In aperta campagna o in una metropoli affollata. In un piccolo parco di quartiere o in un ristorante in centro città con i tavoli pieni di ospiti. Il rumore che produciamo nella nostra vita quotidiana è un elemento che ci caratterizza e che, spesso, è tra le primissime cose che notiamo (o non notiamo) quando visitiamo un posto nuovo. Sempre più spesso, infatti, la tendenza del turismo è quella di condurci in piccole oasi di pace e tranquillità per staccare la spina dal tran tran cittadino di tutti i giorni.
Ebbene, questo “tran tran” si fa sentire, e non solo alle nostre orecchie: il rumore che generiamo come esseri umani 4.0, che lavorano, si spostano, producono, consumano e si divertono arriva perfino alle “orecchie” della Rete Sismica Nazionale dell’INGV, la complessa ed estesa infrastruttura che, tramite sofisticati sensori sismici, accelerometrici e geodetici, consente ai ricercatori e ai tecnici dell’Istituto di monitorare la sismicità del nostro Paese.
Nelle settimane di lockdown che ci siamo da poco lasciati alle spalle le nostre abitudini sono cambiate sensibilmente, e non sono sfuggite ai ricercatori dell’INGV. Grazie all’analisi dei dati raccolti dai sensori sismici distribuiti su tutto il territorio nazionale, infatti, è stato loro possibile notare una marcata diminuzione del rumore antropico prodotto quotidianamente e valutare l’entità di questo fenomeno.
Ne abbiamo parlato con Simone Marzorati, ricercatore INGV esperto di caratterizzazione del rumore sismico ambientale, che ci ha raccontato come la Rete Sismica Nazionale ha ascoltato il “silenzio” delle nostre città durante la quarantena imposta dall’emergenza Covid.
Simone, iniziamo cercando di capire meglio cosa si intende per “rumore antropico”…
Il rumore sismico di origine antropica è una parte del rumore sismico ambientale di fondo. Il rumore sismico ambientale, in generale, è la componente del segnale che noi sismologi scartiamo nelle procedure di interpretazione delle forme d’onda dei terremoti: proprio per questo lo definiamo “rumore”.
Si tratta di un processo aleatorio, con una sua variabilità intrinseca dalla quale però si possono estrarre delle caratteristiche stazionarie attribuibili sia a sorgenti naturali che antropiche, che generalmente si manifestano a frequenze differenti. Le vibrazioni ad alta frequenza, ad esempio, sono tipicamente attribuibili sia ad attività antropiche legate a impianti industriali, attività di cantieri, apparecchiature domestiche, traffico veicolare (tutto ciò che, vibrando, trasferisce energia al terreno propagando onde sismiche), sia a fenomeni naturali come il vento che fa vibrare la vegetazione. Nonostante la crosta terrestre sia in grado di attenuare con efficacia le alte frequenze delle onde sismiche, il rumore sismico proveniente da sorgenti antropiche può propagarsi sulla superficie del territorio venendo rilevato dai nostri sensori sismici anche a decine di chilometri di distanza.
Quindi il rumore sismico di origine antropica si “misura” con gli stessi strumenti con cui si “misurano” i terremoti?
Esatto, con i sensori sismici della Rete Sismica Nazionale (RSN) dell’INGV. Dato che il rumore sismico ha delle ampiezze che variano da micro a millimetriche, viene rilevato da sensori sismici molto sensibili, come i velocimetri. In particolare, i velocimetri a larga banda sono in grado di rilevare un ampio intervallo dello spettro del rumore e di indagare le componenti a differente frequenza, dalle vibrazioni più rapide a quelle più lente. Da analisi spettrali è possibile, quindi, ricavare dei valori medi del livello di rumore sismico ambientale in un sito e, analizzando il segnale sismico in continuo, si può calcolare una statistica dei livelli di rumore rappresentata graficamente con degli spettrogrammi, ovvero dei grafici che riportano, per l’appunto, l’ampiezza e la frequenza del segnale nel tempo.
In quali circostanze è più frequente notare dei cambiamenti nel livello di intensità del rumore nelle nostre città?
I livelli di rumorosità generati da sorgenti antropiche ricalcano fedelmente, nel tempo, le abitudini culturali della popolazione. Questo significa che quando diminuiscono le attività umane si rileva anche una riduzione della rumorosità di fondo. E ciò avviene quotidianamente nelle ore notturne e, settimanalmente, durante il weekend, in particolare la domenica. Nel corso dell’anno solare, invece, si hanno sensibili riduzioni del rumore sismico ambientale durante le ore diurne dei giorni e dei periodi di festività: il periodo natalizio, quello del capodanno, la Pasqua e la Pasquetta, il 25 aprile e il 1° maggio, le due settimane a cavallo di ferragosto, e così via. Tutti momenti in cui le attività umane si riducono significativamente, facendo sì che i nostri sensori rilevino immediatamente una conseguente riduzione della rumorosità.
La particolarità di questo periodo di lockdown è stata, per noi, la possibilità di registrare un periodo molto lungo di riduzione del rumore, che non avevamo mai sperimentato prima.
Arrivando proprio alla Fase 1 dell’emergenza sanitaria da Covid-19, quella corrispondente per l’appunto alle lunghe settimane di quarantena, come è nato l’interesse per i livelli di rumore sismico di origine antropica in questo periodo storico così particolare?
