martedì 15 febbraio 2011

La trivellazione dei Campi Flegrei: un rischio inutile.

Perforare la crosta terrestre fino ad una profondità di 4.000 metri, nei pressi di un vulcano attivo e pericoloso come la caldera dei Campi Flegrei, con lo scopo di trarne dati scientifici che possano migliorare la comprensione delle complesse dinamiche eruttive di un vulcano...
Un progetto ambizioso, fortemente voluto dall’ INGV (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia), con lo scopo sia di migliorare le conoscenze attuali relative alla dinamica dei processi magmatici, sia di avviare le ricerche per un eventuale sfruttamento dei fluidi ad alta temperatura, caratteristici dell'area flegrea, per produrre energia geotermica.
Un esperimento coraggioso, con forte valenza scientifica e, in prospettiva, energetico-ambientale, oppure un’idea rischiosa, che non solo non aggiunge nulla all’attuale conoscenza delle dinamiche interne della camera magmatica di un vulcano, ma che potrebbe addirittura portare a conseguenze pericolose?

Hanno ragione i sostenitori o i detrattori del tanto discusso progetto Phlegrean Field Deep Drilling Project (PFDDP)?
 La questione, invero abbastanza complessa, vede scontrarsi due scuole di pensiero opposte: da una parte figurano l’INGV e l’Osservatorio Vesuviano, organismo di ricerca deputato a guidare il progetto, dall’altra il professor Benedetto De Vivo, ordinario di geochimica ambientale presso l’Università degli Studi Federico II di Napoli, ed un gruppo di docenti della facoltà di Scienze Geologiche dello stesso ateneo.
Secondo il direttore dell’Osservatorio Vesuviano, il prof. Marcello Martini, si tratterebbe di un progetto senza precedenti nella storia della vulcanologia, capace di aprire nuove prospettive nella comprensione dei fenomeni fisico-chimici che determinano l’evoluzione magmatica all’interno di un sistema attivo.
Insomma, un’occasione da non mancare, in grado di rilanciare la centralità della ricerca geofisico-vulcanologica italiana, ma anche tale da permettere di verificare le condizioni per procedere ad uno sfruttamento del complesso dei Campi Flegrei per la produzione di energia pulita, sulla scia di quanto avviene, da anni, presso la centrale geotermica di Larderello, in Toscana.
Nessuna controindicazione, dunque, come sostenuto anche dal direttore del progetto, il professor De Natale, dell’INGV, strenuo difensore delle trivellazioni, il quale si adopera a rassicurare la cittadinanza circa la nullità dei rischi insiti nell'operazione?
L’intero staff coinvolto nel progetto sostiene che non sussisitano, in tale perforazione, rischi significativi, anche a fronte della consapevolezza della densità di popolazione delle zone potenzialmente coinvolte dal progetto: la città di Pozzuoli ed i quartieri di Fuorigrotta, Cavalleggeri e Bagnoli.
 
Foto dallo Space Shuttle della caldera flegrea. I crateri chiaramente visibili sono solo i maggiori, ma ne esistono decine di minori. Da notare la densità urbana dell'area (NASA).

