Lo studio coordinato scientificamente dal Prof. Salvatore Magazu’ del Dipartimento di Scienze Matematiche e Informatiche, Scienze Fisiche e Scienze della Terra
La sicurezza aeroportuale presenta molteplici criticità connesse alla presenza di ceneri vulcaniche in atmosfera che determinano prolungate interruzioni alle operazioni di volo e danni alle infrastrutture di terra. Inoltre, il plume vulcanico può causare gravi danni agli aeromobili in volo.
L’incidente sul volo Londra – Auckland nel 1982
A questo riguardo, il piu’ rocambolesco incidente che ha acceso l’attenzione sulla pericolosità della cenere vulcanica per l’aviazione, divenuto oggi il caso studio per antonomasia, si e’ verificato il 24 giugno 1982 a bordo del Boeing 747 della British Airways, decollato dall’aeroporto Heathrow di Londra e diretto all’aeroporto di Auckland, ed ebbe come protagonisti il comandante Eric Moody, divenuto una celebrita’, 248 passeggeri e 14 membri dell’equipaggio. L’aereo sorvolava ad una quota di 37.000 piedi una zona prossima al vulcano Galunggun (2168 s.l.m.) che in quei giorni aveva generato nubi di cenere vulcanica asciutta, non evidenziata dai radar metereologici di bordo. Intorno alle 20.40 (ora di Jakarta), l’equipaggio notò del fumo uscire dalle prese d’aria, nella cabina di comando i piloti videro infiammarsi i parabrezza dell’aereo mentre uno dei quattro motori si spense. Il comandante attivò la procedura d’emergenza, chiudendo l’alimentazione del carburante per il motore in panne e armando l’impianto antincendio. Poco dopo, però, anche gli altri tre motori andarono in avaria, per aver superato le temperature massime di operazione. Senza l’uso dei motori, l’aereo iniziò a planare, scendendo progressivamente di quota, fino a raggiungere i 12.000 piedi. Erano le 20.44 quando il comandante lanciò l’allarme e la richiesta di un atterraggio di emergenza all’aeroporto di Jakarta. La presenza delle montagne sulla costa sud dell’isola di Java, alte 3.500 metri circa (11.500 piedi) fece prendere in seria considerazione la possibilità di un ammaraggio d’emergenza. Nell’approntare le operazioni per questa rischiosa manovra, i piloti tentarono il riavvio dei motori. Alle 20.56 il motore numero andato in avaria per primo si riaccese e dopo qualche istante, in successione, anche gli altri motori si riavviarono, consentendo all’aereo di riprendere lentamente quota e superare le montagne di Java per potersi dirigere verso l’aeroporto di Jakarta dove l’aereo era stato autorizzato ad atterrare sulla runway 24. Tuttavia, l’equipaggio si rese conto di non riuscire ad individuare la pista di atterraggio poiche’ il parabrezza e gli altri finestrini della cabina erano stati totalmente opacizzati Attraverso il finestrino laterale destro della cabina di pilotaggio il pilota riuscì a intravedere le luci della pista e anche grazie al localizzatore e ai contatti radio a toccare terra e concludere il volo senza che nessuno dei passeggeri o alcun membro dell’equipaggio riportasse lesioni.
L’indagine successiva all’incidente evidenziò che il Boeing 747 aveva attraversato una nube di cenere vulcanica. I danni causati dal volo nello spazio aereo contaminato erano stati ingenti: abrasione del parabrezza, della superficie dell’aereo e delle luci di atterraggio, contaminazione dei condotti di pressurizzazione, delle tubazioni del carburante e, conseguentemente, dello stesso carburante. blocco dei motori causato dalla fusione della cenere vulcanica all’interno delle turbine. Le ceneri vulcaniche, di natura silicica, a causa dell’elevata temperatura all’interno delle turbine, fondendosi si erano depositate sulle parti mobili.
L’Etna
Questa storia ci conduce direttamente all’Etna, il più alto vulcano attivo della placca euroasiatica e alla necessità di misure di safety adeguate in grado di migliorare la capacità di previsione dello spazio aereo contaminato da cenere vulcanica e prescrivendo il riposizionamento degli aeromobili in rotta verso tali nubi. L’Etna con le sue fasi attive, come quella registrata in questi giorni, puo’ influenzare significativamente le attività degli aeroporti siciliani e calabresi e, in alcuni casi, persino quelli campani; ad una distanza di circa 30 km in linea d’area dal vulcano si trova l’aeroporto internazionale Fontanarossa di Catania; inoltre in Sicilia vi sono gli aeroporti di Comiso, Trapani e Palermo.
Il progetto di ricerca Unime
In questo quadro di riferimento, un progetto Pon Ricerca e Innovazione 2014-2020 intitolato Impiego di tecnologie, materiali e modelli innovativi in ambito aeronautico – Aeromat, coordinato scientificamente dal Prof. Salvatore Magazu’ del Dipartimento di Scienze Matematiche e Informatiche, Scienze Fisiche e Scienze della Terra (Mift) dell’Universita’ di Messina, è rivolto alle previsioni in riferimento allo spazio aereo e al deposito al suolo di polveri e ceneri vulcaniche mediante un sistema di modellizzazione che integra i dati degli osservatori vulcanologici con i dati meteorologici previsti da modelli ad alta risoluzione. L’attività riguarda, in misura prevalente, l’analisi ambientale mediante apposite catene modellistiche fisico-matematiche, lo sviluppo di nuovi sensori innovativi, lo studio di materiali sia mediante caratterizzazione spettroscopica che tramite esposizione a radiazioni ionizzanti ed, infine, attività di disseminazione. Per quanto concerne l’analisi ambientale, sono state sviluppate due catene modellistiche a scala limitata, il Weather Research Forecast (Wrf) ed il Weather Research Forecast – Chemistry (Wrf – Chem), specificamente formulate per il territorio siciliano con una risoluzione della griglia spaziale sino ad 1km, in grado di fornire sia previsioni meteorologiche che previsioni sulla diffusione delle ceneri vulcaniche ad altissima risoluzione. I risultati di questa attività di ricerca, recentemente pubblicati nell’articolo “Analysis of the Etna 2015 Eruption Using WRF–Chem Model and Satellite ObservationsWRF-Chem optimization for the estimation of Etna volcanic ash fallout” nella rivista Atmosphere, mostrano come la ricerca scientifica abbia importanti ricadute sul territorio.
I recenti eventi parossistici del vulcano Etna, registrati a partire dall’ultima metà del mese di Febbraio 2021 fino ad oggi, sono stati monitorati attraverso simulazioni del trasporto e della dispersione della cenere vulcanica e della SO2 in atmosfera. In particolare, il primo evento eruttivo è stato registrato in data 16 Febbraio; a causa della cenere immessa in quota e della contemporanea presenza di venti provenienti da Maestrale, sono state sospese le attività dell’aeroporto internazionale Fontanarossa di Catania. Si riportano in figura gli esiti della previsione riguardante l’evento eruttivo registrato nella mattinata del 12/03/2021.