Diciamo che è stato più un “effetto collaterale” di un monitoraggio che effettuiamo costantemente. Nel momento in cui abbiamo capito che, con il lockdown, avrebbero interrotto la maggior parte delle attività industriali e di quelle che svolgiamo quotidianamente, abbiamo iniziato ad aspettarci una riduzione del rumore sismico di fondo. Chiaramente non ne potevamo prevedere l’intensità, non potevamo dire, cioè, di quanto si sarebbe ridotto questo rumore. Quello che abbiamo fatto è stato quindi quantificare la riduzione del rumore, che nelle ore diurne è arrivato al livello che di solito raggiungiamo nelle ore notturne. Questo ci ha permesso, tra l’altro, sulla RSN, di aumentare la nostra capacità di rilevare la microsismicità del territorio.
Per noi, dal punto di vista scientifico, è stato un “esercizio” operativamente importante per testare la performance della RSN. Nelle attività di monitoraggio di questi ultimi due mesi abbiamo infatti notato un lieve incremento nel numero di terremoti registrati ogni giorno: quello che stiamo cercando di capire adesso è se questo incremento sia legato direttamente (probabilmente sì) alla riduzione del rumore in alcune aree dove già rilevavamo terremoti molto piccoli. La riduzione del rumore, quindi, ci ha probabilmente permesso di avere una migliore risoluzione nella capacità di rilevare la microsismicità.
In che modo, in base ai dati da voi raccolti, le misure di lockdown imposte dal Governo hanno inciso sul rumore sismico?
Nella Fase 1 dell’emergenza, a partire quindi dalla seconda settimana di marzo, quando sono state messe in atto le misure restrittive che hanno interrotto la circolazione delle persone e delle merci e che, soprattutto, a partire dal 22 marzo hanno sospeso le attività industriali non essenziali, abbiamo notato una significativa riduzione (ma non una totale scomparsa) del rumore sismico nelle ore diurne. Quando queste misure restrittive sono state estese a tutto il territorio nazionale si è potuto notare lo stesso effetto dalle registrazioni delle stazioni sismiche installate nei pressi di alcune grandi città in tutta la penisola, dal Nord al Sud del Paese, da Milano fino a Palermo.
Abbiamo osservato anche che la discesa dei livelli di rumore sismico si è protratta fino alla seconda settimana di aprile: nelle prime due settimane del mese si è infatti raggiunto un minimo con dei livelli di rumore diurno inferiori rispetto a quelli che avevamo registrato durante tutto l’anno precedente. C’è stata, poi, una lieve ripresa del rumore nella seconda metà di aprile, che ha preceduto la rapida risalita nei primi giorni di maggio, quando è iniziata la Fase 2 dell’emergenza.
Come sono state utilizzate le misurazioni della Rete Sismica Nazionale?
I dati sono stati estratti dalle misurazioni delle numerose stazioni sismiche della Rete. I primi a notare delle diminuzioni del rumore sismico nel nord Italia, nella prima settimana di aprile, sono stati i colleghi della Sezione di Milano, tramite alcune stazioni installate nella Pianura Padana, e poi quelli della Sezione di Bologna. Nell’ambito dell’Osservatorio Nazionale Terremoti (ONT) dell’INGV sono state quindi analizzate tutte le misurazioni della RSN attraverso un database delle serie storiche del rumore sismico da cui abbiamo estratto i dati delle analisi. Questa analisi, che riguarda come si può immaginare una enorme mole di dati, è stata possibile grazie al lavoro quotidiano di tutti i tecnici e tecnologi che mantengono operativa la Rete h24 sette giorni su sette, sia con l’installazione e la manutenzione delle stazioni, sia grazie allo sviluppo e l’implementazione dei software che permettono di gestire i big data.
Grazie, quindi, agli strumenti messi a disposizione dall’ONT è stato possibile analizzare abbastanza velocemente i livelli di rumore quotidiano registrati a partire dal 1° gennaio 2019 fino ad oggi per individuare quale fosse l’entità delle variazioni del rumore sismico dovute al lockdown e stimare l’effetto sulla capacità di rilevamento dei sensori della RSN.
Come ricordavi poco fa, a partire dal 4 maggio e, in maniera più decisa, dal 18 maggio scorso siamo entrati nella cosiddetta Fase 2, che ha previsto e prevede la graduale riapertura di tutte le attività produttive e commerciali del Paese. Che effetti ha avuto questa ripartenza sul rumore?
Con la riapertura delle attività produttive non essenziali, la Fase 2 dell’emergenza ha avuto un effetto immediato sulla rumorosità di fondo, che noi abbiamo subito notato seguendo quotidianamente i livelli di rumore. Abbiamo registrato una decisa risalita nell’andamento del livello medio del rumore nelle ore diurne, che già nella prima settimana di maggio ha recuperato circa l’80% dei livelli precedenti al lockdown. La rumorosità antropica non è tornata subito interamente ai livelli precedenti, indicando forse come in questo momento le nostre abitudini culturali siano cambiate: per una parte della popolazione probabilmente ancora non è stato possibile riaprire le proprie attività, così come ancora non è ripreso del tutto il traffico delle merci e delle persone. Monitorando il livello del rumore nei prossimi mesi, però, potremo sicuramente individuare il momento esatto in cui si tornerà a un livello di normalità per così dire “completa”.
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Link al report “Riduzione dei livelli di rumore sismico ambientale nelle città italiane” su Earth Prints: