Francesco Maria Guadagno

Attività scientifica

L'attività scientifica del prof. Guadagno si è sviluppata essenzialmente su temi riguardanti diversi settori della Geologia applicata alle costruzioni, al territorio ed all'ambiente ed all’Idrogeologia. Queste attività di ricerca sono state prevalentemente sviluppate nell’area dell’Appennino centro meridionale, di cui ha conoscenza approfondita relativamente sia agli assetti geologici, idrogeologici e geologico tecnici sia all’ambito comportamentale e d’interazione delle opere ingegneristiche con l’ambiente naturale. 

La attività scientifica è testimoniata da oltre 150 pubblicazioni su riviste scientifiche internazionali e nazionali, volumi ed atti di congressi. E’ ideatore di quattro brevetti (vedi elenco sotto riportato) realizzati nell’ambito delle attività di implementazione delle strumentazioni e dei sistemi di monitoraggio ed, in particolare, su di un algoritmo di warning idroclimatico per la gestione delle azioni di protezione civile nell’ambito della pericolosità da frana e su un metodo automatizzato di mappatura di risposta sismica. 

Nei primi tempi della sua attività di ricerca gli ha condotto ricerche nell'ambito della caratterizzazione geologico-tecnica ed idrogeologica di tipiche formazioni sciolte e litoidi dell'Italia Meridionale e, nello specifico, della Campania e della Basilicata. Questi studi costituiscono base per le analisi ambientali, territoriali e progettuali, e per tutti gli studi territoriali che richiedano una parametrizzazione dei fattori di influenza di tipo geologico-tecnico ed idrogeologico. 

Studi sulle instabilità e sui fattori ambientali d’innesco dei movimenti hanno costituito specifico interesse di molte ricerche che hanno riguardato i movimenti di massa dell'area campana (frane nei terreni piroclastici, in formazioni calcaree e tufacee). Questi studi sono stati condotti attraverso modellazioni geomorfologiche e parametrizzazione dei principali fattori geo-ambientali, quali quelli geologici, geologico-tecnici, meteorologici, idrologici ed idrogeologici. Specifici modelli idrologici ed idrogeologici sono stati elaborati per le frane che interessano le coperture piroclastiche dei rilievi campani circostanti l’area vesuviana, nonché dell’apparato vesuviano stesso. In questo ambito ha condotto, a seguito degli eventi di frana del 5 e 6 maggio 1998 a Sarno (SA)e Quindici (AV) e di Cervinara (AV) del 1999, studi di approfondimento e ricerche miranti alla definizione dei parametri geologico-tecnici, idrogeologici ed ambientali d’influenza sui meccanismi d’innesco degli eventi. Gli studi sono stati sviluppati sulla base di una decennale esperienza di ricerca sugli eventi di frana nei depositi piroclastici ricoprenti le dorsali carbonatiche circostanti l’area campana. 

Di particolare significato per le ricadute in termini di valutazione dei rischi sono gli approfondimenti sulla franosità e sugli assetti idrogeologici svolti nell’area dell’Appennino Sannita ed Irpino, ove in particolare sono state affrontate le problematiche di condizionamento geologico-strutturale sull’evoluzione per frana dei versanti nonché di stabilità in prospettiva sismica. Lo sviluppo di un approccio metodologico semi-quantitativo, finalizzato ad identificare e caratterizzare specifiche condizioni di controllo lito-strutturale e i loro effetti sulla franosità, ha consentito di elaborare modelli comportamentali di base, fornendo la possibilità di individuare condizioni di primo atto dell’evoluzione spaziale dei corpi di frana. In tale quadro è l’attività sviluppata per il Dipartimento nazionale di Protezione Civile nell’ambito dell’emergenza di Montaguto (AV), per la quale ha coordinato, nella sua qualità di responsabile degli aspetti geologici, specifici studi di supporto alla progettazione delle opere provvisionali e definitive cha hanno consentito la riapertura in breve tempo della linea ferroviaria e della Strada statale SS 90 delle Puglie. 

