Le frane

L’Italia è uno dei paesi europei maggiormente interessati da frane, con 620.808 frane (area di circa 23.700 km², pari al 7,9% del territorio nazionale).

Questi dati sono tratti dall’ Inventario dei Fenomeni Franosi in Italia (Progetto IFFI) realizzato dall’ ISPRA e dalle Regioni e Province Autonome secondo modalità standard e condivise.

L’inventario IFFI è la banca dati sulle frane più completa e di dettaglio esistente in Italia, per la scala della cartografia adottata (1:10.000) e per il numero di parametri ad esse associati .
Ogni anno sono qualche centinaia gli eventi franosi sul territorio nazionale che causano vittime, feriti, evacuati e danni a edifici, beni culturali e infrastrutture lineari di comunicazione primarie (172 eventi principali nel 2017, 146 nel 2016, 311 nel 2015, 211 nel 2014, 112 nel 2013, ecc.).

Che cosa è una frana?

Una frana è, secondo una definizione data da Cruden nel 1991, un movimento di roccia, detrito o terra lungo un versante (per azione della forza di gravità).

Come si classificano le frane

Per classificare i vari tipi di frane ci si può riferire al tipo di materiale coinvolto (che può essere suddiviso in roccia, detrito e terreno) ed al tipo di movimento.

Queste caratteristiche possono essere integrate considerando anche altri aspetti, quali la velocità, la dimensione, e il contenuto d’acqua.
Una delle classificazioni più usate è quella di Cruden & Varnes, successivamente aggiornata da Hungr, Leroueil e Picarelli. 

Questa classificazione suddivide le frane secondo 5 tipi di movimento principali (più la categoria delle frane complesse o composite) e 3 classi di materiali.

Tipi di movimento delle frane

Frane per crollo (falls). Distacco e conseguente caduta di una massa di materiale da un pendio molto ripido. Il materiale si muove in caduta libera poi, dopo raggiunto il versante, si può muovere per rimbalzo e/o rotolamento.

Frane per ribaltamento (topples). Rotazione, attorno ad un punto, di un blocco di roccia o di detrito, sotto l’azione della gravità, di pressioni esercitate da blocchi adiacenti e/o dell’acqua nelle fratture Frequenti in ammassi rocciosi fratturati Può evolvere in crollo (o scorrimento).

Frane per scivolamento (slides). Movimento lungo una superficie di rottura o entro una fascia relativamente sottile di intensa deformazione di taglio. Si distinguono ulteriormente, in funzione della geometria della superficie di scivolamento, in:

1. Frane per scorrimento traslazionale (translational slide): movimento lungo una (o più) superficie piana;
2. Frane per scorrimento rotazionale (rotational slide): movimento lungo una superficie curva, concava verso l’alto.

Frane per espandimento laterale (lateral spreads). Si verificano nel caso di un materiale a comportamento “rigido” (competente) (roccia, terra parzialmente cementata) è sovrapposto a materiale a comportamento plastico (meno competente).

Si verifica una estensione e conseguente fratturazione del materiale rigido in seguito al flusso plastico del materiale sottostante (argilla, argillite, gesso, ecc.)

Frane per colamento (flows). Movimento distribuito in maniera continua nella massa spostata, con superfici di taglio multiple e temporanee. Si distinguono ulteriormente, in funzione del materiale:

1. Frane per colamento in roccia (flows in bedrock): fenomeni lenti, continui, più o meno costanti nel tempo, simili a movimento di un fluido viscoso (“creep”);
2. Frane per colamento in terreni e in detriti (earth flows, debris flows): caratterizzate da contenuti d’acqua e velocità estremamente variabili (colamenti di terreni) oppure fenomeni rapidi, innescati da precipitazioni intense e che si muovono per lunghe distanze entro aste torrentizie (colate di detrito incanalate).

Frane complesse (complex). Combinazione di due o più tipi di movimento tra i 5 descritti in precedenza.