 Zone non solo densamente popolate, ma anche ricche di infrastrutture, cuore nevralgico del versante occidentale della città di Napoli.
Insieme all’ INGV, sono coinvolti nel progetto anche una serie di partner scientifici di portata internazionale: le università di Monaco di Baviera, Aachen, Auckland e Barcellona e lo USGS (United States Geological Survey), solo per citarne alcuni.
Questo, di per sé, basterebbe a qualificare un progetto come assolutamente sicuro ed inattaccabile. Difficile pensare che istituzioni di simile caratura internazionale possano commettere errori di valutazione così importanti da compromettere la sicurezza di decine di migliaia di abitanti delle zone citate, nonché l’integrità di infrastrutture del valore di centinaia di milioni di euro.
Già, questo dovrebbe in teoria bastare…
Tuttavia, se c'è qualcosa che l’uomo avrebbe dovuto imparare qualcosa dalle pregresse esperienze, è proprio che la teoria è spesso l’opposto di quanto avviene nella pratica.
Dai lavori domestici, fino alla realizzazione delle grandi opere, è chiaro a tutti come a volte, partendo da un progetto studiato e calcolato a tavolino fin nei minimi dettagli, ci si trovi spesso in enorme difficoltà per il sopraggiungere di eventi inattesi, del tutto imprevedibili in fase di studio.
A ciò si appellano i professori Benedetto De Vivo e Giuseppe Rolandi (docente di Vulcanologia presso la facoltà di Scienze Geologiche dell'Università Federico II di Napoli), insieme ad altri colleghi dell'ateneo federiciano. 
Il livello di comprensione delle dinamiche alla base di un’eruzione vulcanica lascia ancora spazio a numerose incertezze, tali da permettere di definire un vulcano come una struttura geologica di enorme complessità, le cui dinamiche sono regolate da parametri chimico-fisici non ancora perfettamente determinati dai ricercatori e, di conseguenza, non chiaramente valutabili né controllabili.
Insomma, giocare con un vulcano pericoloso come i Campi Flegrei, classificato come “supervulcano” (dicitura non proprio scientifica, ma efficace!), potrebbe bruciare le mani di tutti quanti.
Il rischio, dunque, vale la candela?
I Campi Flegrei (letteralmente “campi ardenti”) sono in realtà un’enorme caldera di 12x15 km, nata a seguito di catastrofiche eruzioni che ebbero luogo 36.000 e 14.000 anni fa.
Per capire quale possa essere la potenza eruttiva di questo complesso vulcanico, basti ricordare che, nel corso dell’eruzione definita del “Tufo Grigio Campano”, circa 36.000 anni fa, i Campi Flegrei furono in grado di produrre e mettere in posto, attraverso un violento fenomeno esplosivo, tra i 100 ed i 150 chilometri cubi di magma trachitico.
La seconda eruzione, che ebbe invece luogo 14.000 anni fa, ribattezzata del “Tufo Giallo Napoletano”, sebbene di gran lunga meno violenta, fu capace di mettere in posto un volume di magma pari a 20-30 chilometri cubi.
Anche cercare soltanto di immaginare cos’abbiano potuto significare, nei fatti, simili eruzioni vulcaniche, sarebbe di fatto impossibile.
Si deve tener presente che, tralasciando le due eruzioni più importanti sopra citate, negli ultimi 10.000 anni il complesso è stato sede di intensa attività eruttiva, alternata a periodi di quiescenza della durata di secoli o di qualche migliaio di anni.
Tra i 4.500 ed i 3.700 anni fa, una serie di violente eruzioni fu causa della nascita di numerose, nuove bocche eruttive, a nord dell’attuale centro abitato di Pozzuoli.
Ciò che rende tanto pericolosa l’attività dei Campi Flegrei, è la frequente interazione che si verifica tra il materiale magmatico che alimenta l’eruzione, e le falde idriche superficiali. Il contatto tra il magma ad altissima temperatura, e l’acqua, provoca una vaporizzazione immediata di quest’ultima, con conseguenti ed estremamente violente esplosioni, in grado di amplificare la già di per sé spaventosa furia eruttiva di questo vulcano.
In ordine di tempo, l’ultima eruzione di questo enorme mostro quiescente, è datata 29 settembre 1538. In piena notte, la ripresa dell’attività eruttiva portò, in località Trepergole, sulla sponda orientale del vicino lago d’Averno, alla formazione di bocche eruttive del tutto nuove. In pochi giorni, nei pressi del neonato centro eruttivo, l’accumulo di ceneri e pomici portò alla nascita di una montagnola, ribattezzata Monte Nuovo, di ben 130 metri di quota.
