Figura - Reti di monitoraggio multiparametriche dei Campi Flegrei
Ricercatori INGV-OV al lavoro presso il cratere de La Solfatara di Pozzuoli per il campionamento dei gas alla fumarola “Bocca Grande” (Foto di INGV sezione di Napoli Osservatorio Vesuviano).
MONITORAGGIO SISMICO
Il monitoraggio sismico dei Campi Flegrei viene svolto mediante l’uso congiunto di una Rete Sismica Permanente e una Rete Sismica Mobile, gestite dalla sezione di Napoli Osservatorio Vesuviano. Tali reti consentono di individuare e classificare segnali sismici legati a terremoti o altri fenomeni naturali e artificiali; nell’area della Solfatara viene anche studiata l’ampiezza media del noise (rumore) sismico. L’array sismico ARF consente, inoltre, di caratterizzare tutto il campo d’onda allo scopo di individuare possibili sorgenti sismiche persistenti e correlate (es. tremore vulcanico). Gli eventi sismici rilevati e localizzati sono poi archiviati in specifici cataloghi, consultabili anche online (vedi Banche dati).
Rete Sismica Permanente
La Rete Permanente di monitoraggio sismico dei Campi Flegrei conta 27 siti di installazione terrestre e marina. In ogni sito possono essere allestite diverse tipologie di stazioni e di sensori. Complessivamente, costituiscono la rete 5 stazioni di tipo analogico con sensori da 1Hz e 22 stazioni di tipo digitale a larga banda. Le stazioni sismiche digitali terrestri sono basate sull’acquisitore GILDA, progettato e prodotto presso l’INGV Osservatorio Vesuviano; quelle marine sono basate su acquisitori Guralp DM24 e Quanterra Q330. Ai sensori della rete sismica si aggiungono 5 microfoni infrasonici Infracyrus, progettati e prodotti dall’INGV Osservatorio Vesuviano, e un array infrasonico costituito da 4 elementi. Tutti i segnali rilevati dai sensori indicati sono trasmessi in tempo reale alla Sala di Monitoraggio dell’INGV Osservatorio Vesuviano a Napoli, dove vengono analizzati ed elaborati.
Rete Sismica Mobile
Nell’area dei Campi Flegrei sono operative 17 stazioni sismiche stand-alone, dotate di sensori sismici a larga banda, di cui 4 dotate anche di accelerometro, una stazione accelerometrica, una stazione a corto periodo e un tiltmetro. E’ presente inoltre un array di 10 stazioni a corto periodo (ARF). Questa strumentazione funziona in modalità di acquisizione locale.
MONITORAGGIO GEODETICO
Il monitoraggio delle deformazioni del suolo dei Campi Flegrei è basato su un approccio integrato di misure in continuo e campagne periodiche, effettuate con reti strumentali relative a diversi parametri, gestite dalla sezione di Napoli Osservatorio Vesuviano. Le tecniche di misura e osservazione utilizzate sono il GPS, la mareometria, la tiltmetria, la gravimetria, la dilatometria, l’interferometria SAR e la livellazione geometrica di precisione. Sono installate reti fisse GPS, mareometrica e tiltmetrica. Sono invece svolte periodicamente campagne di livellazione di precisione su una rete altimetrica costituita da circa 370 capisaldi, e campagne di misure gravimetriche su una rete costituita da 38 capisaldi. L’analisi dei dati acquisiti viene effettuata separatamente per i segnali delle diverse Reti e successivamente integrata in un unico data-base.
Rete GPS
Le stazioni permanenti GPS operanti nell’area dei Campi Flegrei sono 25, di cui 21 ubicate in siti terrestri e 4 in siti marini, attrezzati con vari tipi di ricevitori GPS della Leica. I dati rilevati vengono trasmessi alla sede operativa dell’INGV Osservatorio Vesuviano con varie tecnologie, in funzione della logistica del sito. I sistemi di trasmissione attualmente in uso utilizzano la rete Wi-Fi dell’Osservatorio Vesuviano, linee ADSL e UMTS/4G. La maggior parte di queste stazioni sono alimentate mediante rete elettrica, e batteria a tampone, per garantire una continuità di funzionamento in caso di blackout elettrico. Altri siti tra cui le quattro mede nel Golfo di Pozzuoli sono alimentati mediante pannelli solari. Il sistema di gestione e trasmissione dati è basato su software specifico.
Rete Mareometrica
Le Rete Mareografica dei Campi Flegrei consta di 4 stazioni. Il monitoraggio del livello mareometrico è realizzato mediante sensori a galleggiante (in tubo di calma) collegati ad un encoder digitale. I segnali, campionati ogni minuto, vengono acquisiti e trasmessi via modem GSM. L'alimentazione è del tipo solare con pannelli fotovoltaici. Le stazioni sono installate in cabine metalliche e contenitori in vetroresina. L'ubicazione in ambiente marino condiziona notevolmente le strutture di alloggio, pertanto, è indispensabile una frequente manutenzione. In prossimità delle stazioni mareometriche sono ubicati anche capisaldi della rete di livellazione dell'Osservatorio Vesuviano.