Fenomeni di erosione superficiale dei versanti

1. Soliflusso: colamento lento di una massa fluida molto viscosa (superficiale). Si manifesta in terreni fini fluidificati (saturi) a seguito di precipitazioni o in regioni periglaciali durante periodi di disgelo (geliflusso). Evidenze: lobi, terrazzette, increspature.
2. Soil creep o reptazione: movimenti parziali di detriti che ricoprono il versante (particella per particella). Causati da circolazione acqua nel terreno, imbibizione, disseccamento, gelo-disgelo. Evidenze: forma incurvata dei tronchi di alberi, increspature.
3. Calanchi: forme di erosione accelerata dovuta al dilavamento da parte delle acque superficiali. Sono tipici dei versanti argillosi.

Nel video sottostante la frana di Maierato, esempio di frana per colamento di terreno, che ha impressionato l’Italia.

Nomenclatura delle frane

In una frana è possibile distinguere: una zona o nicchia di distacco, dalla quale il materiale si allontana, una zona di scorrimento nella quale il materiale viene mobilizzato e costretto a scendere a quote inferiori, e una zona di accumulo nella quale il materiale mobilizzato si raccoglie e si ferma. Nel dettaglio, distinguiamo varie forme:

• scarpata principale, zona del versante da cui ha avuto origine il distacco del materiale;
• corona o coronamento, è costituita dal materiale non mobilizzato, a ridosso delle porzioni più elevate della scarpata principale;
• testata, parte più alta della frana, al contatto con la scarpata principale;
• scarpate secondarie, superfici ripide che interrompono la continuità del materiale franato;
• superficie di rottura, superficie lungo la quale è avvenuto il movimento;
• corpo principale, porzione del corpo di frana che giace al di sopra della superficie di rottura;
• fratture longitudinali e/o trasversali, indicative di movimenti delle singole porzioni del corpo di frana.
• piede, rappresenta la porzione del materiale dislocato accumulatosi a valle.

Le cause di formazione delle frane

Le frane avvengono a causa dei fenomeni in grado di modificare le forze interne ed esterne agenti sul terreno o sull’ammasso roccioso.

I fattori si possono dividere in:

• Fattori predisponenti;
• Fattori scatenanti.

Tra i fattori predisponenti troviamo la geometria del rilievo, l’assetto geologico-strutturale, la litologia, le proprietà meccaniche delle rocce/terreno e il grado di alterazione dei materiali ed la presenza o meno di vegetazione.

Tra i fattori scatenanti troviamo le precipitazioni, i cambiamenti delle condizioni idrologiche, la variazione dei carichi statici o dinamici, la variazione della geometria dei pendii, l’erosione, l’azione climatica, l’avvento di un terremoto.

Generalmente la rottura del materiale lungo una superficie indica che lungo quella superficie gli sforzi agenti, che tendono a far muovere la massa, sono maggiori degli sforzi reagenti, che invece tendono a bloccarla. Così è possibile suddividere le cause delle frane in fattori che aumentano gli sforzi agenti e fattori che diminuiscono quelli reagenti.

I fattori che determinano un aumento degli sforzi agenti si possono schematizzare in:

• fattori che asportano il materiale (erosione al piede, attività di scavo al piede, rimozione di opere di sostegno al piede):
• fattori che creano un aumento di carico (saturazione ad opera di piogge intense, sovraccarico alla sommità, aumento della pressione dell’acqua);
• fattori che riducono il supporto sotterraneo (dissoluzione chimica di rocce sotterranee, attività mineraria);
• fattori che esercitano sforzi transitori sul terreno (attività sismica o vulcanica, esplosioni, sovraccarico dovuto al traffico stradale).

I fattori che generano una ridotta capacità portante del materiale si suddividono in:

• fattori intrinseci (natura dei terreni, disposizione e rotondità dei granuli, caratteristiche geometriche di eventuali piani di discontinuità, orientazione del pendio);
• fattori esterni (sollecitazioni transitorie, alterazione chimico-fisica dei materiali, variazioni del contenuto d’acqua).

Approfondimenti

Per approfondire l’argomento trattato in questo post sono consigliati i seguenti testi: