Il monitoraggio mediante livellazione ad alta precisione viene effettuato per misurare il dislivello tra due punti significativi. In particolare, la livellazione geometrica, che misura gli spostamenti verticali dei punti posti in osservazione, permette di ottenere un buon compromesso tra precisione e semplicità d’esecuzione. Infatti, utilizzando strumentazioni di tale tipo, è possibile ottenere precisioni e sensibilità del centesimo di millimetro, con bassi margini d’errore dell’intero sistema di misura che restituisce valori sempre accettabili rispetto agli ordini di grandezza in gioco.
La livellazione geometrica rappresenta l’insieme delle operazioni di rilevamento attraverso le quali è possibile determinare la differenza di quota (dislivello) tra due punti, detti caposaldi. Questa tecnica topografica tradizionale viene utilizzata per rilievi altimetrici, in particolare nell’ambito del monitoraggio degli edifici e del territorio al fine di valutare eventuali variazioni di dislivello nel tempo.A tale scopo si utilizza il livello digitale, strumento topografico che permette di misurare differenze di quota attraverso l’esecuzione di letture su aste codificate dette stadie.
Figura 1 - livello digitale e stadia codificata durante una misura di livellazione geometrica.
La precisione raggiungibile è di 1 mm/km, utilizzando livelli digitali di alta precisione e adottando la tecnica della livellazione geometrica dal mezzo. Essa prevede di posizionare due stadie rispettivamente su due punti (A e B), tra i quali si vuole misurare il dislivello, e collocare il livello in un terzo punto (O) ad uguale distanza dalle stadie, secondo lo schema riportato in figura.
Figura 2 - schema della livellazione geometrica dal mezzo.
La procedura dal mezzo presenta notevoli vantaggi, in quanto gli errori sistematici legati alla rifrazione atmosferica, alla curvatura terrestre, alla variazione di deviazione della verticale e alla non rettifica dello strumento, vengono eliminati nel calcolo del dislivello. Per la livellazione geometrica dal mezzo di alta precisione, tali considerazioni si possono ritenere valide per battute di livellazione (distanze livello-stadia) di quaranta metri al massimo. Se la misura del dislivello coinvolge caposaldi molto distanti fra loro il rilievo deve essere spezzato in un tratto composto da più battute di livellazione che si sviluppano lungo un percorso che congiunge i due punti. Tale tratto viene definito linea di livellazione; in tal caso, il dislivello tra i caposaldi è il risultato della somma dei dislivelli intermedi ottenuti nelle singole battute. Per consentire un controllo sulle misure si esegue la livellazione, ove possibile, seguendo uno schema ad anello chiuso dove la somma dei dislivelli deve risultare nulla. L’eventuale errore di chiusura dovrà invece rispettare le tolleranze della livellazione geometrica di alta precisione.
Come detto, la livellazione geometrica dal mezzo è la tecnica topografica che consente di ottenere rilievi altimetrici con il massimo livello di precisione. Per questo motivo, è stata adottata per il monitoraggio della subsidenza presso il sito geotermico di Casaglia, unitamente ai rilievi GNSS.
Figura 3 - rete di livellazione presso il sito geotermico di Casaglia. Mappa utilizzata: OpenStreetMap (OSM standard).
La rete di livellazione in esame è così composta: n°14 caposaldi del Comune di Ferrara (Livellazione GEOLAND 1991), n°15 caposaldi del Consorzio di Bonifica Pianura di Ferrara e n°2 caposaldi dell’Università di Ferrara. A questi, sono stati aggiunti n°13 nuovi caposaldi per spezzare tratti di livellazione troppo lunghi e per quotare le piazzole dei pozzi. La rete progettata è dunque composta da 44 caposaldi misurati, due anelli chiusi e una linea di inquadramento. L’intera rete è stata inquadrata utilizzando la quota del caposaldo del Consorzio di Bonifica Pianura di Ferrara cod. 013050.
Figura 4 - Caposaldo cod. 013050.