L’eruzione, oltre a ridurre le dimensioni del lago di Lucrino, provocò la scomparsa del centro abitato di Tripergole, seppellito dal flusso piroclastico, dalle ceneri e dalle pomici emesse.
Una piccola tragedia, che coinvolse fortunatamente meno gente di quanta, oggi, sarebbe a rischio per un’eventuale ripresa dell’attività eruttiva.
Dal 1538, i Campi Flegrei sono in fase quiescente: nessuna ulteriore eruzione, ma semplici fenomeni di vulcanismo secondario, oltre, ovviamente, al celebre bradisismo.
La Solfatara di Pozzuoli, la Grotta del Cane di Agnano, sono solo delle due più note manifestazioni di questa attività, consistente nell’emissione di gas ad alta temperatura (essenzialmente solfuri sotto forma di anidride solforosa ed acido solfidrico) ad una temperatura di circa 160°C, su una superficie di circa 30 ettari.
Nulla di pericoloso, ovviamente: gas, vulcanelli di fango, acque termali.
Tuttavia, l’insieme di questi fenomeni, sfruttati anche commercialmente con la realizzazione di terme e resort, sono lì a testimoniare chiaramente che il magma è ancora presente nella camera magmatica dell’enorme complesso vulcanico.
Dunque, i Campi Flegrei dormono, non sono passati assolutamente ad una fase di estinzione, come nel caso del Monte Vulture.
Il bradisismo, invece, parimenti noto rispetto ai fenomeni sopra menzionati, consiste in una serie di movimenti verticali del suolo, molto lenti, dovuti allo spostamento del magma nel sottosuolo, conseguente ad una variazione zonale della pressione. Ciò provoca una serie di sollevamenti, seguiti da abbassamenti, di entità considerevole, capaci di esporre a seri rischi infrastrutture, costruzioni e, di conseguenza, anche la stessa popolazione puteolana (essendo Pozzuoli il centro di questa attività del suolo).
Per dare un’idea dell’entità del problema, basta ricordare i numeri delle due grandi crisi del bradisismo, che hanno afflitto Pozzuoli nel 1970-’72 (la prima) e 1983-’84 (la seconda).
Nel primo caso, si è assistito ad un sollevamento del suolo misurato in 150-170 cm. Nel secondo periodo critico, la variazione sarebbe risultata invece pari a ben 180 cm, con valori registrati pari a 3mm/giorno ed uno sciame sismico associato capace di produrre ben 10.000 scosse, di debole intensità, con punte massime pari a ben 500 scosse/giorno.
Valori eccezionali, in grado di arrecare gravi danni, come di fatto è stato, a decine e decine di edifici, tutt’ora in corso di risanamento.
Come se non bastasse, il bradisismo è soggetto a periodi definiti di “parossismo”, durante i quali si possono registrare sensibili accelerazioni nel movimento verticale di aree anche molto estese. Un’accelerazione parossistica di notevole importanza fu registrata proprio nel 1538, in concomitanza con l’eruzione che portò alla formazione del Monte Nuovo. In quel caso, i valori registrati furono assolutamente spaventosi, con un bradisismo ascendente (definito “positivo”) calcolato in circa 7,40 metri!
È chiaro a tutti cosa ciò possa significare: una ripresa dell’attività vulcanica, in un lasso di tempo difficilmente prevedibile.
Proprio per questo, quindi, l’INGV spingerebbe per la perforazione. Aiuterebbe, secondo loro, ad avere una serie di elementi in più per ricostruire la sequenza dell’evoluzione magmatica in vista di una futura ripresa dell’attività eruttiva.
In teoria, dunque, si tratterebbe di uno studio assolutamente imprescindibile, considerando quanto sia forte l’interazione dei Campi Flegrei con il tessuto urbano di Napoli, Pozzuoli ed altri centri minori, ma comunque densamente popolati.
Conoscere al punto tale da poter prevedere – con un buon margine di approssimazione – l’attività del complesso vulcanico, potrebbe di certo contribuire a salvare molte vite in un futuro (prossimo o remoto, ancora non si sa).
Ma quali, nello specifico, sarebbero i rischi legati ad una perforazione che dovesse spingersi a 4.000 metri di profondità, nella camera magmatica di questo mostro addormentato?

