Il Politecnico federale di Zurigo sperimenta un drone radar per prevedere le frane alpine

Un drone dotato di radar sta scandagliando un ghiacciaio in movimento del Vallese alla ricerca di segni di cambiamento. Nella valle del Lötschental, un gruppo di ricerca del Politecnico federale di Zurigo ha fatto volare un grande drone sopra il ghiacciaio Oigschtchummun, sopra Blatten. Un’unità radar montata sotto il velivolo invia onde elettromagnetiche verso il ghiaccio e il terreno circostante, quindi registra i segnali di ritorno.

Il test arriva in un momento in cui lo scioglimento del permafrost rende più importante sorvegliare i pendii alpini. Il terreno ghiacciato contribuisce a tenere uniti roccia e suolo. Quando si riscalda, i pendii possono diventare più instabili, aumentando la necessità di allarmi più tempestivi e precisi in caso di frane e crolli di roccia. Il drone non fornirà previsioni autonome, ma potrebbe offrire alle autorità una visione più rapida dei movimenti in luoghi difficili o pericolosi da raggiungere.

Secondo Felix Seidel, direttore di Swiss Geolab, i primi voli hanno dato risultati promettenti. I ricercatori hanno scelto il ghiacciaio perché è già in movimento ed è coperto da sistemi di monitoraggio consolidati. Ciò fornisce loro un riferimento con cui confrontare le rilevazioni del drone.

Una scansione ripetuta dopo 20 minuti può già rivelare un piccolo spostamento del ghiacciaio. Rilevare un movimento di questo tipo non permette automaticamente di prevedere un crollo, ma fornisce agli scienziati una serie temporale dettagliata che può aiutare a individuare cambiamenti nel comportamento.

Il radar continua a funzionare quando le nuvole impediscono la visuale dall’alto. I sistemi convenzionali di monitoraggio delle rocce utilizzano spesso laser per rilevare cambiamenti sulla superficie di un pendio o di un ghiacciaio. Le misurazioni laser possono essere molto precise, ma nuvole dense, nebbia e altre condizioni atmosferiche possono interromperle.

Il sistema radar sperimentato dal Politecnico federale di Zurigo e da Swiss Geolab utilizza onde elettromagnetiche. Secondo Seidel, questo consente ai ricercatori di raccogliere dati anche attraverso le nuvole. Nelle Alpi, dove il tempo può cambiare rapidamente e i pendii ripidi scompaiono spesso nella nebbia, questa maggiore affidabilità potrebbe allungare i periodi in cui gli scienziati possono monitorare un sito.

Il ghiacciaio Oigschtchummun offre un terreno di prova concreto. I suoi movimenti sono già misurati con sistemi convenzionali, il che consente ai ricercatori di confrontare i risultati del drone con le osservazioni regolari. Il confronto aiuterà a stabilire con quale precisione il sistema aereo riesce a rilevare piccoli spostamenti e quanto sia affidabile in condizioni diverse.

Il velivolo offre anche flessibilità operativa. I ricercatori possono inviarlo sopra un ghiacciaio, un pendio detritico o una parete rocciosa senza esporre direttamente le persone a un terreno instabile. In futuro il drone potrebbe trasportare sensori in punti selezionati del terreno, creando una rete di misurazioni più fitta di quella fornita da un singolo volo. Nei prossimi mesi sono previsti altri test sui ghiacciai e sui pendii detritici.

Il drone è uno degli elementi di un sistema svizzero di monitoraggio dei pericoli più ampio. Swiss Geolab sostiene anche la sorveglianza basata sui satelliti, che può scandagliare regolarmente ampie parti della regione alpina e individuare le zone in cui si manifestano segni di movimento. Questa copertura estesa aiuta i ricercatori a decidere dove concentrare indagini più dettagliate.

I satelliti hanno dei limiti. Seidel ha spiegato che non forniscono i dettagli necessari per esaminare pendii ripidi o osservare pareti rocciose difficili da raggiungere. Un’immagine satellitare può segnalare una valle o un versante da controllare più da vicino, dopodiché si può inviare un drone a esaminare il punto specifico con una risoluzione maggiore.

