RETE SPERIMENTALE DI MONITORAGGIO DEI FIUMI MISA E NEVOLA (Regione Marche – ITALIA) E DEI CORSI D’ACQUA MINORI (FOSSO SANT’ANGELO – Senigallia – Regione Marche – ITALIA)
L’inondazione è un fenomeno naturale, diffuso e comune in tutto il mondo, che può avere una vasta portata sulle persone e sull’ambiente. Si tratta di un rapido ed eccessivo accumulo di acqua in una regione normalmente asciutta causato da precipitazioni atmosferiche importanti e insistenti. Il fenomeno è accentuato da alcune caratteristiche locali come le condizioni e la composizione della superficie dei terreni, la loro pendenza e la topografia del luogo.
Noi di RadioAstroLab e Fasar Elettronica, aziende di Senigallia che da oltre 20 anni operano nel settore dell’elettronica professionale, abbiamo sviluppato e brevettato sensori di nuova concezione, ideando un innovativo sistema di sorveglianza dei corsi d’acqua chiamato ProgettoRIO, inizialmente dedicato al monitoraggio dell’ambiente fluviale Misa-Nevola.
ProgettoRIO si basa su due concetti importanti per garantire un affidabile monitoraggio degli ambienti fluviali:
– Controllare l’estensione superficiale dell’area bagnata e le sue variazioni all’interno del bacino fluviale.
– Controllare l’evoluzione locale dei fenomeni troposferici (pioggia).
L’impianto mostra le variazioni nel tempo del corso d’acqua e segnala potenziali rischi ambientali dovuti a esondazioni. Misurando continuamente alcuni parametri dell’area fluviale e monitorando gli eventi di pioggia, sono elaborati i dati per rappresentare le variazioni stagionali del fattore di inondazione del bacino, la velocità di crescita delle zone allagate e quella di propagazione dell’onda di piena, la dinamica delle acque, la frequenza e l’intensità delle precipitazioni.
I risultati di una lunga sperimentazione hanno confermato l’efficacia del ProgettoRIO: il fiume Misa è stato inizialmente sorvegliato dal ponte che sulla strada comunale collega le frazioni Bettolelle e Brugnetto (Senigallia) utilizzando strumentazione portatile, raccogliendo dati che hanno puntualmente documentato l’evoluzione stagionale delle aree umide e bagnate dell’ambiente fluviale, segnalando gli eventi di piena con rischio esondazione e i periodi di siccità durante la stagione estiva. Dato che le misurazioni sono state eseguite per pochi minuti ogni giorno, non è stato possibile seguire accuratamente l’evoluzione oraria degli eventi critici a causa delle limitazioni di accesso alla zona di misura imposte dalle autorità durante le emergenze. I risultati emersi dallo studio, oltre a confermare l’efficacia del sistema di monitoraggio, hanno evidenziato la necessità di sviluppare una rete di sensori interconnessi, composta da una serie di stazioni strategicamente distribuite lungo tutto il percorso fluviale, continuamente operative per fornire dati in tempo reale sulle condizioni del fiume.
Dopo il disastroso e tragico evento alluvionale del 15 settembre 2022, a pochi anni di distanza da quello del 2014, abbiamo quindi sviluppato il ProgettoRIO, comprendente varie stazioni di monitoraggio distribuite lungo il territorio che, collegate via radio, trasferiscono periodicamente i dati acquisiti a una centrale di controllo ubicata presso la sede delle aziende promotrici. Ogni stazione è composta da un sensore radiometrico a microonde RALrio che osserva l’ambiente fluviale e le condizioni troposferiche locali (pioggia). La seguente mappa mostra le stazioni attualmente attive e una possibile distribuzione dei punti di monitoraggio che saranno gradualmente installati lungo il percorso fluviale Misa-Nevola, in modo da garantire un’efficace sorveglianza del bacino.
L’immagine mostra la distribuzione delle stazioni di monitoraggio lungo il bacino fluviale Misa-Nevola. Le stazioni di colore verde sono attualmente attive, quelle di colore arancio sono in corso di installazione, le altre sono state proposte ai comuni interessati e in attesa di approvazione.
La rete sarà continuamente operativa e la centrale di controllo interrogherà periodicamente ogni stazione tramite un canale radio: i dati saranno acquisiti dal server della centrale ed elaborati per fornire grafici che mostrano l’evoluzione nel tempo della percentuale di allagamento delle aree sorvegliate, la velocità di crescita delle zone allagate e la turbolenza delle acque. Le informazioni acquisite possono essere ulteriormente elaborate e correlate con i dati forniti da altri enti (come il servizio meteorologico nazionale o regionale, ad esempio) per generare allarmi al superamento di determinate soglie, gestite dalle competenti autorità amministrative e coadiuvate dal personale locale di Protezione Civile. Ogni sensore RALrio è predisposto per partecipare al monitoraggio collettivo dell’ambiente fluviale e per fornire, all’occorrenza, allarmi locali se opportunamente configurato: utilizzando queste informazioni è anche possibile sviluppare applicazioni per dispositivi mobili che avvertono e informano la popolazione sullo stato del fiume.
