Negli ultimi due decenni l’utilizzo dei droni, o ‘aeromobili a pilotaggio remoto’ o i cosiddetti UAV (Uncrewed Aerial Veichles), ha avuto una rapidissima diffusione in molteplici campi di applicazione, dagli usi bellici, offensivi, alla ricerca di dispersi in mare o aree impervie, al monitoraggio di georisorse, al monitoraggio di scavi e/o cantieri, allo studio della conservazione e tutela degli ecosistemi naturali.
Questa ampia diffusione del loro utilizzo è principalmente dovuta ai costi, sempre più ridotti e accessibili anche agli utenti delle fasce non professionali (modelli consumer), ma anche grazie all’ avanzamento delle tecnologie in ambito ingegneristico, dai materiali utilizzati per i componenti, divenuti sempre più piccoli e leggeri, di motori elettrici più performanti e al miglioramento della durata delle batterie che è incrementata sensibilmente negli ultimi anni, aumentando quindi significativamente l’autonomia del volo nelle missioni outdoor, che spesso diviene un punto debole quando si ha limitata possibilità di ricarica delle stesse. In parallelo, si è assistito anche alla miniaturizzazione dei componenti dei droni e quindi alla riduzione di peso del drone stesso, con conseguente aumento dei tempi di volo, pagando a volte il prezzo della conseguente ridotta capacità degli aeromobili di resistere alle raffiche di vento.
Ma quale è stata la chiave del successo nello sviluppo e diffusione di queste tecnologie?
In primis il punto di vista, che è del tutto nuovo, singolare, direi proprio unico, che neanche gli elicotteri riescono ad eguagliare (le evoluzioni acrobatiche sono ormai routinarie per i droni grazie a manovre/piani di volo preimpostati e a sistemi avanzati anticollisione, anche nei modelli ‘entry level’), in secondo luogo il vantaggio di operare da remoto senza mettere a rischio vite umane (es. soccorritori in scenari post-sismici, post-alluvioni) abbinata all’estrema versatilità in scenari critici, la velocità con cui si può pianificare una missione di volo, la riduzione dei tempi di acquisizione speditiva dell’ambiente di interesse per gli scopi più svariati, la possibilità di aviotrasportare (gimbal) la sensoristica più varia per una moltitudine di scopi (commerciali, militari, scientifici).
Tutti questi vantaggi hanno contribuito in maniera determinante all’utilizzo dei droni in diversi ambiti della ricerca scientifica e nel caso della caratterizzazione geologica dei siti di interesse, essi sono diventati un supporto fondamentale nella fase di raccolta dati (a partire dalle classiche immagini RGB fino alle immagini multispettrali) e conseguente ricostruzione delle geometrie delle strutture geologiche visibili in affioramento e della distribuzione areale e volumetrica degli stessi. Infatti, grazie alle tecniche di rilievo aerofotogrammetrico, utilizzando diversi punti di ripresa e le coordinate GPS (Global Positioning System) di punti omologhi riconosciuti nelle diverse foto, è possibile ricostruire virtualmente la tridimensionalità di oggetti o porzioni di territorio a scala dell’affioramento (3D virtual outcrop model, 3D VOM).
Questi modelli 3D risultano pertanto ‘navigabili’ per mezzo della realtà aumentata (AR, Augmented Reality), aprendo nuove opportunità per la didattica nelle geoscienze (es. Sketchfab, https://sketchfab.com/, un web repository di modelli 3D, dove sono ospitate collezioni di rocce, minerali, fossili messe a disposizione della comunità in rete da vari musei, centri di ricerca, università, tornati molto utili durante la pandemia e la didattica a distanza); essi possono a loro volta essere georeferenziati, condivisi su piattaforme GIS (Geographical Information System), esportati, visualizzati ed è quindi possibile parallelamente generare una banca dati degli affioramenti di interesse economico, naturalistico, paesaggistico, geologico.
In combinazione con questo approccio è possibile utilizzare anche tecniche alternative di aquisizione 3D di affioramenti, come ad esempio il laser scanning (LiDAR, Laser Imaging Detection and Ranging) utilizzabile per caratterizzare porzioni più ridotte dello stesso affioramento, generando ulteriori modelli 3D a scala di maggiore dettaglio.
I risultati così ottenuti hanno cambiato radicalmente e letteralmente le regole del gioco, aprendo nuove frontiere nello studio, caratterizzazione e monitoraggio petro-strutturale multi-scala degli affioramenti di rocce.
In Sicilia, insieme ai colleghi del DSBGA (Università di Catania), abbiamo già effettuato diversi rilievi aerei abbinando i classici rilevamenti e campionamenti geologici-strutturali aumentando il livello di conoscenza e di dettaglio nella ricostruzione tridimensionale degli affioramenti di rocce sia metamorfiche, sia vulcaniche, sia sedimentarie. Per i geologi avere una percezione chiara dei rapporti geometrici e dei volumi delle formazioni risulta essenziale e tali strumenti nelle attività di acquisizione preliminare sul campo con gli studenti e poi in aula, o in laboratorio con i collaboratori, si rivelano di grande aiuto.
Ad esempio, in Sicilia, abbiamo ricostruito parte delle formazioni sedimentarie affioranti nel territorio del Geoparco Rocca di Cerere per il progetto UNESCO IGCP ‘3GEO’ (Geoclimbing and Geotrekking in Geoparks, https://www.facebook.com/Geoclimbing-Geotrekking-in-Geoparks-107100401730793), Monte Capodarso, valle Imera meridionale, oppure i Faraglioni di origine vulcanica dell’Isola Lachea con i basalti caratterizzati da fessurazione colonnare, geosito censito nella banca dati regionale siciliana, oltre alle metamorfiti di medio e alto grado metamorfico delle unità di basamento cristallino dei Monti Peloritani nei pressi di Scifì, nel greto della Fiumara d’Agrò, ormai parzialmente sepolte dai sedimenti fluviali nel corso di una recente alluvione.
Tali 3D VOM rappresentano quindi uno scrigno di informazioni preziose aggiornabili e sovrapponibili nel tempo e consentono di monitorare dettagliatamente il sito di interesse, oltre a permettere di pianificare con maggiore consapevolezza le ulteriori indagini di dettaglio, evitando costi superflui nella gestione e pianificazione di futuri interventi e/o progetti.
