Obiettivi realizzativi

Sistemi Osservazionali Sismologici (SOS)

38 mesi

Responsabile scientifico

Cognome

Chiarabba

Nome

Claudio

email

Referente scientifico del Co-proponente

Cognome

Tallarico

Nome

Andrea

email

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• UO1 INGV Osservatorio Etneo

• UO2 INGV Osservatorio Vesuviano

• UO3 INGV Grottaminarda

• UO10 BA (Università degli Studi di BARI ALDO MORO; Dipartimento di Scienze della Terra e Geoambientali)

Nome del bene

Referente del bene

Affiliazione

OR1.1  PIRSIN 

Antonino D'Alessandro

INGV

OR1.2  ARES    

Sergio Di Prima

INGV

OR1.3  AIROV  

Massimo Orazi

INGV

OR1.4  MISA   

Giuliano Milana

INGV

OR1.5  SPRO   

Andrea Tallarico

UniBA

OR1.6  STDU

Andrea Tallarico

UniBA

OR1.7  SSRO   

Andrea Tallarico

UniBA

OR1.8  STSO    

Andrea Tallarico

UniBA

OR1.9  ALSO   

Andrea Tallarico

UniBA

OR1.10 IRON

Antonio Piersanti

INGV

L’obiettivo dell’OR1 è quello di migliorare i servizi che EPOS offre per la sismologia: forme d’onda digitali, analisi sismologiche, bollettini sismici. Tale miglioramento avviene tramite upgrade, aggiornamento e sviluppo della parte di acquisizione dati della IR dedicata a tale scopo (Rete Sismica Nazionale e Reti permanenti dei vulcani) situata nelle regioni ricadenti in area Meno Sviluppata (MS) e di Transizione (TR).

L’intervento si configura come un ammodernamento dell’attuale sistema osservativo sismologico in funzione presso l’INGV e l’Università di Bari. L’obiettivo è potenziare, e in parte ampliare, l’infrastruttura di ricerca il cui scopo è acquisire dati utili e necessari per studiare i processi geodinamici dell’Appennino e quelli responsabili delle fenomenologie sismiche e vulcaniche. I due focus distinti sui macro-temi caratterizzanti l’INGV, terremoti e vulcani, confluiranno in un processo di apprendimento simbiotico che trae beneficio dall’azione comune e coordinata di sviluppo infrastrutturale.

L’obiettivo scientifico dell’infrastruttura è catturare le fasi di preparazione, innesco, propagazione e arresto dei terremoti, di propagazione del magma nell’interno terrestre e le dinamiche che precedono e accompagnano eventi eruttivi.

La natura dell’intervento è prevalentemente tecnologica, composta da un potenziamento tecnico e aggiornamento dei sistemi esistenti, da un upgrade delle stazioni sismiche con installazione di sensori che coprano l’intera banda del segnale sismico, in particolare della componente accelerometrica per ottenere segnali in caso di terremoti forti e/o superficiali, e dalla costituzione di array sismici complementari ad alta densità. Inoltre, saranno installati sensori radon in alcune stazioni sismiche della rete. 

L’infrastruttura, che già oggi è in linea con i prodotti e servizi di EPOS, si prefigura di raggiungere più elevati standard qualitativi attraverso l’upgrade delle stazioni sismiche con strumentazione larga banda in pozzo.

Attività previste

Le attività previste consistono in un upgrade delle stazioni sismiche della RSN e delle reti operanti nelle zone ad alta sismicità e sui vulcani. Il progetto prevede l’aumento strumentale delle stazioni sismiche con aggiornamento dei sistemi di acquisizione e trasmissione dati, e upgrade dei sensori con strumenti a larga banda e accelerometrici in aree per le quali si attende maggiore scuotimento sismico. L’ammodernamento include il concetto di diversificazione sia di acquisitori e sensori sia dei vettori trasmissivi, in modo da ottimizzare capacità di acquisizione e costi e diminuire i punti critici per il sostenimento negli anni. Per i vettori trasmissivi l’obiettivo è rendere il sistema più robusto e diversificato (sistemi satellitari, Wi-FI, UHF, UMTS). Altro punto centrale è che la strumentazione risponda ai requisiti di basso tempo di latenza per ottimizzare le analisi real-time.

Fase centrale è l’installazione della strumentazione acquistata nei siti già in disponibilità di INGV e che non necessitano di lavori di allestimento, ma al più un loro adeguamento ed ammodernamento.

In siti idonei e che necessitano una riqualificazione per ottenere dei segnali di maggior qualità saranno installate delle strumentazioni in pozzi di 10-20 mt, la cui esecuzione è co-finanziata dall’INGV. Un’altra stazione sismica in pozzo profondo, è realizzata in cofinanziamento dalla UO di Bari, in collaborazione con INGV.

Si prevede il potenziamento della infrastruttura IRON attraverso Installazione stazioni radon co-locate con stazioni della RSN.

Si prevede inoltre la predisposizione di array sismici con strumentazione portatile per densificare le osservazioni in aree di interesse ricadenti in zone MS e TR (faglie, vulcani attivi, caldere).

Il potenziamento ha un duplice fine gestionale e scientifico finalizzato a migliorare in termini di qualità e costi i servizi oggi disponibili entro EPOS, assicurando una maggiore sostenibilità nel decennio.

