Istituto di geologia ambientale e geoingegneria (IGAG)

Attività di ricerca

I cambiamenti dell'ambiente a scala globale e lo sviluppo sostenibile sono sempre più al centro dell'interesse del mondo scientifico internazionale. Il contributo delle scienze della Terra è insostituibile in quanto fornisce, attraverso una retrospettiva temporale, una lettura del territorio interpretandolo come il prodotto di un insieme di processi geodinamici, morfogenetici, sedimentari e paleobiologici, attivi da decine o centinaia di migliaia di anni, durante i quali numerosi cicli climatici hanno esercitato il loro influsso in maniera determinante.
L'ambiente attuale, con tutti i suoi elementi e fattori, va dunque visto come una "istantanea" risultante da un'evoluzione complessa sulla quale gli eventi del Quaternario e anche gli interventi di natura antropica hanno lasciato un'impronta dominante. Le notevoli implicazioni sono riscontrabili in numerosi campi, basti citare la costituzione prevalentemente quaternaria del sottosuolo delle maggiori città e l'importanza della sua conoscenza nelle scelte strategiche proprie della dialettica urbanistica. Dall'identificazione e dall'interpretazione delle tracce dell'evoluzione ambientale conservate nella parte più superficiale della crosta terrestre possono quindi essere raccolti gli elementi indispensabili per: i) formulare valutazioni a carattere paleoclimatico e paleoambientale; ii) elaborare modelli geologico-evolutivi anche di interesse applicativo e nella prospettiva della mitigazione dei rischi naturali; iii) incrementare le conoscenze di base sull'evoluzione geologica recente; iiii) reperire e valorizzare le risorse naturali per sfruttarle con modalità ecocompatibili.

Nel campo delle risorse non rinnovabili (tra cui si annovera la massa rocciosa utilizzata/attraversata a vari fini), è da rilevare che con il ridimensionarsi dell'importanza (per il nostro Paese) del settore industriale riguardante la giacimentologia e l'ingegneria delle materie prime e degli scavi, il campo di attività di ricerca si è spostato da un'area strettamente limitata alle miniere e cave ed alla elaborazione dei loro prodotti, ad una più vasta, comprendente le tematiche geominerarie in senso lato, il trattamento e riciclo dei materiali reflui, la salvaguardia dell'ambiente, e gli aspetti geo-ingegneristici (esplorazione, controllo, esecuzione) legati agli interventi sulla massa rocciosa, specialmente per scavi a cielo aperto e nel sottosuolo necessari all'approvvigionamento di materie prime ed alla realizzazione di grandi opere civili.

Tale espansione è stata fortemente stimolata dalla crescente importanza del problema ambientale, che, anche limitatamente al settore della valorizzazione di risorse minerarie, rende necessario un ampliamento di interessi rispetto a quelli tipici dell'attività estrattiva del passato. In tal senso assumono forte rilievo, nell'ambito degli interessi di studio ed operativi dell'Istituto, anche gli aspetti relativi ad indagini sulla gestione (smaltimento, stoccaggio) dei reflui dell'attività estrattiva e, più generalmente, sulla corretta chiusura del "ciclo d'uso" dei prodotti stessi o da essi derivati.

Una parte cospicua delle attività di ricerca dell'IGAG è dedicata alla difesa dalle catastrofi naturali, con particolare riferimento agli effetti di terremoti e frane. Nell'ambito della ricerca geo-sismologica si inseriscono attività dedicate alla definizione delle sorgenti sismogeniche e alla caratterizzazione geologica di dettaglio in prospettiva di microzonazione sismica. La caratterizzazione delle sorgenti sismogeniche, soprattutto nei termini di definizione dei tempi di ritorno e del tempo intercorso dall'ultima attivazione, rappresenta un passo fondamentale per le valutazioni di pericolosità sismica. E' altresì operazione necessaria per la realizzazione di scenari di danno in caso di terremoto. La microzonazione sismica, ottenuta mediante l'integrazione di dati geologici di dettaglio e indicazioni geofisiche sulla risposta sismica dei terreni, dovrebbe rappresentare il documento irrinunciabile su cui pianificare gli interventi edilizi e l'espansione urbanistica.