Scopo attuale del ProgettoRIO è quello di sperimentare l’efficacia di un nuovo metodo di sorveglianza dei corsi d’acqua che fornisce dati scientifici importanti per lo studio del nostro territorio e informazioni utili per supportare le decisioni delle autorità nella gestione delle emergenze.
Teniamo d’occhio i fiumi Misa e Nevola
Attualmente sono installate due stazioni:
Stazione N.1 a Serra de’ Conti (fiume Misa) sul ponte di Via Mulino, presso la Strada Provinciale 360 Arceviese
Stazione N.2 a Pianello di Ostra (fiume Misa) sul ponte presso la Strada Provinciale 360 Arceviese.
Programma di gestione della rete ProgettoRIO installato presso il server della centrale di controllo:
Le finestre di monitoraggio associate alle stazioni attive visualizzano, in tempo reale, l’andamento delle misure effettuate da ogni sensore e i valori di soglia per l’allarme impostati durante la calibrazione del sistema (traccia orizzontale di colore verde). Lo stato dell’ambiente fluviale è documentato da grafici facilmente interpretabili che riportano gli andamenti giornalieri e annuali delle misure eseguite da ogni stazione, insieme ai valori attuali delle temperature interna ed esterna dell’aria.
La traccia di colore rosso rappresenta il fattore di inondazione della regione sorvegliata dalla singola stazione. In una scala percentuale, un andamento crescente della curva indica incrementi nell’estensione di acqua libera nel terreno, testimone di un graduale allagamento del bacino fluviale. Se questa tendenza continua fino a raggiungere il valore di soglia (traccia orizzontale di colore verde) significa che il rischio di esondazione è elevato. Si registra, al contrario, un evento di siccità quando la curva rimane stabile verso il limite inferiore del grafico. La traccia di colore arancio rappresenta la varianza radiometrica che fornisce indicazioni sulle locali precipitazioni piovose e sulla dinamica delle acque durante un evento di piena.
Il programma interroga ogni stazione attiva e connessa alla rete con un periodo di 5 minuti. Sulla finestra di ogni stazione è riportato il nome e il suo numero identificativo.
Una condizione di allarme si verifica quando il fattore di inondazione (traccia di colore rosso) supera il valore di soglia: il colore del nome della stazione si modifica dal colore blu al rosso (e viceversa quando l’allarme è cessato). Contemporaneamente, è possibile inviare un messaggio SMS di allerta a specifici destinatari (sindaci, autorità locali di pubblica sicurezza, personale di protezione civile). I dati acquisiti dalle stazioni remote sono salvati per ulteriori e successive elaborazioni.
La centrale di monitoraggio della rete del ProgettoRIO è situata presso la sede delle aziende che finanziano il progetto.
Le informazioni visibili in questa pagina, accessibili a tutti, sono periodicamente aggiornate quando si verificano eventi significativi. E’ disponibile una pagina del nostro sito con accesso riservato alle autorità locali dove sono visualizzabili i grafici in tempo reale (la rete di sensori è aggiornata ogni 5 minuti).
Su richiesta sono disponibili i dati storici del monitoraggio raccolti in file formato testo per ulteriori elaborazioni o lavori di ricerca.
LA STRUMENTAZIONE UTILIZZATA
Utilizziamo strumentazione originale sviluppata e prodotta da RadioAstroLab (con il supporto di FASAR Elettronica) per sorvegliare l’ambiente in qualsiasi condizione meteorologica, di giorno e di notte. Speciali radiometri a microonde ricevono la radiazione elettromagnetica dal terreno evidenziando la presenza di acqua libera in superficie e misurando la temperatura ambiente: elaborando e analizzano in tempo reale i dati ottenuti dalle misure si ottengono informazioni importanti sullo scenario fluviale osservato.
I nostri strumenti stimano il contenuto superficiale di acqua e di umidità presente in un’area fluviale registrando le loro variazioni nel tempo, valutando la dinamica delle acque e rilevando gli eventi di pioggia che possono influenzare il regime del fiume. La rappresentazione grafica regolarmente aggiornata di questi parametri evidenzia molto bene l’evoluzione stagionale dell’ambiente fluviale con i suoi eventi di siccità e di piena, fornendo un potente strumento per fronteggiare potenziali rischi di esondazione.
SVILUPPI FUTURI
ProgettoRIO è un innovativo sistema di sorveglianza di un bacino fluviale che, sfruttando tecniche di remote sensing a microonde, misura e visualizza l’evoluzione giornaliera della percentuale di allagamento dello scenario osservato e la dinamica della superficie liquida per formulare previsioni e lanciare allarmi al verificarsi degli eventi di piena fluviale con rischio esondazione.
Notevoli sono le sue possibilità di sviluppo, sia per quanto riguarda il numero e la tipologia di sensori affiancabili ai nostri radiometri, sia per la possibilità di acquisire, da enti specializzati attraverso il web, dati di interesse meteorologico nazionale, regionale e locale sulle condizioni atmosferiche ed, eventualmente, del mare vicino alla foce del fiume (moto ondoso, correnti, venti). Integrando queste informazioni con i dati acquisiti dai sensori è possibile elaborare affidabili algoritmi di previsione, validi con sufficiente anticipo da consentire un’efficace e tempestiva organizzazione di protezione civile in caso di emergenza.
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