Aumento dell’Efficienza:

L’upgrade strumentale permetterà, infatti, la riduzione dei costi di mantenimento ed esercizio per i prossimi 10 anni delle reti sismologiche. Il livello di tecnologia disponibile e le scelte permetteranno quindi di sviluppare la rete di osservazione in una ottica di aumentata sostenibilità nel medio-lungo termine. La filosofia alla base delle scelte strumentali è basata sulla scalabilità, sulla possibilità di integrazione e facilità nella gestione dell’infrastruttura nel periodo dei 10 anni.  Le caratteristiche topologiche e logistiche odierne sono, infatti, tali da rendere necessaria una mutazione, che sebbene parziale risulta strategica, al fine di ottenere una nuova sostenibilità nel futuro.

Le scelte tecniche e tecnologiche che guidano il potenziamento sono indirizzate a una maggiore efficienza del sistema, alla definizione chiara di priorità e di performance dei sistemi osservativi (qualità dei dati, rete fiduciaria), diversificazione delle scelte e loro impatto nel lungo termine. Il progetto è organizzato in un progressivo sviluppo e upgrade delle stazioni esistenti, non necessita di acquisire nuovi siti e relativi permessi ed è gestibile dal personale tecnico e dalle risorse disponibili. Le scelte strumentali sono inoltre consistenti con le caratteristiche e gli standard internazionali di riferimento (formato dei dati e dei metadati).

Rimarcare l’eccellenza:

Per la parte scientifica e di eccellenza nei risultati attesi, l’ampliamento della scala osservativa permetterà di ricostruire con maggior dettaglio i processi geodinamici e la loro descrizione quantitativa necessaria per sviluppare scenari evolutivi. L’installazione di strumentazione larga banda in pozzo (Bene OR1.5) e in pozzi superficiali (Bene OR1.1), consentirà di acquisire dati di alta qualità direttamente fruibili attraverso i servizi di distribuzione dati. La predisposizione di array sismici che servono a creare campionamenti strumentali densi in aree di interesse diviene un nuovo servizio mirato all’eccellenza disponibile alla comunità attraverso dei regolamenti di accesso e con i dati fruibili attraverso i servizi di distribuzione (EIDA; http://www.eida.ingv.it/it/).

Diversificazione su nuovi domini:

[DA INTEGRARE SE SI PREVEDE UN IMPATTO DEL POTENZIAMENTO SU ALTRI DOMINI NON STRETTAMENTE SISMOLOGICI]

Dimostrazione della funzionalità:

La funzionalità del bene a valle dell’upgrade e dell’aggiornamento sarà ottimizzata con il fine di fornire il maggior numero di dati di alta qualità per studi sismologici in aree tettoniche, per grandi terremoti e per i vulcani attivi. I servizi che beneficeranno di tale upgrade sono quelli legati all’uso di dati sismologici. In particolare i servizi associati all’analisi delle forme d’onda del movimento della terra di uso nella collettività sismologica internazionale, quindi alla base dello studio dell’interno della terra, dei terremoti (bollettini sismici,…), meccanismi di sorgente, fisica e dinamica dei sistemi magmatici e vulcanici.

Potenziamento Rete Integrata Nazionale GNSS

38 mesi

Responsabile scientifico

Cognome

Vicari

Nome

Annamaria

Email

Responsabile scientifico del Co-proponente

Cognome

 

Nome

 

Email

 

·       UO01 INGV Osservatorio Etneo

·       UO03 INGV Sede Irpinia

·       UO06 INGV Roma

·       UO08 INGV Bologna

OR2.1     upRING                 

Gianpaolo Cecere

INGV

OR2.2     iRING                 

Antonio Avallone

INGV

La RING (Rete Integrata Nazionale GNSS) è un’importante infrastruttura di ricerca scientifica dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV). L’obiettivo della RING è la misurazione tridimensionale della deformazione crostale a diverse scale temporali e spaziali. La RING permette la definizione delle posizioni relative (o in un sistema di riferimento globale) delle stazioni su scale temporali variabili tra pochi secondi (eventi sismici) a multi-annuali (tettonica delle placche). Obiettivo del progetto è quello di aggiornare le stazioni RING con strumentazione moderna e di ricevitori in grado di registrare i segnali delle diverse costellazioni GNSS (GPS, GALILEO, GLONASS, ecc..). Questo consente di migliorare l’accuratezza del posizionamento statico e cinematico delle stazioni (anche in real-time) e di colmare i gap geometrici della rete RING con una densificazione mirata a migliorare la risoluzione spaziale del campo di deformazione crostale nelle zone a maggior tasso di deformazione. Il suddetto aggiornamento e potenziamento della rete RING sta permettendo:

1)     l’avanzamento delle conoscenze sulla distribuzione della deformazione tettonica a livello italiano e del Mediterraneo centrale e più in generale sui processi di preparazione e nucleazione dei terremoti;

2)     l’operatività di valutazioni rapide (pochi secondi) dello scuotimento sismico alle stazioni GNSS, attualmente in fase di sperimentazione e validazione;

3)     il miglioramento delle stime di pericolosità sismica attraverso l’integrazione dei tradizionali approcci sismologici con il contributo dei dati geodetici.

Le attività previste consistono principalmente:

-        nell’aggiornamento di ricevitori e antenne di 80 stazioni RING in area MS, TR e FP. In particolare, i nuovi ricevitori saranno capaci di registrare i segnali provenienti da tutte le costellazioni GNSS disponibili, con una frequenza di acquisizione pari a 100Hz. Inoltre, per 42 stazioni RING che utilizzavano il sistema di trasmissione dati satellitare NANOMETRICS, si sta associando la trasmissione via UMTS.