Illustrazione del progetto di perforazione del bordo della caldera flegrea.
Il pozzo di trivellazione è posto nell'ex-area Italsider, in corso di risanamento.

 Innanzitutto, occorre riflettere sulle caratteristiche strutturali dell’area flegrea, la quale si presenta assai complessa sia dal punto di vista petrografico che chimico-fisico. La presenza di numerosi sistemi di faglie, disomogeneità verticali ed orizzontali, crateri disseminati su una superficie molto ampia, rendono difficilmente prevedibili quelli che potrebbero essere gli effetti di un’alterazione indotta artificialmente dell’attuale equilibrio della camera magmatica.
Un’eruzione vulcanica, sebbene i vulcanologi siano ancora alla ricerca di un modello universale che possa spiegarne le dinamiche di attivazione, inizia sempre con una variazione dei parametri fisici della camera magmatica: la pressione prima di tutto.
In generale dunque, l’apertura di fratture nella crosta terrestre soprastante la camera magmatica di un complesso vulcanico, provoca una variazione della pressione ambientale: mettendo in comunicazione la camera magmatica (pressioni estremamente elevate) con l’ambiente subaereo (pressione ambientale), si verifica un rapido degassamento del magma.
I gas, disciolti in soluzione ad elevate temperature e pressioni, riescono a separarsi dal fuso, con una violenza che dipende strettamente dai parametri chimico-fisici del magma.
Ciò implica, però, non solo la risalita di gas, ma anche di materiale magmatico spinto dalla pressione, che si intrude nelle fratturazioni apertesi nelle rocce, per raggiungere la superficie terrestre.
Anche la capacità del magma di risalire attraverso le fratture è una caratteristica che discende dal chimismo del fuso, e si rivela la discriminante tra un’eruzione effusiva (relativamente meno pericolosa) ed una esplosiva (nettamente più devastante).
Una perforazione che giungesse alla camera magmatica cosa significherebbe, dunque, se non un’alterazione indotta artificialmente all’equilibrio del sistema?
Saremmo in grado di prevedere come reagirebbe il complesso ad una simile evenienza?
No, non potremmo saperlo. La conoscenza dei Campi Flegrei, strutturalmente parlando, è frutto di una serie di studi indiretti, basati sullo studio delle onde sismiche e della sismica a rifrazione. Ciò significa che il modello dell’area è di natura più teorica, che non frutto di osservazioni dirette.
Per certo si sa che, nell’area dei Campi Flegrei – come dimostrato ampiamente dalle ricerche del prof. Giuseppe Mastrolorenzo, dell’Osservatorio Vesuviano – sono presenti fluidi magmatici in condizione critica o anche supercritica, in rocce porose. Ciò potrebbe implicare, come accennato in precedenza, eruzioni di natura freato-magmatica (interazione magma-acqua) o altamente esplosive.
Ora, nella situazione in esame, sarebbe anche difficile capire se una trivellazione fino a 4.000 metri possa costituire una perturbazione importante al punto di implicare il rischio di una ripresa dell’attività vulcanica.

 Sezione strutturale della caldera flegrea. Si notino le faglie con andamento sub-
verticale, e le stratificazioni di tufo, ignimbrite e depositi vulcanico-sedimentari
caratteristici dell'intera area.

Una perforazione non è certo paragonabile ad una fratturazione crostale estesa, ma purtroppo bisogna tener presente che spesso i sistemi complessi come i vulcani non reagiscono linearmente alle perturbazioni.
In altre parole, anche un’apparente inezia potrebbe alterare significativamente lo stato del vulcano.
A parte questa visione “catastrofista” relativa ad un ipotetico risveglio dei Campi Flegrei, vi sono altri rischi legati all’attività di perforazione.
Esperimenti analoghi condotti all’estero, spesso si sono risolti in situazioni molto spiacevoli.
Una su tutte, riguarda il vulcano Lusi, sull’isola di Giava.
Nel 2006, il giorno dopo – strana casualità – una trivellazione petrolifera organizzata dalla compagnia Lapindo Brantas a 150 metri dal vulcano, si è verificata un’eruzione di fango bollente risultata ben presto inarrestabile.
Ad un ritmo costante di 100.000 metri cubi al giorno di fango emesso, il Lusi in due anni ha seppellito dodici villaggi e provocato l’evacuazione di ben 30.000 persone, rendendo impraticabile un’area di 7 kmq.
A lungo una commissione di geologi ha dibattuto sulle possibili cause della strana coincidenza. Il verdetto, nel 2008, è stato il seguente: la trivellazione avrebbe innescato una fratturazione crostale capace di alterare la pressione litostatica sulla camera magmatica e favorire la risalita del fango bollente.
Secondo una minoranza di scienziati, la causa del disastro sarebbe imputabile, oltre alla perforazione petrolifera, anche ad un contemporaneo sisma, con epicentro situato a circa 280 km dal vulcano.
Se anche ciò fosse vero, non dobbiamo dimenticare che buona parte del territorio nazionale (circa il 50%) è caratterizzata da sismicità moderata o forte. Ciò significa che, se nel raggio di qualche centinaio di chilometri dai Campi Flegrei si verificasse un sisma, anche di modesta entità, la presenza di una perforazione nella camera magmatica e la complessità strutturale dell’area, potrebbero implicare seri rischi di risalita magmatica.
Come accaduto per il vulcano Lusi, ma con conseguenze ben più gravi, vista la popolosità dei quartieri nelle immediate vicinanze del sito scelto per la perforazione: l’ex-stabilimento Italsider di Bagnoli.
Cosa potrebbe accadere alla stessa Bagnoli, a Cavalleggeri, a Fuorigrotta o Posillipo?
L’idea stessa di condurre un esperimento che implichi, anche solo lontanamente certi rischi, nel bel mezzo di una città, è già di per sé abbastanza discutibile…