Questa combinazione è particolarmente importante nel Vallese, dove villaggi, vie di comunicazione e infrastrutture di montagna si trovano ai piedi di pendii ripidi. L’approccio unisce tre livelli di osservazione: satelliti per il monitoraggio regionale, droni per le ispezioni mirate e sensori a terra per misurazioni locali continue.

Il sistema è concepito per ridurre l’esposizione non necessaria delle squadre sul terreno. Un drone può raggiungere zone in cui sarebbe pericoloso avvicinarsi, mentre i sensori possono restare in funzione dopo la partenza del velivolo. Questi strumenti richiedono comunque l’interpretazione di esperti. I movimenti possono riflettere la dinamica stagionale del ghiaccio o altri processi naturali; prima che le autorità intervengano, le misurazioni devono quindi essere valutate insieme alla geologia, alle condizioni meteorologiche e ai dati già disponibili.

Il valore del progetto dipenderà dalla rapidità con cui le misurazioni potranno tradursi in decisioni concrete. Il Politecnico federale di Zurigo e Swiss Geolab intendono elaborare le informazioni con l’intelligenza artificiale, affinché le autorità non debbano interpretare da zero ogni complesso insieme di dati radar. L’obiettivo dichiarato è mettere le informazioni giuste a disposizione della persona giusta, nel formato giusto e al momento giusto.

Ciò potrebbe aiutare i responsabili comunali della gestione delle emergenze, le autorità cantonali e gli specialisti incaricati di strade, ferrovie e insediamenti di montagna. Un sistema capace di individuare precocemente i cambiamenti di un pendio potrebbe aiutare a decidere un’ispezione sul terreno, adeguare un programma di monitoraggio o prendere decisioni sull’accessibilità. Le informazioni di partenza non affermano che il drone possa prevedere ogni frana; i ricercatori devono ancora convalidare la tecnologia in più siti e in condizioni diverse.

Questa distinzione è importante. Un movimento rilevato è un segnale d’allarme, non la certezza che si verificherà un cedimento. Le autorità hanno bisogno di soglie affidabili, responsabilità chiare e conoscenze locali sufficienti per valutare il significato dei dati. L’intelligenza artificiale può classificare i dati ed evidenziare schemi ricorrenti, ma le decisioni continueranno a basarsi su valutazioni ingegneristiche e procedure di emergenza.

I prossimi voli di prova mostreranno se il drone radar potrà passare da promettente strumento di ricerca a componente affidabile della rete svizzera di monitoraggio dei pericoli.

Nei prossimi mesi i ricercatori prevedono di estendere i voli a ghiacciai e pendii detritici. La fase successiva verificherà se il sistema funziona anche al di fuori del ghiacciaio Oigschtchummun e se può rispondere alle diverse esigenze di monitoraggio dei campi di ghiaccio, delle pareti rocciose instabili e dei detriti montani non consolidati.

Per la Svizzera, la prova pratica consiste nella copertura del territorio. Le Alpi comprendono migliaia di pendii e ghiacciai, mentre molte zone sono remote, ripide o esposte a cambiamenti meteorologici rapidi. I satelliti possono sorvegliare la regione nel suo insieme, ma i droni possono fornire le informazioni ravvicinate necessarie per valutare un pericolo specifico. I sensori a terra possono poi monitorare quella zona per un periodo più lungo.

La ricerca riflette inoltre un cambiamento nella gestione dei rischi alpini. Il monitoraggio integra sempre più spesso il telerilevamento, misurazioni ripetute e analisi automatizzate. Ciò non elimina l’incertezza legata ai pericoli naturali, ma può migliorare le informazioni disponibili prima di decidere in merito a una strada, un sentiero, un insediamento o un cantiere.

I voli nel Vallese sono una prima dimostrazione, non ancora un servizio di allerta completo. Il loro successo sarà valutato in base alla precisione, all’affidabilità e alla facilità con cui le autorità cantonali e locali potranno utilizzare i risultati. Se i test continueranno a fornire rilevazioni precise, i droni dotati di radar potrebbero diventare uno strumento pratico per sorvegliare i pendii più difficili da raggiungere della Svizzera.