•          nella densificazione della rete RING in aree MS, TR e fuori dell’area di programma FP. A tal fine, si stanno acquisendo e si installeranno 25 nuove stazioni RING dotate di moderna strumentazione GNSS, pannelli fotovoltaici e trasmissione dati con sistema UMTS.

Aumento dell’efficienza:

L’aggiornamento in corso porterà un significativo aumento dell’efficienza della IR, consistente in: 1) registrazione di segnali provenienti da tutte le costellazioni GNSS ad una percentuale significativa di stazioni; ciò consentirà un miglioramento della precisione e accuratezza del posizionamento giornaliero e cinematico; 2) miglioramento del segnale registrato e 3) miglioramento della risoluzione spaziale nelle mappe di deformazione per le aree ad alta pericolosità sismica.

Rimarcare l’eccellenza:

Le operazioni in corso porteranno ad incrementare in termini di eccellenza gli obiettivi scientifici della RING. Tra le reti GNSS a livello mondiale, la RING si pone infatti all’avanguardia in termini di numero di stazioni, qualità delle monumentazioni, livello degli obiettivi scientifici, qualità e distribuzione del dato. Il programma di aggiornamento e potenziamento garantirà il mantenimento e l’incremento di tali livelli di eccellenza.

Diversificazione su nuovi domini:

L’aggiornamento delle capacità di osservazione di segnali dalle nuove costellazioni ed il potenziamento dei vettori di trasmissione produrrà una diversificazione dei campi di applicazione della rete RING nei seguenti ambiti scientifici e tecnologici:

1)     integrazione degli spostamenti geodetici per la caratterizzazione rapida di eventi sismici e loro potenzialità tsunamigenica (di interesse per la il Dipartimento di Protezione Civile). La stima rapida degli spostamenti alle stazioni della rete RING permetterà infatti una robusta e rapida (< 5 min) caratterizzazione degli eventi sismici in termini di magnitudo e potenzialità tsunamigenica.

2)     Uso delle stazioni RING per la mappatura delle anomalie ionosferiche (http://ionos.ingv.it/ionoring/ionoring.htm). I segnali delle stazioni RING sono attualmente impiegati per la mappatura sub-giornaliera delle anomalie della ionosfera (Real-time Total Electronic Content).

Dimostrazione della funzionalità:

Nello specifico la dimostrazione di funzionalità del potenziamento realizzato avverrà attraverso le seguenti modalità:

-        Verifica di acquisizione di segnali da molteplici costellazioni (GPS, GLONASS, BEIDOU) e loro continuità temporale.

-        Verifica dell’efficienza della trasmissione dei dati (in percentuale).

-        Verifica dell’aumento del potere risolutivo sul campo di deformazione.

Osservatori di Faglie Attive

38 mesi

Cognome

Caracausi

Nome

Antonio

Email

Responsabile scientifico del Co-proponente

Cognome

Festa

Nome

Gaetano

Email

OR3.1 GEOCHEMACQUA

Marco Camarda

INGV

OR3.2 GEOCHEMGAS

Marco Camarda

INGV

OR3.3 DeltaRay

Giorgio Capasso

INGV

OR3.4 QUADRUGAS

Antonio Caracausi

INGV

OR3.5 MicroGC

Manfredi Longo

INGV

OR3.6 ACCARRAY

Gaetano Festa

UniNA

OR3.7 ACQUARRAY

Gaetano Festa

UniNA

OR3.8 SISMARRAY

Gaetano Festa

UniNA

OR3.9 VAP

Claudio Chiarabba

INGV

L’OR3 è dedicato al potenziamento in termini ampliamento dei sistemi osservativi. Si realizzeranno nuove stazioni sismiche, geochimiche in aree circoscritte dell’Appennino meridionale che si prestano perché caratterizzate da sismicità attuale e che studi di base identificano idonee ad un approccio multidisciplinare di osservazioni scientifiche in prossimità di faglie attive. Le tre aree individuate sono: Sannio-Matese, Pollino-Val D’Agri ed Irpinia, in quest’ultimo già individuato come Near Fault Observatory in EPOS.

Il potenziamento della rete geochimica in corso include stazioni di monitoraggio a) dei parametri chimico-fisici in acque di pozzi e sorgenti, pressione totale e di CO₂ e di b) flusso di CO₂ dai suoli. Il potenziamento include inoltre l’istallazione, in un numero ridotto di siti (n.4) di strumentazioni per misure isotopiche della CO₂, della composizione chimica dei gas sia liberi che disciolti. Inoltre, in Irpinia è in atto il potenziamento delle osservazioni sismologiche finalizzato alla comprensione dei meccanismi evolutivi dei sistemi di faglia, caratterizzando i fluidi e la fase di preparazione dei terremoti e la costruzione della generazione futura dei sistemi di allerta sismica (Early-Warning). L’utilizzo di due array sismici, caratterizzerà la microsismicità sotto la soglia attuale della rete. La scelta dei siti per il posizionamento dell’array è per ad avere una migliore caratterizzazione delle sequenze sismiche.

Il potenziamento della rete sismica nell’area Pollino-Val è una intensificazione del sistema osservativo sismologico INGV. L’obiettivo è di far confluire nell’OR3 i dati sismologici per studiare i processi sismogenici. I servizi da potenziare sono l’acquisizione dei dati sismologici e la loro analisi (localizzazioni, bollettini sismici di dettaglio, modelli crostali ad alta risoluzione, ecc.). L’intervento è prevalentemente tecnologico, con un potenziamento dei sistemi esistenti e installazione di sensori larga banda e accelerometrici.