Un particolare dell'area flegrea, capace di rendere bene l'idea di cosa implichi
la convivenza tra l'Uomo ed un vulcano attivo. 
 
Ad ogni modo, a voler essere precisi, tornando indietro nel tempo, si scopre facilmente come già in passato siano stati intentati esperimenti del tutto simili al PFDDP.
Negli anni Settanta, una joint-venture tra due colossi energetici nazionali come Enel ed Agip, portò alla realizzazione di una serie di perforazioni dell’area flegrea, fino a toccare una profondità di circa 3.200 metri.
Interessante è il fatto che tali perforazioni furono interrotte, con conseguente chiusura dei pozzi praticati, proprio a seguito del rilevamento di un rischio imminente nell’alterazione dello stato del complesso vulcanico.
Roba da niente, insomma!
Ad ogni modo, i risultati ottenuti nel corso di quella campagna furono sufficienti per fornire delle risposte non solo a chi aveva decretato che fossero effettuate, ma anche a chi, oggi, vorrebbe riprendere da dove tutto fu interrotto.
Secondo i responsabili dell’Osservatorio Vesuviano, la perforazione servirebbe oggi a raccogliere dati precisi relativi alle caratteristiche geologiche del sottosuolo,  ma anche ad una serie di studi preliminari per l’eventuale installazione di una centrale geotermica, sul modello di Larderello, in Toscana.
Dai risultati delle prospezioni Enel-Agip degli anni Settanta, invece, si sono ottenute sia informazioni estremamente dettagliate relative al profilo stratigrafico del bordo della caldera del complesso flegreo, sia dati fondamentali per poter escludere a priori uno sfruttamento dell’area in questione a fini geotermici.
I fluidi campionati dal sottosuolo, esaminati, si sarebbero rivelati ipersalini (eccessivamente ricchi di sali), ed ipercritici (pressione critica), per poter servire ad un impiego in chiave geotermica.
Tutto ciò avrebbe dovuto già convincere chi di dovere che l’impresa non vale decisamente la spesa. Ma in Italia, evidentemente, sono altre le valutazioni che sanciscono la validità o meno di un progetto.
Secondo la tabella di marcia stabilita dal management scientifico de progetto, dopo un pozzo pilota della profondità di 500 metri, nel 2011 si dovrà procedere alla realizzazione della perforazione principale, fino ai fatidici 4.000 metri, dove si prevede di incontrare rocce alla temperatura di 500°C.
Il magma, secondo i dati forniti dalle indagini sismiche, si troverebbe a profondità decisamente maggiori, ma ciò non è comunque sufficiente affinché si possa escludere con ragionevole sicurezza il benché minimo rischio.
Cosa accadrebbe se anche nel bel mezzo di Napoli, come accaduto a Giava, i Campi Flegrei iniziassero ad eruttare fanghi termali ad alta temperatura, senza che si possa far nulla per arrestarne il flusso in superficie?
Esiste un piano di gestione del rischio?
Esiste un piano di evacuazione delle zone coinvolte da tale evenienza?
La cittadinanza è stata interpellata, informata dei rischi? Ha avuto modo di esprimere il proprio parere?
Su chi ricadrebbero le responsabilità, in caso di imprevisti, lievi o gravi che dovessero essere?
Siamo in Italia, c’è da scommetterci che non se ne verrebbe mai a capo.

6 commenti:

Anonimo ha detto...

