Monitoraggio in tempo reale per prevenire i crolli delle dighe minerarie

18 Maggio 2020
Dighe

Secondo il database del CSP2 (Centre for Science and Public Participation), creato a seguito dell’aumento della frequenza dei crolli di dighe minerarie con enormi conseguenze dopo il 1990, dal 1915 al 2019 sono avvenuti 344 crolli di dighe minerarie, con 9 incidenti di grande rilevanza tra il 2010 e il 2019. 

Vengono realizzati molti progetti e studi nell’ambito della gestione sostenibile delle dighe minerarie, come ad esempio quello portato avanti dall’NGI (Norwegian Geotechnical Institute) o la creazione del Global Tailing Portal, dove vengono raccolte tutte le informazioni disponibili sulle dighe minerarie nel mondo. 

 

Si stima che la frequenza di collasso delle dighe minerarie sia dalle 10 alle 100 volte maggiore di quella delle altre dighe in terra, a causa del processo costruttivo e a causa della realizzazione della diga per fasi successive, al fine di aumentare via via la capacità di ritenzione del bacino. 

Analizzando gli incidenti avvenuti, le cause più comuni di crollo sono il superamento della capacità massima del bacino, l’instabilità di versante, la filtrazione e l’instabilità delle fondamenta; ma quello che è emerso dall’analisi degli incidenti, è che non si sono verificati crolli senza una causa identificabile. 

Il problema di come migliorare il livello di sicurezza delle dighe minerarie è un tema di primaria importanza che va affrontato dall’intera società. L’integrità e la sicurezza delle dighe minerarie è funzione della progettazione, delle operazioni di gestione e del monitoraggio, che deve essere continuo. 

Fatto salvo il crollo indotto dal carico sismico, tutte le altre modalità di crollo possono essere monitorate e il rischio può essere significativamente ridotto attraverso l’applicazione di un monitoraggio ad alta frequenza dei parametri più significativi.  

I parametri che giocano un ruolo chiave nella stabilità di una diga mineraria sono: la superficie freatica o livello dell’acqua, la filtrazione, la pressione interstiziale, I movimenti della superficie e quelli interni. Questi parametri sono normalmente monitorati con misure puntuali, come ad esempio attraverso piezometri, altimetri, flussimetri, estensimetri, inclinometri, misuratori dello sforzo di taglio. Questo tipo di strumenti permette di ottenere valori accurati dei parametri monitorati, ma solo nel punto esatto della misura, inoltre non possono essere utlizzati per monitorare fittamente ampi tratti della struttura. 

Negli ultimi decenni è stato intrdotto l’utilizzo di nuove tecnologie,come ad esempio il geo-radar, il Lidar Terrestre, i sensori sismici, le immagini InSAR, le stazioni totali, ma ci sono alcune limitazioni connesse con l’utilizzo di queste tecnologie. Il georadar, ad esempio, fornisce buoni risultati quando è utilizzato su superfici regolari, ma non riesce a raggiungere elevate profondità d’indagine e, come la stazione totale, necessita della presenza di un operatore. Il Lidar terreste può fornire falsi allarmi se la diga è in attività, ma può essere utilizzato efficacemente in dighe ormai chiuse, anche se non fornisce indicazioni sui processi in corso all’interno della struttura. I sensori sismici non sono adeguati nell’ambito di miniere in attività, dove possono essere scatenati dei falsi allarmi. Le immagini InSAR possono essere molto utili per tenere sotto controllo la topografia della diga, ma la frequenza di acquisizione molto bassa (8-12 giorni) non permette alla tecnologia di essere efficiente nel caso di cambiamenti repentini. 

Il monitoraggio in tempo reale è la chiave per ottenere un quadro completo e dettagliato della situazione, soprattutto con strumenti che eseguono misure e sono programmati da remoto tramite internet. 

Per colmare la lacuna tecnologica nell’ambito del monitoraggio delle dighe minerarie esiste uno strumento innovativo: G.Re.T.A(Geoelectrical Resitivimeter for Time-lapse Analysis), il nuovo geo-resistivimetro progettato da LSI-Lastem per installazioni fisse. 

Lo strumento, che si basa sulla tecnologia della Tomografia di Resistività Elettrica (ERT), misura l’evoluzione nel tempo della resistività del sottosuolo in maniera autonoma e manda i dati a una piattaforma cloud, dove vengono salvati e analizzati. G.Re.T.A. può essere utilizzato anche come un sistema di early-warning, grazie alla possibilità di impostare soglie di variazione di resistività, che una volta superate portano all’invio di messaggi di allerta. 

La resistività del suolo varia con il contenuto d’acqua, con la creazione di cavità e con la presenza di fluidi, come ad esempio gli inquinanti, che sono proprio gli elementi più critici nel monitoraggio delle dighe minerarie. 

G.Re.T.A. è una tecnologia veramente innovativa nel monitoraggio delle dighe minerarie, un nuovo potente strumento per tenere sotto controllo in tempo reale quei processi che avvengono all’interno del corpo della diga e che possono influenzare l’integrità strutturale, aiutando a prevenire il rischio di crollo. 

 

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