Potenziamento Geochimico: Le attività in corso per la parte geochimica sono finalizzate all’ampliamento e potenziamento della rete di monitoraggio geochimico per acquisizione dati in continuo e loro trasmissione, il tutto finalizzato ad intraprendere un approccio multidisciplinare del monitoraggio in aree sismiche ed in particolare in prossimità di faglie attive. Il potenziamento finale della rete geochimica consentirà di integrare i nuovi dati acquisiti con quelli che la comunità INGV già produce garantendo un reale e concreto approccio multidisciplinare al monitoraggio in aree sismiche in prossimità di faglie attive, come già accade nel Near Fault Observatory TABOO (Chiaraluce et al., 2014). Infatti è riconosciuto un ruolo primario dei fluidi nella sismicità delle regioni italiane, dove si andrà potenziare la rete geochimica, come ben noto nella letteratura scientifica (Italiano et al., 2000; Chiodini et al., 2004 Chiaraluce et al., 2014;). Le attività in corso riguardano l’istallazione di stazioni acque, per il monitoraggio di parametri chimico fisico delle acque sotterranee e della pressione totale dei gas disciolti e della CO₂. Il potenziamento include anche la messa in opera di stazioni gas per il monitoraggio dei flussi di CO₂ dal suolo. Sia le stazioni gas che quelle acque saranno messe in opera in siti individuati da studi precedenti e dove i fluidi emessi risultano sensibili ai processi deformativi e sismici su scala regionale. Alcuni dei siti di installazione delle stazioni acque sono quelli gestiti dalle ARPA regionali e quindi la convenzione già in essere tra INGV-ISPRA-ARPA contribuisce a garantire la realizzazione del progetto di potenziamento della OR3. Il potenziamento in corso riguarda anche l’istallazione di strumentazioni laser, di gascromatografi e quadrupoli che permetteranno in un numero di siti ristretto di monitorare più in dettaglio un numero definito di parametri consentendo di comprendere più in dettaglio come i processi deformativi evolvono sino alla genesi di un evento sismico e come e quando si modificano il chimismo dei fluidi e come questi portino in superficie informazioni sul regime deformativo delle rocce. Questo contribuirà ad avere dati scientifici per investigare se queste variazioni nelle aree del potenziamento si manifestano con anticipo rispetto alla genesi di un evento sismico di elevata magnitudo o sono cosismiche o ancora post-sismiche.

Schematicamente si procederà all’istallazione delle stazioni geochimiche acque e gas, alcune dello stesso tipo sono già attive nel Near Fault Observatory TABOO di EPOS. Le nuove strumentazioni (laser, gas cromatografi e quadrupoli) sono calibrate, dal personale INGV che ha già testato strumentazioni analoghe in configurazione simile a quella della messa in opera nelle attività del PON-GRINT, e quindi andranno affiancate ad alcune selezionate stazioni acque e gas.

L’unità UNINA ha installato due array sismici nel periodo compreso tra ottobre 2019 (Istallazione dell’array con soli sensori accelerometrici) e marzo 2020 (completamento dell’array). L’acquisto dei beni è stato effettuato in tre fasi: l’acquisto della strumentazione accelerometrica, ed il testing in laboratorio, l’acquisto dell’apparato di acquisizione, elettrico e di trasmissione, per la realizzazione della prima versione dell’array, con una fase di testing nei laboratori dell’Università di Napoli. La messa in opera dei due array, con l’individuazione dei siti è stata fatta contestualmente all’acquisto della sensoristica velocimetrica. Gli array sono stati completati nel marzo 2020 con la messa in posa della strumentazione velocimetrica.

Potenziamento rete sismica nel Pollino-Val D’Agri: Il piano in corso include l’aumento strumentale delle stazioni sismiche collegate alla Rete Nazionale nelle aree dell’Appennino meridionale definite MS e l’aumento strumentale delle stazioni sismiche con aggiornamento dei sistemi di acquisizione e trasmissione dati, e upgrade dei sensori con strumenti a larga banda e accelerometrici in aree per le quali si attende maggiore scuotimento sismico. L’intervento si basa sul concetto di diversificazione sia di acquisitori e sensori sia dei vettori trasmissivi, in modo da ottimizzare capacità di acquisizione e costi e diminuire i punti critici per il sostenimento negli anni.  Per i vettori trasmissivi l’obiettivo è rendere il sistema più robusto e diversificato (sistemi satellitari, Wi-FI, UHF, UMTS). Altro punto centrale è che la strumentazione risponda ai requisiti di basso tempo di latenza per ottimizzare le analisi real time.

4. Laboratori analitici e sperimentali

38

Responsabile scientifico

Cognome

Grassa

Nome

Fausto

email

Responsabile scientifico del Co-proponente

Cognome

 

Nome

 

email

 

•   UO01 INGV Osservatorio Etneo

•   UO02 INGV Osservatorio Vesuviano

• UO5 INGV Roma

 

Nome del bene

Referente del bene

Affiliazione

OR4.1  VSM_NEW

Aldo Winkler

INGV

OR4.2  IHPV

Manuela Nazzari

INGV

OR4.3 LAB Micro-CT

Lucia Pappalardo

INGV

OR4.4 Triton plus

Ilenia Rienzo

INGV

OR4.7 SEM-EDS

Lucia Miraglia

INGV

OR4.8 Delta_OV, FTIR_OV

Stefano Caliro

INGV

L’obiettivo dell’OR4 è l’ammodernamento e installazione di apparati sperimentali e analitici presenti nei laboratori delle U.O. Roma (INGV Roma 1 e Roma 2), Catania (INGV-OE) e Napoli (INGV-OV). In coerenza con gli obiettivi di EPOS queste nuove strumentazioni consentiranno di realizzare un polo analitico-sperimentale diffuso sul territorio ed integrato all’avanguardia in grado di produrre dati utili nel campo dello studio dell’interno della Terra e per la valutazione del rischio sismico e vulcanico. I dati saranno gestiti attraverso la creazione di data sets che verranno resi disponibili secondo le politiche previste in EPOS, con particolare riferimento ai Thematic Core Service Multiscale Laboratories e 'Volcano Observations’. Anche le facility saranno rese accessibili applicando un meccanismo di Trans National Access in ambito EPOS per le infrastrutture di eccellenza.