Rete Tiltmetrica
La Rete Tiltmetrica dei Campi Flegrei consiste di 10 stazioni, di cui 4 attrezzate con sensori analogici di superficie, mod. 702 (Applied Geomechanics Instruments), 3 attrezzate con sensori da pozzo analogici mod. 722 (Applied Geomechanics Instruments) e 3 attrezzate con sensori da pozzo digitali mod. Lily (Jewell Instruments). Le stazioni trasmettono quotidianamente alla Sala di Monitoraggio dell’Osservatorio Vesuviano i file di dati registrati.
Rete Dilatometrica
La Rete Dilatometrica dei Campi Flegrei consiste di 4 stazioni, equipaggiate con dilatometri Sacks-Evertson e coinstallate con stazioni della Rete Sismica Permanente. Di queste sono operative due stazioni.
Rete Gravimetrica
La Rete Gravimetrica dei Campi Flegrei è composta da 38 stazioni di misura relativa e da 24 stazioni di misura assoluta.
SAR
Il monitoraggio interferometrico delle deformazioni dei Campi Flegrei sfrutta i dati Radar ad Apertura Sintetica (SAR) acquisiti dalle principali costellazioni satellitari attualmente operative: TerraSAR-X (TSX) dell’Agenzia Spaziale Tedesca, COSMO-SkyMed (CSK) dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e Sentinel-1 (S1) del programma europeo Copernicus, gestita dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA). La sezione di Napoli Osservatorio Vesuviano effettua l’analisi dei dati TerraSAR-X (TSX). I dati acquisiti dalle altre costellazioni sono utilizzati da altri istituti di ricerca.
MONITORAGGIO GEOCHIMICO
Le attività di monitoraggio geochimico dell’area dei Campi Flegrei consistono nell’acquisizione in continuo della misura del flusso di CO2 dal suolo, della temperatura delle fumarole e del suolo, del gradiente termico del suolo e dei principali parametri ambientali che hanno effetto sul processo di degassamento dell'area craterica della Solfatara di Pozzuoli e della zona dei Pisciarelli, nonché nella raccolta e analisi chimica e isotopica di campioni di gas nel corso di campagne di misura periodiche. Queste attività vengono svolte dalla Sezione di Napoli Osservatorio Vesuviano. La Sezione di Roma1 acquisisce in continuo le temperature del suolo lungo profili verticali mediante stazioni installate nelle aree della Solfatara e di Pisciarelli. Lo studio delle variazioni chimico-fisiche dei fluidi di queste aree fornisce importanti indicazioni sulla circolazione dei fluidi e sulle dinamiche magmatiche in atto nel sistema vulcanico.
Reti geochimiche
La Rete Geochimica dei Campi Flegrei dell’Osservatorio Vesuviano è costituita da quattro stazioni automatiche multiparametriche in registrazione continua: FLXOV1, GTS1 e FLXOV5 installate nell’area della Solfatara e FLXOV3 nell’area di Pisciarelli. E’ inoltre stata installata ed è al momento in fase di test una nuova stazione in area Pisciarelli del tipo GEMMA che andrà a sostituire la stazione FLXOV3. Le stazioni inviano i dati rilevati in tempo reale al Centro di Monitoraggio dell’Osservatorio Vesuviano con collegamento wi-fi. Su punti fissi prestabiliti (circa 60 punti nell’area craterica della Solfatara e 28 punti nell’area di Pisciarelli) vengono effettuate misure del flusso di CO2 e di temperatura del suolo. Si effettuano inoltre campionamenti periodici dei gas emessi dalle fumarole presenti nel cratere della Solfatara e di Pisciarelli.
La Rete Geochimica in continuo delle temperature del suolo della Sezione Roma 1 è costituita da due stazioni (PSC e SLF) per la misura delle temperature su profili verticali nel suolo (da 10 a 70 cm).
MONITORAGGIO VULCANOLOGICO
Le attività di monitoraggio vulcanologico vengono svolte dalla Sezione di Napoli Osservatorio Vesuviano con una Rete Permanente di Telecamere Termiche e con campagne di misure effettuate con Telecamera Termica Mobile e Termocoppia. Il monitoraggio con telecamere termiche ha come principale obiettivo l’individuazione di variazioni nel tempo e nello spazio dei valori di temperatura misurati al suolo in punti significativi dell’area craterica.
Rete Permanente Monitoraggio Termico ad Immagine
La Rete TIRNet (Thermal InfraRed Network) per la sorveglianza vulcanica continua a lungo termine dei Campi Flegrei tramite acquisizione di immagini all’infrarosso termico è attualmente costituita da 5 stazioni permanenti, di cui due ubicate all’interno del cratere della Solfatara (SF1, SF2), una in località Pisciarelli (PS1), la quarta (OBN) è posizionata alla base del versante SE del duomo lavico di monte Olibano e la quinta (IR-SOB) è situata sul bordo sud-orientale del cratere della Solfatara. Tali stazioni sono attrezzate con termocamere FLIR. Le immagini termiche sono trasmesse mediante collegamento wi-fi e UMTS e sono disponibili nella sala di Monitoraggio dell’Osservatorio Vesuviano.
Monitoraggio Discreto con Telecamere Termiche Mobili (TTM) e Termocoppia
I rilievi sono eseguiti su 16 punti fissi con cadenza mensile, di notte e comunque in condizioni di non irraggiamento solare, utilizzando una termocamera portatile FLIR SC640 ad alta risoluzione e sensibilità. La termocoppia utilizzata è di tipo K. Le misure ottenute con la termocamera sono confrontate, quando possibile, con quelle eseguite con termocoppia rigida.