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MISURAZIONE DELLO SPESSORE DI PARETI DI ROCCIA PER MEZZO ARVA

 
pubblicato su " PROGRESSIONE N 54 " ANNO 2007 

L’inevitabile futura chiusura dell’ingresso originale della grotta Impossibile, nella canna VE della Grande Viabilità Triestina, aveva scatenato una specie di “corsa all’oro” sulla piana di Basovizza, nei dintorni della grotta dei Pini (VG 18). L’oro era rappresentato da un eventuale ingresso “naturale” all”Impossibile” che avrebbe potuto trovarsi proprio in quella zona, dove in base ai rilievi interni lo strato di copertura della volta avrebbe potuto essere abbastanza abbordabile. Vennero aperti alcuni “cantieri” di cui almeno tre sono tuttora in corso. Questi, dopo gli iniziali entusiasmi, procedono con sempre maggiore lentezza, sia per l’oggettiva difficoltà di avanzamento, ma soprattutto per l’apertura della “Via Augusta”(inizialmente chiamato Arva 3), che con un pozzo completamente artificiale, ha permesso l’accesso diretto all”Impossibile” a 400 m dalla “porta autostrada”. Fondamentale è stato l’utilizzo degli Arva, strumenti nati per la ricerca di sepolti sotto valanghe, che si sono rivelati un valido supporto per individuare i punti più prossimi tra interno grotta e superficie esterna, potendo inoltre ottenere anche un valore abbastanza indicativo, per quanto approssimato, dello spessore di roccia interposto. L’ Arva è un’apparecchiatura tascabile di facile utilizzo che necessita di due strumenti, la trasmittente e la ricevente, che sono intercambiabili tra di loro perché dotati di un convertitore di funzione. Le onde generate sulla frequenza di 457 khz sono omnidirezionali, ma il segnale ricevuto raggiunge il suo massimo quando le due stazioni sono reciprocamente allineate.

Gli strumenti usati sono stati il mod. Ortovox F1 plus come trasmettitore e il mod. Ortovox M2 bimodale come ricevente. Quest’ultimo, oltre ad avere il consueto segnale acustico, possiede un display su cui compare una scala della potenza del segnale rilevato(corrispondente al segnale acustico) e un valore numerico con un decimale ad indicare la distanza teorica in metri. I valori rilevati sono attendibili con gli strumenti posizionati all’aperto in aria libera senza ostacoli, con gli assi allineati che si puntano reciprocamente (tab. 1). I valori tendono a scostarsi dalla distanza reale se gli Arva sono tenuti con gli assi paralleli. Questa posizione permette un più rapido ritrovamento del punto di minor distanza tra una cavità sotterranea e la superficie esterna (metodo A1 e A2), quando cioè rimanendo ferma la trasmittente all’interno della grotta, ci si può muovere liberamente con la ricevente all’esterno. Trattandosi invece di determinare lo spessore di roccia che separa due cavità sotterranee in posizioni forzatamente obbligate, è necessario ricorrere a un metodo (B) alquanto più elaborato. Per quanto le risultanze siano frutto di procedure empiriche, si può ritenere che i metodi che sono qui descritti possono essere utilizzati con successo e sufficiente approssimazione.

Metodo A1 - Posizioni interno/esterno topograficamente ben individuate. Poste trasmittente e ricevente con assi verticali, possibilmente tenendo la trasmittente aderente alla volta così da eliminare la necessaria correzione, ci si sposta sul terreno in una sorta di scansione inseguendo il segnale acustico o numerico fino al raggiungimento del suo massimo, che solitamente è delimitato da un cerchio di 2-3 m di diametro. La ricerca si risolve in pochi minuti ed evidenzia eventuali errori planimetrici nel rilievo della grotta.