Nel settore della geologia marina le attività dell'Istituto mirano ad implementare la conoscenza della geomorfologia delle aree marine italiane attraverso la raccolta di dati morfobatimetrici ad altissima risoluzione e la creazione di banche dati e carte batimetriche di elevato dettaglio. Le principali attività riguarderanno l'acquisizione di nuovi dati a completamento dell'attuale copertura dei margini italiani, e l'integrazione con dati pre-esistenti, al fine di creare carte tematiche ad uso delle autorità nazionali che gestiscono risorse e rischi territoriali. I dati saranno acquisiti a mezzo di ecoscandaglio multi-fascio (multibeam), sistema già ampiamente utilizzato da tutti i gruppi di ricerca operanti nel campo della Geologia Marina. Lo scopo è quello di definire e rappresentare i principali lineamenti geomorfologici dei fondali marini, in particolar modo quelli derivanti da dinamiche morfo-sedimentarie che implicano mobilità e/o instabilità dei sedimenti e conseguenti situazioni di pericolosità per le infrastrutture e le aree costiere urbanizzate. I prodotti attesi costituiranno uno strumento di base per attività di ricerca e per la gestione del territorio marino, in gran parte ancora sconosciuto.

Le ricerche sulla stabilità dei versanti sono volte all'analisi di alcuni tipi di frane che caratterizzano vaste aree del territorio italiano nella prospettiva di fornire sia dei criteri per la scelta e dimensionamento degli interventi sia delle metodologie per la valutazione della pericolosità e del rischio ad esse associati, da utilizzare nella conservazione del patrimonio esistente e nella pianificazione territoriale. In particolare vengono analizzati i meccanismi che governano la stabilità in condizioni statiche e sotto azioni sismiche dei centri storici costituiti su rilievi e di alti versanti montuosi in ambiente alpino e su edifici vulcanici, nonché l'evoluzione di frane e deformazioni gravitative sottomarine. In tutti i casi, oltre allo studio della fase di innesco segue anche la valutazione delle aree di invasione delle valanghe di roccia/detriti generabili dalle frane, fondamentale per un'analisi complessiva del rischio.

Quanto sopra esposto trova quindi la sua attuazione all'interno dei Progetti del Dipartimento Scienze del Sistema Terra e Tecnologie per l'Ambiente.

Commesse di Ricerca di cui IGAG è responsabile:

Commesse attive
TA.P04.035
Geochimica dei suoli e dei fluidi per le problematiche ambientali
Moduli attivi
TA.P04.035.001 Studio delle interazioni tra fluidi e solidi nei processi di metasomatismo del mantello e nella genesi ed evoluzione dei magmi.
TA.P04.035.002 Migrazione e geochimica di radionuclidi naturali e artificiali nel suolo e nelle acque
TA.P04.035.003 Applicazioni degli isotopi stabili leggeri alle scienze della terra e ai beni culturali
TA.P04.035.004 Prospezioni geochimiche e cartografia geochimica
TA.P04.035.005 Monitoraggio delle linee ferroviarie italiane per l'individuazione delle componenti inquinanti

TA.P05.011
Geomorfologia dei margini continentali per la mitigazione dei rischi geologici
Moduli attivi
TA.P05.011.003 Geomorfologia dei Margini Continentali Italiani

TA.P05.025
Processi geologici multiscala per la mitigazione di rischi e impatti ambientali
Moduli attivi
TA.P05.025.003 Geologia del Quaternario, valutazioni di pericolosità geologica, sottosuolo di aree urbane.
TA.P05.025.008 Struttura crostale ed evoluzione geodinamica della penisola italiana
TA.P05.025.009 Stratigrafia fisica e isotopica di successioni continentali e marine del Quaternario
TA.P05.025.010 Analisi geotecnica di fenomeni di deformazione e rottura nei terreni e nelle rocce indotti da processi geologici ed attività antropiche
TA.P05.025.011 Stratigrafia di depositi vulcanici e successioni sedimentarie per ricostruzioni paleogeografiche

TA.P07.014
Bonifica di siti inquinati e tecnologie di recupero dei rifiuti industriali
Moduli attivi
TA.P07.014.002 Sviluppo di tecnologie di "soil washing"; valutazione del "rischio amianto"
TA.P07.014.008 Recupero di metalli pesanti da acque reflue
TA.P07.014.009 Studio e messa a punto di tecnologie innovative per il recupero di rifiuti

TA.P07.015
Valorizzazione dei materiali geologici e messa in sicurezza di aree minerarie dismesse
Moduli attivi
TA.P07.015.001 Trattamento dei materiali geologici; tecniche e sicurezza degli scavi; recupero dei materiali di scarto
TA.P07.015.003 Giacimentologia e minerali metallici e industriali
TA.P07.015.005 Sviluppo e applicazione di nuove tecnologie di caratterizzazione geo-strutturale e fisico-meccanica, di monitoraggio e allerta per il controllo statico di pareti naturali o di scavi connessi alle attività antropiche.
TA.P07.015.006 Caratterizzazione di materiali litoidi e manufatti dell'antichità
TA.P07.015.007 Sviluppo e applicazione di tecnologie avanzate per il trattamento delle matrici liquida e solida contaminate da attività estrattiva