Tali attività sono state rese anche possibili, oltre che dallo sviluppo di pluridecennali ricerche in ambito appenninico, anche dalle esperienze derivate dalla sua funzione di Responsabile degli aspetti geologico applicativi del FOGLIO AVELLINO della Carta Geologica d’Italia 1:50.000.

Studi sono stati svolti poi in ambito idrogeologico avendo sviluppato varie ricerche anche cartografiche, quali quelle relative alla Carta idrogeologica della provincia di Benevento, nonché analisi di parametri idrologici e di piovosità finalizzate alla comprensione delle portate sorgentizie dei complessi idrogeologici irpini in particolare. Applicazioni avanzate di tipo statistico di dati idrologici hanno consentito di sviluppare metodologie di previsione delle portate sorgentizie di importanti complessi dell’Italia meridionale individuare le relazioni afflussi-deflussi sotterranei di sistemi carsici. L’analisi delle serie storiche, attraverso analisi di tipo idrologico-statistico, ha portato ad importanti risultati nella comprensione del funzionamento dei sistemi carsici in condizioni di siccità.  Ulteriori specifiche analisi di carattere idrologico-statistico ed idraulico sono state messe a punto per indagare sul funzionamento dei sistemi carsici. In particolare, sono state utilizzate tecniche di cross-correlazione per valutare i tempi di transito delle acque nei sistemi carsici e quindi sulla risposta degli idrogrammi alle precipitazioni meteoriche. 

Specifici approfondimenti idrogeologici sono stati anche svolti in altri ambiti quali quelli lungo la valle del Sebeto e lungo le pendici vesuviane per ricostruire le influenze dell’attività vulcanica sugli assetti geomorfologici nonché sulle cause degli inquinamenti delle acque e sul monitoraggio degli stessi.  

Sempre per quanto attiene alla stabilità dei versanti, ha condotto valutazioni di pericolosità da frana in specifiche aree dell’area campana, delle isole di Ischia e Capri e della Penisola sorrentina, ove si è anche affrontata la problematica ambientale e di impatto delle opere di risanamento sugli elementi paesistici naturali quali quelli percettivi e vegetazionali.

Studi di definizione dei comportamenti dinamici dei terreni e delle rocce dell'area campana hanno costituito premessa fondamentale nella valutazione dei comportamenti dei terreni di fondazione quando soggetti a sollecitazione sismica. Specifiche situazioni sono state valutate per l'area dei Campi Flegrei nell'ambito della Convenzione di Ricerca Università-Regione Campana per lo studio dei fenomeni bradisismici nonché nell’area dell’Appennino sannita-irpino. In quest’area diverse sono state le problematiche affrontate sia riguardanti la stabilita dei versanti sia la risposta simica locale. In quest’ambito è da sottolineare la partecipazione con una Unità Operativa CNR-GNDT (Gruppo Nazionale per la Difesa dai Terremoti) agli studi condotti per la microzonazione sismica di alcune cittadine colpite dalla sequenza sismica Umbro-Marchigiana del settembre-ottobre 1997.

Ulteriori studi sono stati diretti alla valutazione della stabilità co-sismica e post-simica di pendii argillosi in condizioni naturali nonchè alla risposta sismica locale.  A tal fine, è stato sviluppato un modello di scorrimento co-sismico che prende in considerazione il comportamento visco-plastico dello sforzo di taglio. L’esecuzione di prove di taglio in condizioni monotoniche ed impulsive attraverso una procedura non standard ha consentito di calcolate gli spostamenti cosismici permanenti e valutare possibili instabilità post-sismiche legate ad evoluzioni della resistenza durante il movimento sismico.

Le esperienze sviluppate nel tempo hanno consentito di sviluppare approfondimenti nell'ambito della risposta sismica locale anche attraverso procedure utilizzanti sistemi GIS per la gestione, valutazioneed elaborazione dei dati.

