Simulato in laboratorio il comportamento della pioggia nera di cenere vulcanica

di Gaetano Perricone

“… Un fenomeno davvero particolare e certamente inusuale: mai e poi mai, nella mia vita, avrei potuto immaginare di dovermi coprire la testa e il corpo, difendendomi da una … pioggia di cenere. Sono stati giorni tristi e, diciamolo pure, particolarmente stressanti. Il sottile pulviscolo grigio-scuro la fece letteralmente da padrone nella vita della gente del luogo: insinuandosi implacabile tra i capelli e i vestiti; accumulandosi pesantemente su tetti e grondaie delle case; entrando beffardamente negli appartamenti, indifendibili con qualsiasi tipo di chiusura; devastando i campi e le colture, danneggiate in modo pesantissimo. Perfino le automobili non furono risparmiate: la cenere-killer, oltre a rendere pericolosa la guida soprattutto nei giorni di pioggia, si insinuava spietata nei motori e perfino nei filtri dei climatizzatori … Gli scenari erano surreali: un cielo perennemente cupo, per via della enorme nube grigio-giallastra che fuoriusciva dalla cima della montagna; … gente per strada con gli ombrelli per coprirsi la testa dalla strana pioggia e con le mascherine per non respirarne le polveri; operatori ecologici e pesanti mezzi dei Comuni del territorio dispiegati per le strade, nel costante e faticoso impegno di ripulirle dalla cenere; casalinghe disperate nel ritrovarsi gli appartamenti pieni di pulviscolo, dopo averli puliti da cima a fondo il giorno prima; grande business per le piccole imprese edili, al lavoro da mattina a sera per sgombrare i tetti a rischio di cedimento; gran da fare per i medici oculisti e specialisti di patologie respiratorie, preoccupati per il possibile insorgere di una nuova malattia da … cenere vulcanica”.

Descrivevo così nel mio libro “La mia Etna. Dialogo con la Muntagna” (Giuseppe Maimone Editore, 2004, pag. 65-66), in maniera apparentemente esagerata e un pò pittoresca ma in realtà quanto mai rispettosa dei fatti, i pesanti effetti sulla vita quotidiana della gente della imponente dispersione di cenere vulcanica, “materiale piroclastico”, a seguito dell’eruzione della Muntagna del 2002-2003. Effetti che, in differente misura ma con gli stessi disagi, compresa la frequente chiusura dell’aeroporto catanese di Fontanarossa per ragioni di sicurezza, si sono spesso ripetuti e si ripetono in occasione di altre eruzioni che portano con sé dispersione di cenere.

Ecco perché, considerato il particolare interesse pubblico dell’argomento, riteniamo utile pubblicare integralmente il comunicato che segue dell’Ufficio Stampa dell’Istituto  Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) sugli ultimi studi relativi al comportamento delle piogge nere di cenere vulcanica.

(Fonte INGV). Simulare in laboratorio il comportamento della cenere vulcanica durante le eruzioni esplosive per migliorare l’accuratezza delle previsioni della dispersione delle particelle: è quanto si prefigge lo studio firmato INGV e Università di Monaco di Baviera, recentemente pubblicato su Scientific Reports.

È possibile prevedere come e dove cadranno le ceneri emesse durante una eruzione vulcanica esplosiva dell’Etna o del Vesuvio? Un recente studio, condotto da un team di ricercatori dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) di Roma, Pisa e Catania, in collaborazione con l’Università di Monaco di Baviera, ha simulato in laboratorio il comportamento delle ceneri vulcaniche, per migliorare l’accuratezza delle previsioni della dispersione delle particelle durante le eruzioni esplosive. Lo studio, Effect of particle volume fraction on the settling velocity of volcanic ash particles: insights from joint experimental and numerical simulations (http://www.nature.com/articles/srep39620), è stato pubblicato su Scientific Reports.

“La cenere vulcanica è costituita da piccoli frammenti di vetro e cristalli – spiega Jacopo Taddeucci, ricercatore dell’INGV – Queste particelle vengono generate in grande quantità durante le eruzioni vulcaniche esplosive. Immesse nell’atmosfera, le particelle formano una nube vulcanica che viene trasportata e dispersa dai venti, per poi depositarsi al suolo anche a migliaia di chilometri di distanza e mesi dopo l’eruzione”.

La cenere vulcanica ha effetti deleteri sulla salute dell’uomo, l’ambiente, e le infrastrutture (basti ricordare i disagi al traffico aereo nel 2010 dovuti all’eruzione del vulcano islandese Eyjafjallajökull).

“Per sapere in anticipo dove ricadrà la cenere e in quali quantità e, quindi, fronteggiarne efficacemente gli effetti –  aggiunge Elisabetta Del Bello, ricercatrice dell’INGV – è essenziale conoscere al meglio il comportamento della cenere nelle nubi vulcaniche e nell’atmosfera. In questo studio, il comportamento delle particelle di cenere durante la ricaduta è stato simulato in laboratorio, filmando le particelle in caduta con speciali telecamere ad alta velocità e ad alta definizione, e poi riproducendo gli stessi esperimenti attraverso modelli matematici”.

Grazie a questo approccio combinato il lavoro ha messo in luce come la quantità di cenere che cade dalla nube vulcanica sia in grado di modificare la velocità di caduta delle particelle. “La principale implicazione di questa scoperta è che nelle regioni più vicine a un vulcano in eruzione (a meno di 20-50 km, a seconda dell’eruzione), dove la nube vulcanica è maggiormente carica di cenere, la velocità di ricaduta delle particelle può aumentare notevolmente, con la conseguenza di avere un maggiore accumulo di cenere al suolo” –   aggiunge Del Bello.

Lo studio propone anche un metodo per prevedere la velocità di caduta della cenere in tali condizioni. “Questo metodo” – conclude Taddeucci –  contribuirà a migliorare l’accuratezza delle previsioni della dispersione delle ceneri durante le eruzioni esplosive”.

Il Laboratorio Alte Pressioni – Alte Temperature di Geofisica e Vulcanologia Sperimentali è collocato nella sede di Roma dell’INGV. Il responsabile è Piergiorgio Scarlato. Nel laboratorio si portano avanti alcune ricerche di spicco dell’INGV in ambito vulcanologico, sismico e ambientale, alcune delle quali finanziate nell’ambito di progetti europei. Qui sono concentrate molte attività analitiche e sperimentali dell’INGV a supporto delle ricerche e del monitoraggio, ma anche sviluppo di tecnologie e di nuove metodologie d’indagine. Le più recenti attività sperimentali, svolte anche in collaborazione con laboratori di altri paesi, riguardano simulazioni e misure legate alla fisica delle rocce e dei terremoti, alle proprietà chimico-fisiche dei magmi, e la modellizzazione analogica dei processi vulcanici. Il laboratorio è anche un polo di attrazione per i ricercatori italiani e stranieri.