Parallelamente alle sopracitate attività, l'Istituto sta attualmente conducendo una serie di Progetti nazionali ed internazionali:
Per quanto riguarda le attività nazionali, l'Istituto ha partecipato e partecipa ai seguenti progetti più significativi:
o Il progetto URBISIT "Geologia del Quaternario, valutazioni di pericolosità geologica, sottosuolo di aree urbane" che ha consentito all'IGAG di essere riconosciuto Centro di Competenza del Dipartimento di Protezione Civile Nazionale "... per la valutazione, il monitoraggio e la mitigazione dei rischi di tipo geologico, idrogeologico e geochimico in aree urbane...";
o la Convenzione CNR/ISPRA per il completamento di 15 Fogli geologici alla scala 1:50.000 relativi al progetto CARG (CARtografia Geologica).
o la Convenzione IGAG/DPC-INGV per la definizione delle faglie attive nel Bacino del Mercure e nella zona dei Monti del Matese.
o il Progetto Bandiera IGAG/DTA sullo studio dei fondali marini;
o il Progetto VIGOR, Valutazione del Potenziale Geotermico delle Regioni a Convergenza, nell'ambito del Programma operativo interregionale "Energie rinnovabili e risparmio energetico" FESR 2007 - 2013 finanziato dal Ministero per lo Sviluppo Economico";
o l'Intesa Operativa IGAG/Dipartimento Protezione Civile ART. 11 su Microzonazione sismica;
o gli Accordi 2014 e 2015 tra IGAG e Dipartimento Protezione Civile ai sensi dell'art. 15 della legge 7 agosto 1990, n. 241 e dell'art. 6 della legge 24 febbraio 1992, n. 225, per la prevenzione nei campi dellla pericolosità sismica e idrogeologica.
o la convenzione di ricerca "Verifica della sicurezza sismica dei Musei Statali. Applicazione Ordinanza PCM 3274/2003 s.m.i. e della Direttiva PCM 12.10.2007", finanziato dal Ministero dei Beni e delle Attività Culturali e del Turismo;
o la Convenzione IGAG-AUTORITA' DI BACINO DELLA PUGLIA per la "Redazione di carte di microzonazione sismica di I° livello di alcuni centri abitati delle province di Barletta-Andria-Trani- Bari e Taranto"
o le Convenzioni con Rete Ferroviaria Italiana per la "Ricognizione dei litotipi utilizzati come pietrisco nelle massicciate ferroviarie della Giurisdizione di Firenze e Genova";
o la convenzione con la Società Autostrade, gestita dall'Istituto di Inquinamento Atmosferico del CNR, per la verifica di alcune problematiche geologiche, geochimiche ed idrogeologiche riscontrate nel tratto appenninico della variante autostradale tra Firenze e Bologna.
o Il Progetto Recat finanziato dalla Regione Sicilia con fondi europei, svolto presso ed in collaborazione con la Società CISMA per lo "Sviluppo dei processi di stabilizzazione e solidificazione dei rifiuti di provenienza petrolchimica e del processo di trattamento per il recupero dei catalizzatori esausti da industria petrolifera";
o la Convenzione IGAG/SOGIN su "Valutazione della pericolosità di processi geologico-ambientali connessi alla variabilità climatica dei prossimi 10.000 anni".

Per quanto riguarda le attività internazionali, l'Istituto ha partecipato e partecipa ai seguenti progetti più rilevanti:
o Institute of Geotechnics of Slovak Academy Sciences di Kosice : "Study of relations of mineralization, acidity and autochthonous bacteria occurrence in acid mine drainage";
o Institute of Geotechnics of Slovak Academy Sciences di Kosice (Accordo di Cooperazione Scientifica CNR/SAV - Accademia Slovacca delle Scienze). "Development of sustainable physicochemical and biological processes for the remove of metals and metalloids from the waters and soils";
o Accordo bilaterale CNR-SRNSF (Georgia) 2012/2013 "Initiation of an overall approach for limiting the health risk for the Georgian population related to radon exposure".
o Contratto di Ricerca CHERPLAN tra Vati Hungarian Non-profit Limited Liability Company For Regional Development And Town Planning e IGAG finanziato nell'ambito del programma South-East Europe;
o Contratto UNESCO-VENICE/IGAG.
Sono inoltre in corso attività di collaborazione scientifica con Argentina e India.