Particolari radiografie per ricavare informazioni importanti sulle miniere e per la loro valorizzazione storico-culturale e turistica, ma anche per effettuare valutazioni utili alla loro messa in sicurezza e all’identificazione di nuove zone d’interesse. Il progetto Mima-Sites è stato condotto nella miniera del Temperino a Campiglia Marittima (Livorno), all’interno del Parco Archeominerario di San Silvestro.
Coordinato dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e cofinanziato da Regione Toscana con il FSE 2014-2020 e dalla Parchi Val di Cornia SpA, ha coinvolto un team di fisici e geologi, ricercatori e ricercatrici della Sezione di Firenze dell’INFN, dei Dipartimenti di Fisica e Astronomia e di Scienze della Terra dell’Università di Firenze, dell’Istituto di geoscienze e georisorse del Consiglio Nazionale delle Ricerche di Pisa (CNR-IGG), assieme a Parchi Val di Cornia Spa. I risultati sono stati pubblicati su Scientific Reports di Nature e su Natural Resources Research.
Cosa sono i “muoni” e come aiutano gli scienziati nel progetto
L’obiettivo è sfruttare i “muoni” per svelare aspetti ancora sconosciuti dei siti minerari e contribuire alla loro tutela. La radiografia si chiama infatti”muonica”, anche detta muografia: una tecnica non invasiva, analoga alla più conosciuta radiografia a raggi X, che utilizza una radiazione naturale presente nell’atmosfera terrestre, quella dei muoni, per l’imaging di strutture materiali medio-grandi, con dimensioni che possono andare dal metro fino ad alcune centinaia di metri.
Come spiega Lorenzo Bonechi, coordinatore scientifico del progetto, “grazie alle misure muografiche è stato possibile scoprire cavità e corpi ad alta densità in una parte del tunnel turistico, all’interno della quale è stata osservata una concentrazione anomala di gas radon naturale, la cui presenza potrebbe essere legata alla vicinanza di particolari materiali rocciosi al di sopra del tunnel e alla presenza di gallerie che ne faciliterebbero la mobilità”. “È stato inoltre possibile realizzare uno studio che integra le informazioni già disponibili con quelle ricavate dalle radiografie muoniche all’interno di software che servono a effettuare valutazioni degli aspetti di sicurezza, per mezzo di simulazioni degli stress dei materiali intorno alla galleria turistica”, conclude Bonechi.
25 chilomentri di gallerie e pozzi mappati
Le attività di misurazione sono iniziate nel 2017, ma la miniera è coinvolta in ricerche da ben 15 anni da parte dei geologi dell’Istituto di Geoscienze e Georisorse del CNR e del Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Pisa. “Con il progetto abbiamo dato una nuova vita alla miniera. Grazie alle tecniche speleologiche abbiamo esplorato e mappato 25 km di gallerie e pozzi, producendo il nuovo modello geologico-petrologico del giacimento che ha permesso ai colleghi fisici di calibrare e interpretare correttamente le radiografie muoniche”, spiega Andrea Dini, ricercatore del CNR-IGG.
“La possibilità di accedere ad alcune delle gallerie sotterranee in sicurezza e la disponibilità di una serie di dati archeologici, geologici e minerari raccolti nel tempo dai vari gruppi di ricerca che hanno lavorato nel territorio, rendono il Parco un luogo interessante per la ricerca così come per l’applicazione di tecnologie innovative”, è il commento di Debora Brocchini, responsabile del Parco. “La galleria della miniera del Temperino oggetto del progetto è stata scavata nel 1800 e proseguita nel 1900 in un’area caratterizzata dalla presenza di molti lavori minerari etruschi, medievali, cinquecenteschi e ottocenteschi, in parte tagliati dalla galleria stessa, in parte presenti al di sopra di essa. I lavori minerari noti sono stati utilizzati per testare la validità di applicazione del metodo, che si è dimostrato efficace per individuare la presenza di pozzi antichi non più accessibili dalla superficie e di zone ad alta densità caratterizzate quindi dalla presenza dei minerali metalliferi. Questi dati sono di grande interesse sia per aiutarci a garantire la sicurezza della galleria visitabile, sia per proseguire le ricerche in ambito geologico e minerario”.
