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VERIFICA DELLE CONDIZIONI DI STABILITÀ DELLA CITTADELLA INCA DI MACHU
PICCHU (PERÙ) E DEFINIZIONE DI UN MASTER PLAN PER LA MESSA IN SICUREZZA
DEL SITO.
Daniele Spizzichino1, Claudio Margottini1, Giuseppe Delmonaco1
([email protected])
1
ISPRA- Istituto Superiore per la protezione e ricerca Ambientale, Via Curtatone 3, 00185 Rome (Italy)
ABSTRACT. The present work is finalised at the implementation of a landslide risk mitigation master
plan of the ancient citadel of Machu Picchu. After the warning launched in March 2001, by the scientific
community on potential collapse of the citadel from a near-disastrous landslide event, different studies
have been promoted to reconstruct landslide activity and suggest landslide risk mitigation measures for
the protection and conservation of Machu Picchu cultural heritage (Canuti et al, 2008). A site-scale
analysis has been carried out following the application and integration of : geological and
geomechanical classifications; geotechnical laboratory test; ambient noise measurements; seismic
macro zoning of the area; damage/vulnerability assessment; kinematical analysis and slope stability
model. All the data collected have been analyzed through geoprocessing techniques and spatial
analysis in order to provide landslide risk map and mitigation measure proposal and design.
1. Introduzione
L’area archeologica di Machu Picchu in Perù, patrimonio mondiale dell’umanità (fig.1), è tra i siti
UNESCO a rischio, a causa dei frequenti fenomeni di dissesto che ne condizionano sicurezza e
fruibilità. Nel marzo 2001 venne lanciato un allarme sulla possibilità di collasso dell’intera cittadella che
ha posto l’attenzione della comunità internazionale sul tema della protezione del sito a causa
dall’eventualità di un imminente fenomeno franoso distruttivo (Sassa, 2002). L’allarme era fondato
sull’individuazione di una superficie potenziale di scivolamento, posta ad elevata profondità, evidenziata
principalmente da elementi di tipo geomorfologico. Il presente lavoro vuole illustrare i principali risultati
ottenuti da uno studio sul rischio da frana, sviluppato attraverso la caratterizzazione geologica e
geomeccanica della cittadella, l’elaborazione di dati strutturali attraverso analisi cinematica, la
realizzazione di prove di laboratorio, l’implementazione di una campagna di indagini geofisiche e di
micro zonazione sismica (rumore ambientale), una specifica analisi di vulnerabilità delle strutture inca e
l’implementazione di una analisi di stabilità. Tutte le suddette analisi raccolte ed implementate in
ambiente GIS sono state utilizzate per definire le condizioni di rischio residuo e la realizzazione di un
progetto preliminare degli interventi di mitigazione a basso impatto per l’intera area archeologica.
Figura 1. Veduta panoramica della cittadella di Machu Picchu.
1° Incontro Annuale dei Giovani Ingegneri Geotecnici, Salerno, 27-28 Maggio 2011
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2. Inquadramento geologico, geomorfologico e geomeccanico dell’area
Il territorio del Santuario Historico è per la maggior parte interessato da affioramenti di rocce ignee,
essenzialmente plutoniche, che costituiscono l’ossatura della Cordigliera di Vilcabamba, di età
Permiano Superiore - Triassico Inferiore (Mazzoli et al, 2009). Il batolite di MP è costituito
principalmente da granito e granodiorite. In particolare nell’area della cittadella affiora un granito a
tessitura media e di composizione basica (Carreno, 1997). Superficialmente il granito presenta diverso
grado di fratturazione originato principalmente dall’assetto giaciturale locale (blocchi con dimensioni
variabili da 10–1 a 102m3). Le coperture superficiali, sono principalmente costituite da blocchi e da
materiale non coesivo fine, originato principalmente dall’alterazione chimico fisica dei minerali
(sabbione granitico). La tettonica regionale in sollevamento e l’assetto strutturale giocano un ruolo
fondamentale nell’assetto morfologico dell’area (fig. 2) e nell’innesco ed evoluzione dei fenomeni
gravitativi. In particolare i principali fenomeni presenti e ricorrenti nell’area sono: 1.Planar slide; 2.Falls
and rock slide; 3.Debris/ earth slide and flows.
Citadel high angle = 30°/60°
Vertical = 130°/90°
Putukusi = 225°/65°
Carrettera = 25°/45°
Citadel low angle = 30°/30°
Figura 2. Famiglie principali presenti nell’area di studio
Le indagini di campagna sono state indirizzate alla ricostruzione delle caratteristiche meccaniche degli
ammassi rocciosi affioranti nell’area attraverso l’utilizzo di linee di stendimento (definizione del GSI, dei
parametri indice e la stima dei parametri di qualità, resistenza e deformabilità dell’ammasso). Una
successiva campagna di prove di laboratorio è stata realizzata per la definizione dei parametri di
resistenza e deformabilità alla scala del campione ed il successivo confronto con quelli alla scala di
sito. È stato quindi definito un modello geomeccanico dell’ammasso ed è stata realizzata una sezione
geotecnica tipo, lungo il versante più pericoloso, per l’implementazione di una analisi di stabilità
(Spizzichino et al, 2009).