La maggior parte delle attività in corso riguardano la sostituzione di altrettante apparecchiature già presenti presso i laboratori INGV. Queste strumentazioni hanno superato il tempo di vita medio. I nuovi beni consentono quindi sia di implementare la capacità analitica dei laboratori sia di ridurre i costi di gestione e di manutenzione. In minima parte, invece, si tratta di acquisti di accessori o di parti di strumentazioni volti al completamento delle attrezzature già presenti.

In particolare, le attività presso la U.O. di Napoli riguardano l’implementazione di sistemi di analisi nel campo della geochimica e petrologia, mentre nell’U.O. di Catania, la sostituzione di apparati destinati principalmente alla caratterizzazione di prodotti esplosivi dell’attività vulcanica. L’U.O. Roma sta completando il quadro organizzativo della rete dei laboratori per il miglioramento della capacità di sviluppare ricerche sperimentali nell’ambito della petrologia, della vulcanologia e del paleomagnetismo, per attività scientifiche che ricadono esclusivamente nelle Aree MS del Programma (es. per i vulcani Vesuvio, Campi Flegrei, Stromboli, Etna).

Attività 1: acquisizione di magnetometro di nuova generazione per lo studio delle variazioni della magnetizzazione in funzione del campo magnetico applicato e della temperatura. Esso sostituisce e completa il magnetometro VSM 3900, attualmente in dotazione, non provvisto di opzione per le misurazioni ad alta temperatura e ormai fuori produzione. Il nuovo VSM combina alta sensibilità (15 nemu) a misurazioni rapide (10 ms/pt)

Attività: 2: installazione di autoclave a riscaldamento interno per esperimenti a pressione di gas ad alta temperatura per lo studio di proprietà di rocce e magmi e di processi che avvengono all’interno dell’interno della Terra;

Attività 1: acquisto sorgente di raggi X policromatica, microfocus ad alta precisione per la scansione di campioni di rocce vulcaniche con ampio range di densità, con altissima risoluzione spaziale ed associata ad una cella per esperimenti di alta T e P in situ da installare sul sistema di microtomografia già in funzione presso la stessa U.O. Viene anche acquisto il software per condurre analisi quantitative e produrre mappe digitali tridimensionali di campioni di rocce vulcaniche.

Attività 2: Acquisto di uno spettrometro di massa a ionizzazione termica incluso di alcuni accessori.

Attività 3: Acquisto di uno Spettrometro di massa IRMS abbinato
a un sistema Gascromatografico e relative interfacce;

Attività 4: Sostituzione del banco ottico dello FT-IR con il modello iS50 integrato con modulo ATR integrato per analisi di materiali geologici, archeologici, ambientali.

Attività 1: acquisto, installazione, collaudo e calibrazione di un Microscopio Elettronico a Scansione (SEM) e relativo metallizzatore per la preparazione dei campioni da analizzare.

Aumento dell’Efficienza.

La scelta del potenziamento consentirà un notevole miglioramento, in termini di efficienza, sensibilità e precisione delle misure, aggiornando il parco strumentale sulla base degli standard tecnologici più avanzati e delle nuove sfide della ricerca. Complessivamente sarà ampliata la capacità di acquisizione di nuovi parametri e di condurre misure su nuove specie chimiche con maggiore accuratezza, precisione ed efficienza in termini di tempo e consumi.

La disponibilità di dati di migliore qualità e la maggiore efficienza nell’utilizzo degli strumenti daranno un forte impulso alla progressione della conoscenza. Il Bene OR4.1 permetterà di condurre studi avanzati sulle caratteristiche magnetiche dei materiali. I dati prodotti dalla strumentazione IHPV (bene OR4.2) perfezioneranno i modelli applicati a: proprietà delle rocce, processi dell’interno della Terra, pericolosità vulcanica, studio delle eruzioni vulcaniche a carattere esplosivo. L’acquisto del bene OR4.3 consente di estendere lo studio microstrutturale ad un più ampio range di litologie e di quantificare le proprietà geomeccaniche delle diverse litologie per una migliore comprensione di importanti fenomeni naturali in contesti di rischio vulcanico e sismico. Il bene OR4.4 consentirà di migliorare ancora le capacità di analisi. In particolare la configurazione del nuovo spettrometro consentirà di effettuare analisi isotopiche su elementi diversi da quelli fino ad ora analizzati come ad esempio l'Uranio, il Torio ed il Piombo, per studi in ambito vulcanologico e ambientale. Il SEM-EDS (bene OR4.7) consente di promuovere lo sviluppo di nuove tecniche analitiche ed il miglioramento della qualità dei dati composizionali e morfologici delle rocce effusive e piroclastiche, fornendo un contributo fondamentale per l'interpretazione dei fenomeni eruttivi. Il bene OR4.8 che consta di due unità separate e consente l’analisi composizionale e isotopica su campioni fluidi (acque, gas) e solidi quali ad esempio vetri vulcanici e neogenesi idrotermali.