Molto interessante l'articolo. Trovo assurdo che si possa pensare ad una perforazione di tale importanza, con simili implicazioni, in una zona priva di un piano di evacuazione.
Non solo non esiste un piano di evacuazione della protezione civile, ma non esistono neanche infrastruttura in grado di facilitare l'evacuazione in caso di crisi improvvise. Siamo in Italia, purtroppo.
Complimenti per l'analisi.

corrado ha detto...

c'è qualcosa di inquietante che si rivela dai grafici dei sismografi; non è che il risveglio del vulcano è vicino?

Dario Rotolo ha detto...

Ciao Corrado. Grazie per il commento e la segnalazione. I sismogrammi cui ti riferisci, però, mi pare di capire che siano relativi al Vesuvio, non ai Campi Flegrei. Per quanto riguarda questi ultimi, il rischio di eruzione vulcanica è il più basso da qualche secolo a questa parte. Nulla lascia intendere che il vulcano possa risvegliarsi a breve, a meno che qualcuno non lo vada a stuzzicare con perforazioni... ehm ehm...
La sismicità dell'area Flegrea è pressoché costante, ma non preoccupante. In alcune occasioni, si sono registrati migliaia di sismi, ma raramente di intensità tale da essere avvertiti distintamente dalla popolazione.
Quanto al Vesuvio, non mi pare che ci siano segni di un'eventuale ripresa dell'attività, allo stato attuale. Il campionamento geochimico dei gas emessi, la rete di sorveglianza geodetica e l'attività sismica non evidenziano nessun cambiamento significativo nel sistema. Spesso, i sismogrammi, possono essere influenzati da fattori esterni, legati anche ad attività antropiche, o da disturbi del segnale di natura fisica.
I sismi vesuviani sono solitamente caratterizzati da una profondità ipocentrale pari mediamente a 6 km, localizzati nell'area craterica.
Sono sismi vulcano-tettonici che non sono necessariamente associati al movimento magmatico.
Solitamente, presso il Vesuvio, se ne registrano qualche centinaio all'anno.
Nulla di preoccupante, per ora...
A presto, quindi, un articolo sul Vesuvio!
Buona serata e... grazie per la domanda.

Anonimo ha detto...

Per quanto ne so io, i pozzi realizzati in joint venture fra eni ed enel, ebbero alterne fortune (quasi tutti risultarono sterili o scarsamente produttivi).
Solo uno si dimostrò potenzialmente produttivo, ma al momento del test di produzione, questo fu impossibile farlo a causa del paese che nel frattempo era stato costruito intorno alla postazione.
Le criticità di ipersalinità erano stati risolti tramite l'utilizzazione di turbine specifiche, mentre la pressione ipercritica non era un problema grazie a boccapozzo e tubazioni di origine petrolifera.

Dario Rotolo ha detto...

Ciao anonimo. Il problema dell'ipersalinità non è relativo solo alle turbine, ma anche e soprattutto alla strumentazione accessoria (condotti, radiatori, valvole, ecc.), che secondo quanto dichiarato dai tecnici che si occupavano delle perforazioni, avrebbero reso necessario sostituire nel giro di 2-3 mesi le strutture corrose. Altro problema era poi l'ipercriticità della pressione dei fluidi, che avrebbe creato non poche difficoltà in sede di estrazione dei fluidi.
Ad ogni modo, si tratterebbe di problemi ad oggi risolvibili, grazie ad un esteso impiego di nuovi materiali ad elevata resistenza alla corrosione salina. Tuttavia, si tratterebbe di un discorso di costi: sarebbe vantaggioso o meno ricorrere alle nuove tecnologie per sfruttare la geotermia proveniente da una zona a rischio vulcanico, senza conoscere con precisione l'effettiva possibilità di sfruttamento dei pozzi?
Infatti, riguardo ai pozzi, girano diverse voci. Secondo alcuni, come tu stesso hai affermato, solo uno sarebbe stato effettivamente sfruttabile. Secondo altri, tra i quali il prof. Gasparini, l'energia geotermica proveniente dai Campi Flegrei avrebbe garantito il fabbisogno dell'intera città di Napoli.
Punti di vista? Forse... ma in Italia è sempre difficile sapere bene come davvero stiano le cose.

Anonimo ha detto...

Potete farmi sapere in cosa consiste il vostro progetto???