Integrated geophysical investigation to detect buried structures: examples in the south-eastern part of Rome and its surroundings (Latium, central Italy)

Nell’ambito dell’engineering geology, il problema delle cavità antropiche che interessano centri abitati è particolarmente sentito, infatti, stando a modelli geologici recentemente sviluppati, esse possono migrare verso la superfice mettendo così a repentaglio la presenza di edifici, strade e l’incolumità degli stessi abitanti. Inoltre, i metodi d’investigazione diretti (quali sondaggi geognostici e indagini dirette del reticolo caveale) risultano essere piuttosto costosi e necessitano di numerose persone oltre di una certa quantità di tempo per essere realizzate. Al contrario i metodi indiretti (geofisici), oggetto del presente lavoro, consentono di indagare cavità di dimensioni anche ridotte in maniera estensiva oltre che generalmente rapida. Ciò premesso, nell’ambito del presente Dottorato, sono stati usati diversi metodi geofisici di near surface, integrandoli fra loro, allo scopo di caratterizzare le cavità presenti in due diversi test sites in ambito urbano ed extraurbano. La prima area test, indagata con il metodo GPR e il metodo ERT, è quella del Parco della Caffarella, in cui si ha una conoscenza solamente parziale di un esteso reticolo caveale scavato nelle pozzolane rosse dal quale si estraevano, in epoca etrusca e romana, materiali per l’edilizia. L’area indagata ha dimensioni 48 m x 30 m e la zona di sovrapposizione fra il metodo ERT e il GPR risulta essere di 48m x 14 m. Più in dettaglio, sono state eseguiti 14 profili ERT (modello Syscal Junior-Iris Instrument),aventi lunghezza 47 m con i 48 elettrodi posti ogni metro. L’array scelto è stato il doppio-dipolo poiché assicura una buona risoluzione sia in termini di variazioni verticali che orizzontali delle resistività, come ampiamente noto in letteratura. L’area in oggetto è stata indagata con il GPR (Modello SIR-3000, GSSI) usando dapprima un’antenna bistatica, ad offset costante, ad alta frequenza (400 MHz) e successivamente un’antenna monostatica a bassa frequenza (70 MHz). Nel primo caso i profili sono stati acquisiti con un’interdistanza pari a 0.5 m mentre nel secondo con un’interdistanza pari a 1 m. I dati sono stati elaborati con software specifici per estrarre delle sezioni tempo-profondità (time-slice) dell’area indagata con i dati GPR e delle sezione profondità bidimensionali (depth-slice) con i dati ERT. La seconda area è sita nel territorio di Magliano Sabina-Loc. Madonna del Giglio (Rieti), nella quale, da numerose fonti archeologiche è nota la presenza di strutture funerarie a fossa (VII-VI sec. a.C.), parzialmente collassate. L’area di dimensioni 80 m x 30 m è stata indagata, dapprima con il GPR (Modello SIR-3000,GSSI) usando un’antenna bistatica ad offset costante ad alta frequenza (400 MHz) acquisendo i profili ogni 0.5 m e successivamente con il magnetometro differenziale fluxgate (FM256-Geoscan Research), suddividendo l’area in 7 quadrati di 10 m di lato, con i profili paralleli acquisiti ogni metro e le misure lungo il profilo ogni 0.5 m. La zona di sovrapposizione fra i due metodi è stata di 70 m x 10 m. Anche in questo caso dai dati GPR sono state ricavate le time-slices mentre i dati magnetici sono stati elaborati con la crosscorrelazione normalizzata bidimesionale allo scopo di far emergere le anomalie da un contesto geologico altrimenti piuttosto rumoroso. Dopo le suddette operazioni, per entrambi i siti sono stati testati diversi metodi di integrazione sia di tipo qualitativo (Contour map overlay, RGB Colour Composite) che di tipo quantitativo (data sum, data product, binary representation) oltre di tipo statistico (Principal Component Analysis, K-mean Cluster analysis, Bayesian Maximum Entropy). I risultati, incoraggianti, mostrano come alcuni dei metodi summenzionati siano fin da ora spendibili in un contesto applicativo, mentre altri si trovino ad un livello di ricerca.