Monitoraggio dei terremoti

Una migliore comprensione dei processi sismici

Comprendere i terremoti, sia quelli di origine naturale che quelli indotti, è uno dei principali obiettivi del BedrettoLab. Come iniziano i terremoti? Come si propagano lungo una faglia? E come si fermano? Presso il BedrettoLab queste domande fondamentali per la ricerca possono essere studiate in tutta sicurezza. Analogamente, possiamo esplorare le possibilità di impiegare e controllare milioni di minuscoli microsismi al fine di produrre una efficace rete di fratture necessaria per uno scambiatore di calore sotterraneo – ossia un cosiddetto sistema geotermico migliorato (Enhanced Geothermal System, EGS) – senza causare terremoti che possano essere percepiti dalla popolazione o addirittura causare dei danni.

Per studiare la fisica e la geomeccanica dei terremoti in condizioni reali presso il BedrettoLab, conduciamo esperimenti di iniezione e inneschiamo intenzionalmente piccolissimi sismi che osserviamo con numerosi sensori da vicino. A tale scopo è necessario poter contare su un sistema di monitoraggio sismico denso ed affidabile. Consideriamo che il più grande di questi terremoti sia oltre mille volte più piccolo (in ampiezza ed energia) di un terremoto che potrebbe essere percepito da una persona, per esempio, nella valle Bedretto. Tipicamente, i terremoti vengono percepiti in superficie quando raggiungono una magnitudo pari a 2.5 o superiore; i terremoti che causano danni hanno normalmente una magnitudo pari a 5 o superiore.

Riduzione al minimo del rischio

Per ridurre al minimo il rischio sismico dei nostri esperimenti, prima di avviare qualsiasi attività sperimentale, svolgiamo studi probabilistici completi del pericolo e del rischio sismico e e seguiamo rigidi protocolli di mitigazione del rischio. Da questi studi emerge che il rischio principale riguarda la galleria e le persone al suo interno, che sono molto più vicine all’ipocentro dei sismi.

Per mitigare il rischio, è decisamente importante monitorare i terremoti in tempo reale in laboratorio durante gli esperimenti, ma anche prima e dopo gli eventi. Se durante un'iniezione si dovesse superare una soglia predefinita di magnitudo o vibrazione del suolo sulla parete della galleria, il cosiddetto protocollo a semaforo definisce se l’esperimento deve essere sospeso o arrestato. Le soglie sono fissate in modo tale che il rischio di danni lievi alla galleria sia inferiore allo 0,1% durante l’esperimento. Le procedure di valutazione e mitigazione del rischio sono sviluppate seguendo anche le linee guida di buona pratica che il Servizio Sismico Svizzero, con sede all’ETH di Zurigo, ha proposto per i progetti di geotermia profonda nel quadro del progetto GEOBEST.

Sorveglianza sismica continua presso il BedrettoLab

Per sorvegliare la sismicità 24 ore su 24, la rete nazionale di monitoraggio sismico gestita dal Servizio Sismico Svizzero con sede all’ETH di Zurigo è stata resa più fitta realizzando stazioni aggiuntive nelle vicinanze del BedrettoLab, così come all’interno della galleria e di pozzi selezionati. Ciò consente di monitorare e registrare in maniera affidabile tutti i terremoti potenzialmente rilevanti per la sicurezza della regione della Valle Bedretto in generale e del BedrettoLab nello specifico. Tutti gli eventi sismici rilevati da queste stazioni – tanto di origine naturale quanto indotti – sono pubblicati in un elenco liberamente accessibile.

Il miglioramento di questa attività di sorveglianza non solo ci consente di rilevare i terremoti che induciamo, ma anche di registrare eventi di magnitudo fino a zero che stanno avendo luogo a circa 1 km dal laboratorio circa dal laboratorio, con tutta probabilità di origine naturale (causati magari da una forte pioggia).