Diversificazione su nuovi domini

Il potenziamento previsto favorirà l’apertura verso nuovi domini. Ad esempio, le misure che saranno effettuate con il bene OR4.1 avranno ricadute originali ed innovative in campo ambientale per studi sull’inquinamento naturale (emissioni vulcaniche) e da emissioni antropiche (p. es. roghi di rifiuti tossici e speciali, studi di inquinamento da polveri sottili atmosferiche in aree urbane e industriali). ).  Più in generale, la maggiore efficienza e versatilità del nuovo parco strumentale permetterà di muoversi verso nuovi indirizzi di ricerca in ambito ambientale, dei beni culturali, etc.

Dimostrazione della funzionalità

Grazie alla pluridecennale esperienza nel campo della gestione dei laboratori analitici e di meccanica delle rocce dell’INGV, la funzionalità della nuova strumentazione sarà validata sulla base del confronto con i dati acquisiti con la precedente strumentazione, garantendo la continuità nelle serie dei dati prodotti.

Osservazioni magnetiche

38

Responsabile scientifico

Cognome

Di Mauro

Nome

Domenico

email

Responsabile scientifico del Co-proponente

Cognome

Balasco

Nome

Marianna

email

• UO05 INGV L’Aquila

• UO12 CNR IMAA

Nome del bene

Referente del bene

Affiliazione

OR6.1  OSSERMAG

Domenico Di Mauro

INGV

OR6.2  ADU    

Marianna Balasco

CNR IMAA

L’obiettivo dell’OR6 consiste

-        nell’ammodernamento e potenziamento del parco strumentale per le osservazioni magnetiche presso Gagliano (EN), Duronia (CB, Molise), L’Aquila (Abruzzo) sulle infrastrutture pre-esistenti. Il potenziamento degli osservatori geomagnetici è necessario per migliorare e rendere robusta la qualità delle registrazioni delle variazioni spaziali e temporali del campo magnetico sia su scala locale che a grande scala, rappresentando un importante contributo all’affidabilità dei prodotti distribuiti tramite EPOS. Fra questi riportiamo ad esempio i dati validati dagli osservatori e le carte magnetiche riportanti il trend delle componenti del campo geomagnetico, osservato in tutto il territorio nazionale, mediante misure periodiche effettuate in specifici punti di una rete di capisaldi.

-        il potenziamento dell'osservatorio multiparametrico della Val d'Agri per migliorare la caratterizzazione elettromagnetica dell’area in studio, fornendo ulteriori contributi in termini di dati e servizi alle comunità scientifica che opera orbitante intorno ad EPOS; saranno anche aggiunti nuovi punti di osservazione magnetotelluriche.

Ammodernamento e potenziamento della strumentazione degli osservatori geomagnetici di Duronia, L'Aquila e Gagliano e delle osservazioni magnetotelluriche presso la Val d'Agri.

Dopo uno studio sull’integrazione tra il sistema esistente e quello di un’architettura migliorativa, si procede all’installazione di un set di strumenti per aggiornare, migliorandolo, quello già in esercizio, amalgamando le prestazioni e i risultati. Si sta procedendo con l’estensione osservativa di parametri connessi all’osservazione del campo elettrico e magnetico su bande di frequenza differenti mediante apposite stazioni magnetotelluriche permanenti da installare nelle aree utilizzate dalle infrastrutture osservative già operanti.

In particolare:

-        nell’osservatorio di Duronia si istalleranno un nuovo magnetometro scalare, uno vettoriale, uno scalare/vettoriale integrato, un nuovo teodolite geomagnetico e nuovi apparati di registrazione digitale e una stazione MT completa;

-        nell’osservatorio dell’Aquila si istalleranno un magnetometro scalare, uno vettoriale e un teodolite geomagnetico;

-        nell’osservatorio di Gagliano si istalleranno un magnetometro scalare, uno vettoriale e un nuovo sistema di registrazione dei dati digitali;

-        nell’osservatorio multiparametrico di Val D’Agri si istallerà una stazione MT completa in modo permanente e si utilizzeranno ulteriori 3 stazioni MT per sondaggi temporanei nell’area di interesse.

Aumento dell’Efficienza

L’incremento delle performance delle infrastrutture grazie a moderni strumenti, anche basati su principi di funzionamento innovativi, oltre a ridurre i costi di gestione, permetterà di elevare e consolidare la qualità dei dati raccolti e poi distribuiti alla comunità scientifica di riferimento mediante EPOS.

Rimarcare l’Eccellenza.

Grazie all’ammodernamento e miglioramento della strumentazione esistente e grazie al potenziamento della rete osservativa, le osservazioni del campo magnetico terrestre presso gli osservatori INGV saranno notevolmente migliorate, così come l'incremento del numero di stazioni magnetotelluriche permanenti in Val d'Agri permetteranno una migliore definizione e interpretazione dell'assetto geostrutturale ivi presente.

Dimostrazione della funzionalità.

Le osservazioni del campo magnetico terrestre sono attuate in Italia dall’INGV secondo gli standard internazionali più restrittivi per garantire la loro elevata qualità e nel rispetto degli standard e policy adottati da EPOS. Questo permetterà di validare adeguatamente la funzionalità delle infrastrutture potenziate nel l’ambito del PON GRINT.

