Monitoraggio in tempo reale delle pareti di cava mediante utilizzo di fibre ottiche

Il progetto di ricerca CAV_OTT - Monitoraggio in tempo reale delle pareti di cava mediante utilizzo di fibre ottiche è finanziato dal POR FESR 2014-2020 della Regione Toscana e coinvolge tre cooperative del distretto lapideo apuano-versiliese.

Il progetto è guidato dalla Cooperativa Cavatori Lorano (con sede a Carrara) ed è nato dalla collaborazione con il Centro di GeoTecnologie (CGT) dell’Università degli Studi di Siena, con sede a San Giovanni Valdarno (AR), e Geo Explorer S.r.l., una Società Start Up dell’Università degli Studi di Siena appartenente al Distretto Tecnologico del Marmo.

Oltre alla Cooperativa Cavatori Lorano, il partenariato è costituito dalla Cooperativa Apuana Vagli di Sopra, che opera in Garfagnana, e dalla Cooperativa Levigliani nel Comune di Stazzema.

Il progetto prevede il monitoraggio di fronti di cava di marmo potenzialmente instabili, sia in sotterraneo che a cielo aperto, nelle province di Massa Carrara e Lucca mediante l'utilizzo di fibre ottiche integrato con un apparato di trasmissione remota dei dati. I siti oggetto di monitoraggio sono la Cava Piastra Bagnata (Cooperativa Apuana Vagli di Sopra, Lucca), la Cava del Piastraio di Sotto (Cooperativa Levigliani, Lucca) e la Cava Lorano “I” n° 22 (Cooperativa Cavatori Lorano, Carrara).

I sensori a fibra ottica costituiscono una tecnologia di ultima generazione che fornisce misure accuratissime (frazioni di millimetro) di spostamenti in tempo reale in differenti luoghi e simultaneamente.

Il principio di funzionamento di un sensore ottico è basato sul fatto che il fascio luminoso guidato all'interno di una fibra ottica può essere modificato in termini di fase, intensità o stato di polarizzazione da fattori esterni come temperatura, pressione, presenza di liquidi e gas, tensione applicata e vibrazioni. Interrogando la fibra si possono misurare tali grandezze. La fibra ottica ha la duplice funzione di trasduttore e di canale di trasporto dell’informazione.

L’obiettivo è quindi quello di monitorare le eventuali deformazioni e/o spostamenti dei fronti estrattivi potenzialmente instabili mediante l’integrazione della fibra con un apparato di trasmissione remota dei dati al fine di segnalare in tempo reale fonti di rischio potenziale per la salute umana ed i macchinari operanti nelle aree di cantiere.

La sperimentazione delle fibre ottiche nelle cave di marmo delle Alpi Apuane costituisce un elemento di sicura novità. Esse per la loro particolare morfologia, caratterizzata da ammassi rocciosi strapiombanti, pareti aggettanti e gallerie sono luoghi ideali per lo sviluppo sperimentale di un tale sistema di monitoraggio.