Metodo A2 – Posizioni interno/esterno topograficamente approssimative.Trasmittente e ricevente vanno tenute orizzontali in posizione di reciproca minor distanza possibile. Entrambe devono avere lo stesso orientamento, es. N/S. Con questo assetto va ricercato il segnale più forte con spostamenti E/W della ricevente, che si suppone l’unica con possibilità di movimento. Individuato il punto di maggior segnale, ci si sposta sull’asse N/S fino ad ottenere un primo valore max. Sullo stesso asse va ricercato un secondo segnale max. che dovrebbe avere un valore uguale o simile al primo. Il punto di maggiore prossimità dovrebbe essere a metà tra questi due punti. Verifica e conferma si ottengono ripetendo l’operazione, a questo punto facilitata, movendosi sull’asse ortogonale E/W con gli Arva orientati sullo stesso asse. Si dovrebbero ottenere altri due punti di max. segnale il cui punto medio dovrebbe coincidere con quello precedente. Ovviamente ripetendo l’operazione per posizioni intermedie, tipo NE/SW, etc. si otterranno punti medi sperabilmente simili ai precedenti. A questo punto ponendo trasmittente e ricevente con gli assi verticali, si otterrà la lettura dello spessore di roccia interposta, che va ridotta del fattore che è l’oggetto di questa ricerca, per avere il valore in metri.

Metodo B – Determinazione dello spessore di roccia tra due punti obbligati e posizione reciproca nota approssimativamente ( schema 1). Trasmittente e ricevente poste con asse orizzontale e orientate in direzione determinata il più possibile prossima a quella presumibile congiungente i due punti. Con rotazioni orizzontali contemporanee verso dx/sx a scatti di 10°-20° per volta, si cerca il segnale max. ottenuto il quale si ha la direzione del piano verticale che contiene i due punti(pos.1). Per conferma è opportuno ruotare in orizzontale di 90° gli Arva ottenendo la minima distanza di campo e quindi un segnale più forte (pos.2). Dalla pos.1, se i punti non si trovano alla stessa quota, basculando verticalmente gli strumenti in contemporanea con scatti di 10°-20° per volta si ottiene un aumento del segnale fino al massimo,simile alla pos.2 (pos.3). Da questa posizione ruotando verticalmente di 90° gli Arva (che risultano così puntati uno verso l’altro) si dovrebbe ottenere il massimo del segnale possibile. Con piccoli movimenti si può affinare il valore del segnale. La lettura della distanza e il rilevamento degli angoli di bussola e di inclinazione dovrebbero dare la posizione reciproca dei punti, quindi la direzione teorica di scavo(vedi schema). Si intuisce che qualche passaggio nelle operazioni descritte potrebbe essere evitato se incidentalmente la posizione reciproca non ancora nota dei punti di stazione lo rendesse superfluo.

Consigli – E’ praticamente indispensabile poter disporre di un collegamento radio o telefonico via cavo per poter effettuare le operazioni con la necessaria simultaneità, altrimenti si rende necessario predisporre una tabella oraria per l’esecuzione delle stesse, di non facile gestione per i quasi inevitabili imprevisti e fraintendimenti. Si deve inoltre disporre di un rilievo della/e grotta/e piuttosto preciso di cui suggerisco di verificare in ogni caso almeno la poligonale d’asse, che va poi riportata sulla superficie esterna, nel caso si cerchi di intercettare una cavità sotterranea nota.

Determinazione scala Arva - Allo scopo di dare una corrispondenza reale ai valori letti sull’Arva e poter stimare lo spessore della roccia tra due cavità, sono state fatte misurazioni comparative in alcune grotte del Carso triestino di facile accesso e percorribilità e con spessori di copertura riconducibili a quelli presunti dell”Arva 3”.Per poter disporre di dati di partenza attendibili si è provveduto al rilievo accurato della poligonale interna che è stata riportata sul terreno esterno. In tal modo i punti significativi della grotta sui quali fare le misurazioni, risultano coincidenti planimetricamente con quelli esterni.