OR7 Osservazioni Vulcanologiche

38

Responsabile scientifico

Cognome

Caliro

Nome

Stefano

email

Responsabile scientifico del Co-proponente

Cognome

Pennisi

Nome

Maddalena

email

•   UO01 INGV Osservatorio Etneo

•   UO02 INGV Osservatorio Vesuviano

•   • UO13 CNR IGG

Nome del bene

Referente del bene

Affiliazione

OR7.1 GEOD_OE

Mario Mattia/ Salvatore Gambino/Sergio Di Prima

INGV

OR7.2 GEOD_OV

Prospero De Martino/Ciro Ricco

INGV

OR7.3 MAG_OE

Rosalba Napoli

INGV

OR7.4 MAG_OV

Antonio Troiano/Maria Giulia Di Giuseppe

INGV

OR7.5 GEOC_OE

Manfredi Longo/Marco Liuzzo/Marco Camarda/Salvatore Inguaggiato/Serena Diliberto/Salvatore Giammanco

INGV

OR7.6 GEOCOV

Rosario Avino/Stefano Caliro

INGV

OR7.7 TRL_PROX

Emilio Pecora/Giuseppe Salerno/Simona Scollo/Alessandro La Spina

INGV

OR7.8 AQG

Giovanna Berrino

INGV

OR7.9 SMEC

Maddalena Pennisi

CNR IGG

OR7.10 FLUPIMO           

Maddalena Pennisi

CNR IGG

L’OR7 ha come obiettivo il potenziamento e l’estensione dell’infrastruttura di ricerca relativa alle osservazioni vulcanologiche, già attiva in EPOS ERIC (TCS Volcano Observations). La natura prevalente dell’intervento è quella di aggiornare, per fisiologica obsolescenza, le strumentazioni relative alle reti di misura e di monitoraggio geofisico e geochimico e dei diversi sistemi vulcanici individuati nelle aree di pertinenza dell’infrastruttura (Vesuvio, Campi Flegrei, Etna, Isole Eolie). Inoltre, si sta implementando con nuove strumentazioni, la capacità di indagine spaziale, oltre che temporale, dei processi vulcanici e geodinamici per la caratterizzazione completa e modellazione dei fenomeni. La stessa filosofia di intervento riguarda il potenziamento dei laboratori analitici per le osservazioni vulcanologiche. L’ammodernamento ed il potenziamento della strumentazione in corso, porterà al miglioramento delle tecniche sia per quanto riguarda la precisione che l’estensione delle capacità analitiche.

Il potenziamento della infrastruttura, che insiste al 100% nell’area MS sede della maggiore concentrazione di rischio sismico e vulcanico in Italia, aumenterà quindi, la capacità di indagine multidisciplinare fornendo nuovi e più accurati dati per una migliore conoscenza dei sistemi indagati e a una maggiore comprensione della loro dinamica in tempo reale.

Il progetto, offrendo la possibilità di contare anche su strumentazione tecnologicamente e metrologicamente avanzata, permette di migliorare le metodologie attualmente in uso e, quindi, la qualità della ricerca.

Le attività sono sviluppate in collaborazione tra le varie U.O. afferenti all’OR7.

Attività 1 - Potenziamento Rete GNSS vulcani siciliani (OE) Sostituzione degli attuali apparati di acquisizione GPS con nuovi apparati in grado di ricevere dati provenienti da costellazioni GLONASS, GALILEO e BEIDOU. Adeguamento della strumentazione di acquisizione (batterie, pannelli) e di trasmissione (radio). Si prevede l’acquisto di n° 16 nuovi ricevitori ed antenne GNSS, di n° 32 batterie, n° 32 pannelli e 16 coppie radio.

Attività 2 - Potenziamento rete GNSS vulcani napoletani mediante l’aggiornamento di ricevitori e antenne di 10 stazioni e il potenziamento della rete con l’installazione di 2 nuove stazioni GNSS.

Attività 3 - Potenziamento rete tiltmetrica (OE) mediante acquisto di 4 clinometri Pinnacle serie 5000 e di 4 sistemi di acquisizione/trasmissione Datalogger Campbell e Radiomodem.

Attività 4 - Potenziamento rete tiltmetrica (OV) mediante l’acquisto di 6 sensori tiltmetrici analogici ad altissima risoluzione, con relativi acquisitori comprensivi del programma di comunicazione.

Attività 5 -  Aggiornamento e potenziamento della rete magnetica dell’Etna composta da 7 stazioni. Installazione stazione magnetotellurica ad alta frequenza in area etnea. Riattivazione rete magnetica di Stromboli composta da 3 stazioni.

Attività 6 - Potenziamento del parco strumentale gravimetrico (OV) mediante l’acquisto di un gravimetro assoluto atomico AQG per le misure in aree geodinamiche attive, sismiche e vulcaniche in area MS.

Attività 7 - Potenziamento della rete geochimica (OV) con l’acquisto di 5 stazioni per il monitoraggio in continuo del flusso di CO₂ dal suolo e dei parametri ambientali di interesse. Acquisto strumentazione portatile per lo studio del processo di degassamento diffuso dal suolo.

Attività 8 - Potenziamento rete geochimica acque (PA) mediante l’acquisto di 7 stazioni di misura di temperatura, conducibilità elettrica e livello freatico, ed implementazione con sensori per misura di pressione di CO₂ presso Etna e Vulcano.

Attività 9 - Potenziamento rete geochimica plume (PA) mediante l’acquisto di 2 stazioni per la misura del rapporto C/S a Stromboli ed Etna.

