Intelligenza di sciame per la mitigazione del rischio di invasione da colate di lava
Le colate di lava sono fenomeni pericolosi che possono interessare le aree circostanti i vulcani attivi e comportare un significativo rischio sociale ed economico. L’espansione delle aree urbanizzate in prossimità dei vulcani, implicando un aumento degli elementi esposti e quindi del loro rischio potenziale, richiede lo sviluppo di sistemi veloci e accurati per la salvaguardia della popolazione. Una delle principali azioni di mitigazione del rischio, per rallentare, ed eventualmente deviare, le colate di lava consiste nell’adozione di barriere artificiali che possono limitarne gli effetti distruttivi e ridurne l’impatto.
In un articolo appena pubblicato sulla rivista “Environmental Modelling and Software” a firma di alcuni ricercatori dell’OE, è stato presentato un sistema automatico per la configurazione ottimale di barriere artificiali, in termini di posizione e caratteristiche geometriche (angolazione, altezza e lunghezza), sfruttando la tecnica PSO (Particle Swarm Optimization).
PSO è un algoritmo di ottimizzazione euristico ispirato al movimento degli stormi di uccelli o ai branchi di pesci, la cosiddetta “intelligenza di sciame”, che permette di risolvere problemi di minimizzazione impossibili da affrontare con tecniche tradizionali.
Nel caso dei flussi di lava, l'obiettivo è minimizzare l'impatto della colata in base alla distribuzione spaziale degli elementi esposti, utilizzando modelli numerici per simulare gli scenari eruttivi per ogni configurazione di barriere.
L’algoritmo è stato testato sull’Etna, considerando un’ipotetica colata emessa da una bocca eruttiva situata sul fianco sud-orientale del vulcano, che potrebbe avere un impatto notevole su alcune frazioni di Zafferana Etnea. La configurazione ottimale di barriere e canali restituita dall’algoritmo mostra come sia possibile salvaguardare efficacemente le aree urbanizzate minacciate, deviando il flusso lavico verso zone non abitate.
L’articolo può essere scaricato al seguente link https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364815221000669.
Centorrino, V., Bilotta, G., Cappello, A., Ganci, G., Corradino, C., Del Negro, C., A Particle Swarm Optimization–based heuristic to optimize the configuration of artificial barriers for the mitigation of lava flow risk, Environmental Modelling & Software, 2021, doi: 10.1016/j.envsoft.2021.105023.