I valori ottenuti nelle varie grotte, se pure simili, sono spesso discordanti e l’andamento alquanto irregolare. Si può supporre una spiegazione a queste anomalie con la diversa composizione e compattezza della roccia, spesso fessurata e con possibili vuoti al suo interno. Uno studio approfondito sulla geologia dei siti e l’uso di una strumentazione più sofisticata da parte di esperti studiosi potrebbero forse dare una spiegazione plausibile di queste irregolarità. Le misurazioni puramente sperimentali non avevano nessun intento tecnico-scientifico, ma volte ad ottenere dati statistici con l’effetto pratico immediato di incoraggiare e meglio indirizzare lo scavo dell”Arva 3”. Come riscontrabile dalla tabella (tab.2) e dal grafico allegati, i valori rilevati non sono univoci, spesso molto discordanti e a volte poco attendibili. Una volta esclusi questi ultimi dal calcolo, si giunge alla determinazione di un valore medio da adottare come fattore di riduzione della lettura Arva di 1.42 per spessori di roccia fino a 7m che diventa 1.87 fino a 16m, quindi con funzione non lineare. Nella tab.3 sono stati raggruppati i dati in tre gruppi di spessore di roccia da cui è stata ricavata una media dei valori da usarsi come guida nel caso di analoghe applicazioni. Nel caso della Via Augusta si era supposto nel corso dei lavori un fattore di 1.6, che si è rivelato sufficientemente attendibile (schema 2).

 

Anomalie nelle grotte prese in esame –

GUFO Dall’attacco 1° teleferica alla nicchia esterna a E ,distanza 20m ,roccia compatta. Su display arva visibile solo freccia. Dalla sommità risalita alla nicchia dist.20m, su arva una sola tacca.

Nota: Con spessori intorno ai 20m non ci sono indicazioni numeriche ma valori grafici da interpretare.

GALLERIE Da nicchia interna a parete esterna

spess.            arva         fattore riduzione

     9m               11                 1.22

10.6m               16                 1.51

18  m                22                 1.22

Nota: Valori non omogenei. I punti utilizzati sono prossimi agli ingressi. Non è dato di sapere se i vuoti circostanti possono aver influenzato le misure.

GURCA 249 VG - Valori arva disomogenei per spessori di roccia simili, per quanto inferiori a 7m. Irregolarità dovuta probabilmente alle molte fessurazioni della roccia non compatta.

CHIUSA 44 VG - Posizionata la trasmittente sul p.3 in tre posizioni vicine ma con altezza volta diversa e quindi diverso spessore roccia, si sono ottenuti tre valori arva uguali, fatto che dà la misura dell’approssimazione del metodo.

LONZA 4083 VG - Le misure dei tre punti considerati hanno dato risultati congrui con arva verticali. La verifica con arva orizzontali e paralleli ha fornito al p.1 un dato fortemente discordante, con quasi due unità di scarto in più a riprova della prudenza con cui usare questi dati                        

A s                  A scopo indicativo, lo spaccato di tre delle grotte prese in esame riporta la posizione dei punti dove sono state fatte le misurazioni arva.

Utilità del metodo – Nel caso dell”Arva 3” dopo i primi 4 metri di scavo verticale, le misurazioni fatte con l’arva hanno dato l’indicazione di deviare dalla verticale di circa 30°, piegando verso NE., direzione da cui proveniva il segnale più forte. A posteriori questa indicazione si è dimostrata esatta. Nell’approfondirsi si sono incontrati alcuni piccoli vani naturali di cui si è approfittato, deviando perciò dalla direzione indicata. Le successive misurazioni arva hanno progressivamente corretto la direzione di scavo fino a sbucare nella grotta “Impossibile” nel punto più prossimo, come desiderato. Applicando lo stesso metodo, sarà possibile in futuro raggiungere la grotta “Impossibile” in un punto molto più avanzato rispetto all’ingresso attuale, già localizzato all’esterno come Arva 1. Questo auspicabile futuro ingresso permetterebbe di proseguire le esplorazioni nei tratti terminali, risparmiando qualche ora nel complicato tragitto iniziale già sufficientemente esplorato.

