monitorare i movimenti orizzontali del sottosuolo; - almeno un piezometro elettrico (190) configurato per la misurazione dei livelli di acqua; - una loro combinazione. 6.Una stazione (S1,…,Sn) di monitoraggio per aree in dissesto per la determinazione del rischio frana o rischio sismico, in una predeterminata area geografica da monitorare (20), comprendente - almeno un dispositivo di ricetrasmissione di radio frequenze (40), configurato per emettere un segnale a radiofrequenza tra 300 kHz e 3000 kHz e per ricevere un segnale a radiofrequenza tra 300 kHz e 3000 kHz; - almeno un rilevatore di gas (50) configurato per rilevare gas provenienti dal sottosuolo; - almeno un rilevatore di particelle (55) configurato per rilevare radiazioni particellari provenienti dal sottosuolo; - almeno un termometro (120) per rilevare le variazioni di temperatura delle acque in falda; - almeno un geofono di superficie (70) configurato per rilevare movimenti microsismici del sottosuolo; - almeno un registratore di dati (80) per la raccolta e l’invio di dati provenienti da detto dispositivo di ricetrasmissione (40), da detto rilevatore di gas (50), da detto rilevatore di particelle (55), da detto geofono di superficie (70), detto registratore di dati (80) essendo configurato per registrare dati di ricetrasmissione (40) da rispettivi dispositivi di ricetrasmissione (40) di dette stazioni di monitoraggio (S1,…,Sn) di detta pluralità di siti di monitoraggio (15), - almeno un’unità di ricetrasmissione ad un server di dati di emissione di gas, particelle, temperatura, microsismicità, e anomalie delle trasmissioni di radiofrequenze tra varie simili stazioni (S1,…,Sn) disposte in detta area. 7.Una stazione di monitoraggio (S1,…,Sn) secondo la rivendicazione 6, comprendente inoltre un ulteriore strumento scelto tra: - almeno un tubo inclinometrico (180) configurato per monitorare i movimenti orizzontali del sottosuolo; - almeno un piezometro elettrico (190) configurato per la misurazione dei livelli di acqua; - una loro combinazione. 8.Metodo di monitoraggio di dati per aree in dissesto per la determinazione del rischio frana, comprendente le seguenti fasi: - predisposizione di una pluralità di stazioni di monitoraggio (S1,…,Sn) come da rivendicazione 6 o 7 in una pluralità di siti di monitoraggio (15) all’interno di una predeterminata area geografica da monitorare (20); - registrazione dei dati provenienti da detta pluralità di stazioni di monitoraggio (S1,…,Sn) attraverso: - invio di dati registrati da detta pluralità di stazioni di monitoraggio (S1,…,Sn) ad un’unità di controllo centrale (100) presente in un server centrale (90); - elaborazione dei dati inviati a detta unità di controllo centrale (100) mediante mezzi a programma (110) configurati per fornire un confronto di anomalie degli andamenti (115) dei dati ricevuti da detta pluralità di stazioni (S1,…,Sn) rispetto a soglie prefissate e trasmissione di un segnale di pericolo quando le anomalie vengono rilevate in almeno due diverse stazioni di monitoraggio (S1,…,Sn). 9.Metodo di monitoraggio come da rivendicazione 8, in cui detti mezzi a programma (110) sono configurati per trasmettere un segnale di pericolo quando le anomalie vengono rilevate in almeno due diverse stazioni di monitoraggio (S1,…,Sn). 10.Metodo di monitoraggio come da rivendicazione 8, in cui è prevista una fase di predisposizione di due stazioni di monitoraggio (S1, S2) su un medesimo sito di monitoraggio (15) di tipo franoso.
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|---|---|---|---|---|
| JP3188609B2 (ja) * | 1995-07-13 | 2001-07-16 | 廣 加藤 | 電磁波のノイズ検知・解析装置 |
| EP2196826A1 (en) * | 2007-11-19 | 2010-06-16 | Kumagai, Hideki | Noise-radio-wave automatic separation/detection device |
| US20120123983A1 (en) * | 2010-11-15 | 2012-05-17 | Tectosense Ltd. | Automatic systems and methodologies for earthquake prediction and warning |
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2018
- 2018-06-06 IT IT102018000006064A patent/IT201800006064A1/it unknown
Patent Citations (3)
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| GAUTAM RAWAT ARORA ET AL: "Multi-Parameter Geophysical Observatory: gateway to integrated earthquake precursory research", CURRENT SCIENCE., vol. 103, no. 11, 1 December 2012 (2012-12-01), IN, pages 1286 - 1299, XP055470780, ISSN: 0011-3891 * |
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