3. Analisi di vulnerabilità e micro zonazione attraverso sismica passiva
Nell’ultimo sopralluogo, Maggio 2009, è stata realizzata una specifica analisi di sito, mediante la
definizione della vulnerabilità per ogni singola struttura archeologica (Delmonaco et al, 2009), un rilievo
geologico, geomorfologico e geomeccanico del versante più suscettibile (fig. 3) e l’implementazione di
misure di rumore ambientale (sismica passiva). Tale tecnica (conosciuta come metodo H/V) è stata
applicata in 68 postazioni con l’uso di un sismometro portatile (Micromed Tromino ®) e la conseguente
registrazione di microtremori. Tale metodo permette una stima delle frequenze fondamentali del sito.
Tale informazione può essere utilizzata (combinata con dati provenienti da prove geofisiche e
geomeccaniche) per la definizione di profili stratigrafici del sottosuolo. In particolare 15 tracce sono
state registrate lungo il versante più suscettibile per l’implementazione di un modello di stabilità.
Sempre durante l’ultima campagna di indagini, 13 tracce sono state registrate sui principali edifici del
complesso archeologico, con l’ottica di ottenere una prima caratterizzazione dinamica di queste
strutture (analisi modale). Attraverso l’inversione delle curve H/V delle tracce acquisite al suolo, è stato
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possibile ricostruire immagini 2D del sottosuolo, con uno specifico applicativo sviluppato in ambiente
MatLab®, evidenziando i principali contrasti di impedenza (Spizzichino et al, 2011).
m a .s .l .
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Figura 3. Rielevo geomorfologico di dettaglio e realizzazione della sezione tipo per l’analisi di stabilità
4. Conclusioni
Il risultato finale, delle attività sopra elencate, è stato una zonazione del rischio da frana per
l’intera cittadella attraverso una lettura sinottica delle classificazioni geomeccaniche, delle indagini
geologiche, di quelle geomorfologiche e geotecniche, dell’analisi cinematica, delle analisi di stabilità e
della micro zonazione sismica. Una mappa di dettaglio del rischio frana è stata realizzata con l’ottica di
implementare un piano preliminare degli interventi di messa in sicurezza che tenesse in considerazione
da un lato l’analisi di esposizione, vulnerabilità e danneggiamento (mitigazione funzionale), realizzata
per il sito archeologico e dall’altro l’unicità della cittadella per la quale possono essere previsti solo
interventi a basso impatto (mitigazione sostenibile). In conclusione una serie di misure sono state
proposte a seguito dei recenti interessi da parte delle autorità locali, di rendere fruibili per fini turistici,
nuove aree del parco archeologico potenzialmente a rischio.
5. Bibliografia
Canuti P., Margottini C., Casagli N., Delmonaco G., Falconi L., Ferretti A., Lollino G., Puglisi C., Spizzichino D.
and Tarchi D. Monitoring, geomorphological evolution and slope stability of inca citadel of Machu Picchu:
results from Italian Interfrasi Project- The First World Landslide Forum 18-21 November 2008, Tokyo, Japan
pp. 249 - 257
Carreño, R., Bonnard, C., 1997. Rock slide at Machu Picchu, Peru. Landslide News 10, 15-17.
Delmonaco G., Margottini C., Spizzichino D., Falconi L. Exposure and vulnerability of cultural heritage affected by
Geomorphological Hazard: the Machu Picchu case study - Protection of Historical Buildings
(PROHITECH2009) First International Conference Rome, June 21st - 24th 2009 pp 905 - 909
Mazzoli S., Vitale S., Delmonaco G., Guerriero V., Margottini C., Spizzichino D.- Diffuse faulting in the Machu
Picchu granitoid pluton, Eastern Cordillera, Peru - Journal of Structural Geology Vol. 31, pp. 1395-1408, doi:
10.1016/j.jsg.2009.08.010
Sassa K, Fukuoka H, Shuzui H, Hoshino M (2002) Landslide risk evaluation in Machu Picchu World Heritage,
Cusco, Peru. In: Proceedings UNESCO/IGCP Symposium on Landslide Risk Mitigation and Protection of
Cultural and Natural Heritage, Kyoto, pp 1–20
Spizzichino D., Delmonaco G., Margottini G. Geo-structural modelling for potential large rock slide in Machu
Picchu- European Geosciences Union 2009 General Assembly, Vienna Austria, 19-24 April 2009
Spizzichino D. , Margottini C. , Castellaro S. and Mulargia F. Passive Seismic survey for Cultural Heritage
landslide risk assessment. The Second World Landslide Forum proceedings, Rome 2011 (in printing)
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