Altri interessanti risultati si potranno ottenere applicando questa metodologia nel vasto complesso della Val Rosandra sotto il monte Stena, dove le grotte G. Savi, Martina, Fessura del vento, Pipistrelli, Gallerie sembrano in vario modo interconnesse naturalmente. Queste grotte sono state rilevate e cartografate con buona precisione e inserite in un unico sistema di assi cartesiani da cui si rilevano i punti di incrocio e maggior vicinanza delle varie grotte, valutati in qualche caso intorno ai 15 m, punti nei quali al momento non risulta esistere una comunicazione naturale. L’uso degli arva potrebbe essere di valido aiuto nel realizzare il collegamento tra le grotte, una volta individuato con buona approssimazione il punto in cui lavorare applicando il metodo messo a punto da G. Zanini nella ricerca delle vie d’aria tra due grotte che si presumono comunicanti, provocando una decompressione artificiale per mezzo di una sorta di ventilatore ingegnosamente adattato allo scopo.

Nico Zuffi

Tab. 1

MISURE ARVA in aria

distanza

Assi allineati

Assi paralleli

2

02.08.00

02.08.00

3

03.06.00

04.04.00

4

5

05.07.00

5

05.07.00

06.08.00

6

06.08.00

7

7

07.05.00

08.05.00

8

08.05.00

10

9

10

12

10

11

14

11

12

15

12

13

16

13

14

18

14

15

20

18

22

30

20

22

37

 

 

 

 

Tab. 2

Misurazione SPESSORE Volta in grotte del Carso triestino

Grotta

Spess. volta

lettura Arva

coeff. Riduz.

Grotta

p.

Spess. volta

lettura Arva

coeff. Riduz.

Via Augusta

02.05.00

03.05.00

01.04.00

Bac VG49

1

13

33

02.48.00


04.05.00

06.05.00

01.44.00


2

11.04.00

24

02.01.00


05.05.00

9

02.04.00


3

16.04.00

37

02.02.00


8

13

02.02.00


4

11.09.00

20

02.08.00


10

15

01.05.00


5

10.08.00

22

02.03.00


12

19

01.58.00


6

07.04.00

11

01.59.00

media



01.53.00

media




02.01.00

Azzurra

08.05.00

10

01.18.00

Chiusa VG44

1

08.07.00

11/12/09

01.32.00

VG257

09.05.00

11

01.16.00


2

06.01.00

10

02.04.00


09.06.00

11

01.15.00


3

07.04.00

9

01.21.00


09.05.00

11

01.16.00


4

11.07.00

18

01.54.00


10

15

01.05.00

media




01.43.00

media



01.23.00

Gallerie VG420


9

11

01.22.00

Bufalo VG3999

04.03.00

6

01.39.00



10.06.00

16

01.51.00


04.41.00

6

01.36.00



18

22

01.22.00


05.44.00

8

01.47.00

media




01.32.00


05.24.00

06.06.00

01.36.00

Lonza VG4083

1

04.04.00

05.07.00

01.03.00


4

05.05.00

01.37.00


2

03.02.00

5

01.54.00

Gurca VG249

03.06.00

6.5-7

02.29.00


3

04.03.00

05.05.00

01.28.00


4

6-6.5

02.02.00

media




01.37.00


06.05.00

11

01.07.00







04.04.00

8

02.22.00






media



02.16.00
























 

 

 

TAB. 3

ANALISI VALORI ARVA

per spessori roccia


grotta

0-7m

7-12m

>12m


AUGUSTA

1.40

1.52

1.58



1.44

1.50




1.64

1.58



Tot. progres.

4.48

4.70



BAC


2.10

2.48




1.68

2. 20




2.03





1.59



Tot. progres.


12.10



BUFALO

1.39





1.36





1.47





1.36





1.37




Tot. progres.

11.43




GURCA

1.89





1.62





1.70





1.82




Tot. progres.

18.46




CHIUSA

1.64

1.32





1.21





1.54



Tot. progres.


16.17



AZZURRA


1.18





1.16





1.15





1.16





1.50



Tot. progres.


22.32



GALLERIE

1.22


1.22



1.51




Tot. progres.

22.83


7.48


LONZA

1.30





1.54





1.28




Totale

26.95

22.32

7.48


n. valori arva

19

15

4


MEDIA

1.42

1.49

1.87