Attività 10 - Potenziamento rete geochimica flussi dal suolo (PA) mediante l’acquisto di 7 stazioni di flusso con metodologia dinamica (Etna e Vulcano) e 3 stazioni di flusso con metodologia camera d’accumulo (Stromboli e Vulcano). Acquisto di una strumentazione portatile per lo studio del processo di degassamento diffuso dal suolo.

Attività 11 - Potenziamento rete termica (PA) mediante l’acquisto di 1 stazione completa per la misura della temperatura in fumarola con 6 sensori di temperatura, acquisto di 2 stazioni di misura del gradiente termico nel suolo (Vulcano).

Attività 12 - Potenziamento rete strumentale per misura di Rn in continuo mediante acquisto di n°3 sonde (tipo Barasol BMC2), corredate di sistema di trasmissione dati e alimentazione, e di n°2 strumenti per la misura del radon nel suolo (tipo Durridge RAD7) e relativo materiale di consumo.

Attività 13 - Potenziamento parco strumentale per misure elettro-magnetiche (OV) mediante l’acquisto 3 Stazioni Magnetotelluriche (MT) a 6 canali corredate di sensori magnetici ad induzione, elettrodi impolarizzabili.

Attività 14 - Potenziamento Laboratorio di Geochimica dei Fluidi (OV) mediante: acquisto di un sistema Gascromatografico per la determinazione di gas riducenti in tracce (CO); Acquisto di una sonda multiparametrica IDRONAUT OCEAN SEVEN 310 CTD.

Attività 15 - Potenziamento rete di telecamere di sorveglianza (termiche e visibili, OE), mediante: acquisto di 14 stazioni video-termiche e dei due sistemi di acquisizione multi stazione (COA di Stromboli e sede di Catania dell’OE) Scheda Bene n 31). Validazione e test della stazione da parte del personale dell’OE. Installazione di 13 stazioni video-termiche e dei due sistemi di acquisizione. Ottimizzazione dell’apparato di alimentazione, acquisizione e controllo del radar Voldorad .

Attività 16 - Potenziamento rete FLAME mediante: l’acquisto di 15 stazioni FLAME da destinare alla sostituzione delle attuali stazioni costituenti l’IR sull’Etna, Stromboli e Vulcano. 

Attività 17 Potenziamento rete FTIR mediante: l’acquisto di 2 stazioni automatiche FTIR per l’analisi dei gas vulcanici e a trasmissione dati da destinare alla sostituzione delle attuali stazioni costituenti l’IR sull’Etna e Stromboli.

Attività 18 - Realizzazione di array infrasonici in area etnea, mediante l’acquisto di acquisitori 8 ch completi di impianti tecnici di alimentazione e sensori infrasonici larga banda .

Attività 19 - Potenziamento della rete LIDAR per lo studio sia delle proprietà ottiche che di quelle microfisiche delle ceneri disperse in atmosfera, mediante aggiornamenti del sistema di acquisizione e di analisi dei dati lidar.

Attività 20 - Studio della Earth Critical Zone all’Etna. monitoraggio in continuo dei flussi di CO₂ e H₂O che si sviluppano tra suolo-vegetazione e bassa atmosfera

Aumento dell’Efficienza

L’ammodernamento delle strumentazioni obsolete e il potenziamento delle reti di ricerca dell’INGV, attualmente in corso, porterà un’innovazione tecnologica con relativo incremento dell’efficienza e delle performance dell’infrastruttura.  Infatti, la implementazione tecnologica che investe tutte le attività dell’OR7, oltre a consentire il miglioramento della qualità e della quantità dei dati prodotti, porterà ad un abbattimento drastico dei costi di manutenzione e gestione delle strumentazioni e delle reti della infrastruttura.

Rimarcare l’eccellenza.

Il miglioramento della qualità e della quantità dei dati prodotti, contribuirà ad ampliare la Banca Dati relativa al TCS Volcano Observations della Infrastruttura di Ricerca EPOS ERIC. L’effetto prevalente dell’intervento comporterà un miglioramento dei servizi dell’infrastruttura assicurando un accesso a lungo termine ai dati e ai prodotti degli Osservatori Vulcanologici e degli Istituti di Ricerca coinvolti in EPOS ERIC. Il miglioramento del know-how e l’implementazione di servizi interoperabili contribuiranno alla diffusione di un'ampia gamma di osservazioni e conoscenze vulcaniche a supporto della ricerca e della valutazione del rischio vulcanico. L’impatto sarà significativo per la capacità di condurre osservazioni anche con tecnologie innovative, aprendo nuovi fronti su numerosi campi di applicazione e consentendo anche un incremento di competitività della ricerca scientifica. Il potenziamento della capacità di indagine sia areale che temporale avrà una forte ricaduta scientifica contribuendo ad ampliare le conoscenze sui sistemi indagati.

Diversificazione su nuovi domini.

La disponibilità di nuovi dati o di dati di migliore qualità permetterà di esplorare ricerche in domini diversi da quello strettamente collegato alla vulcanologia. In alcuni casi (beni OR7.9, OR7.10) il potenziamento già prevede la possibilità di investigare altri domini, quali l’interazione tra geosfera e biosfera, tramite lo studio della Earth Critical Zone all’Etna, comprendente il monitoraggio in continuo dei flussi di CO₂ e H₂O che si sviluppano tra suolo-vegetazione e bassa atmosfera

Dimostrazione della funzionalità.

La funzionalità dei sistemi osservativi interessati dal potenziamento sarà validata sulla base della  lunga e qualificata esperienza dei partecipanti al progetto nello studio e monitoraggio dei fenomeni vulcanici.