Le linee di ricerca brevemente descritte hanno trovato finanziamenti nei programmi di sviluppo del Ministero della Pubblica Istruzione, del Consiglio Nazionale delle Ricerche e del Ministero dell'Università e della Ricerca Scientifica, della organizzazione statunitense Laspau ed in ambito di progetti Europei.

E' stato infatti responsabile scientifico di numerosi progetti internazionali (LAND-MAN, DEBRIS, TCLM, OIKOS, FRANE, MOBILIM, RISK), maturando una forte competenza nel campo dei “natural hazards” e del "risk management" in collaborazione con altre Università e Centri di Ricerca italiani ed esteri. Alcuni di questi progetti (Land-Man, DEBRIS, OIKOS, MOBILIM) hanno teso a fornire metodologie innovative anche per la divulgazione di aspetti fondamentali delle pericolosità geologiche e dei rischi connessi attraverso infrastrutture telematiche aperte con creazione di portali-laboratori virtuali costituiti da un insieme di strumenti educativi on line per l’insegnamento di tematiche connesse ai rischi naturali ed alla loro gestione. Altri (TCLM, FRANE, RISK), invece, specificatamente rivolti a supporto delle azioni di protezione civile, hanno visto la creazione e la divulgazione di metodologie e linee guida per la valutazione della pericolosità da frana e la corretta gestione del rischio connesso. Inoltre, è stato direttore del Master post-laurea in “Esperto in rischi geologici ed ambientali nel Disaster Management” tenutosi a Grottaminarda (AV) nel 2001 che ha avuto l’obiettivo di formare una figura professionale (il “Disaster Manager”) che unisse competenze diversificate nel campo della gestione delle calamità. 

E’ stato responsabile scientifico del Progetto PRIN nazionale dal titolo “Previsione spazio-temporale di fenomeni franosi ad alto impatto nel quadro dei cambiamenti del regime delle piogge” e responsabile scientifico del progetto Europeo RISK –Direttorato EU di Protezione Civile che vede la partecipazione di università ed enti europei nonché della Provincia di Avellino. E’ stato Responsabile del Progetto PON-Infrastrutture GEMME, che ha consentito di ristrutturarare la nuova sede Dipartimentale e implementare significativamente le dotazioni laboratoriali. E’ stato Responsabile del Progetto POR - SENSOR.

Nell’ambito delle attività dipartimentali di tipo convenzionale verso comuni ed enti ha coordinato numerosi studi specialistici riguardanti problematiche di stabilità dei versanti nonché di siti di discariche. In particolare, è da evidenziare il contributo fornito al Dipartimento Nazionale della Protezione Civile, nella gestione emergenziale della Frana di Montaguto che come noto ha interrotto la linea ferroviaria Benevento-Foggia, nonché quelli dati alla Prefettura di Benevento, nel quadro delle attività emergenziali relative alla frana che ha interessato la Strada Statale SS87 in località Torrecuso, e alla Provincia di Benevento nel quadro degli studi per gli interventi nell’area interessata dall’alluvione del 2015. 

Brevetti

1. Brevetto 0001386022 del 2011- Titolo: Stazione di misura di contenuto d’acqua dei terreni finalizzato alla definizione delle condizioni d’innesco. 
2. Brevetto 0001410667 - Sistema per il monitoraggio dei terreni a rischio frane. Data Pubblicazione 24 giugno 2013
3. Domanda di brevetto n. BN2014A000014 del 22 dicembre 2014 per Sistema di warning idroclimatico condiviso (WIC) per la gestione delle azioni di protezione civile nell’ambito della pericolosità da frana. 
4. Domanda di brevetto n. RM2015A000149 del 10 aprile 2015 per metodo ibrido automatizzato di mappatura di risposta sismica, sistema elettronico e programma associato.