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Laboratorio GIS diffuso: Torino

Laboratorio di Cartografia Geologica Digitale e Modelli Geologici 3D (LabGeo3D)

Il Laboratorio

Competenze e Attività 

Il Laboratorio “LabGeo3D” è ospitato presso l’Unità Secondaria di Torino del CNR-IGG. Esso è costituito da personale con competenze specialistiche pluridecennali nei campi del i) rilevamento geologico, ii) della geologia stratigrafica e strutturale, iii) della petrografia, iv) della geologia di sottosuolo e della geofisica, v) della strutturazione di geodatabase per archiviazione e gestione di dati geologici e vi) della modellazione 3D dell’assetto geometrico-composizionale dei corpi geologici e delle strutture tettoniche. 

Le attività del LabGeo3D comprendono: 

  • Cartografia geologica digitale, di superficie e di sottosuolo, dalla scala regionale (ad es. GeoPiemonte scala 1:250.000), alla scala sub-regionale (ad es. cartografia alla scala 1:50.000 del Progetto CARG), fino a quella di dettaglio (scala 1:10.000). 
  • Progettazione, logica e fisica, ed implementazione i) di geodatabase in ambiente GIS codificati secondo gli standard internazionali (INSPIRE, GeoSciML) e nazionali (Progetto CARG – ISPRA) e ii) di modelli dati GIS per il rilevamento digitale sul campo (raccolta e organizzazione dati via tablet) dei dati geologici di superficie, anche con modalità di interfaccia con la struttura di banche dati ufficiali (ad es. dati BD CARG di ISPRA). 
  • Sviluppo di protocolli di auto-compilazione dei geodatabase attraverso librerie PyQGIS, algoritmi di controllo qualità, sistemi di verifica topologica automatica e procedure di cascading automation. 
  • Sviluppo di modelli geologici digitali 3D fisicamente-basati, con l’ausilio di software di modellazione, attraverso l’integrazione e armonizzazione fra dati di superficie (cartografia geologica) e dati di sottosuolo (interpretazione di linee sismiche a riflessione, correlazione di log di pozzo e carotaggio, analisi di campi di potenziale e tomografie sismiche). 
  • Sviluppo di workflow digitali integrati GIS → PyQGIS → 3D, completamente tracciabili e replicabili. 
  • Sviluppo modelli geologici digitali dinamici (nel tempo) a scala regionale, basati su dataset geologici 2D/3D, attraverso la ricostruzione-automazione dei movimenti delle placche tettoniche.  

Mission  

Le attività del laboratorio “LabGeo3D” sono indirizzate all’organizzazione, rappresentazione, reciproca integrazione e disseminazione dei dati geologici nelle diverse fasi di rilevamento, analisi e interpretazione, per cui esso costituisce uno strumento operativo per generare nuova conoscenza geologica, nuove sintesi e nuovi prodotti scientifici. 

Strumenti

La strumentazione del laboratorio consiste in: 

2 workstation e un plotter A0. La dotazione software comprende applicazioni GIS open source e con licenza (es. QGIS, ArcGIS), applicazioni di modellazione geofisica (es. Matlab), di modellazione 3D (P-Zero e una suite license PetEx Ltd. Edinburgh – Move – grazie alla collaborazione con il Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Torino) e applicazioni open source di modellazione geodinamica (GPlates, pyGPlates). 

Personale e Contatti

Personale:
Dott. Andrea Irace

Dott. Gianfranco Fioraso

Telefono:

011670 5341 (Dott. Andrea Irace)

011670 5353 (Dott.Gianfranco Fioraso)


E-mail:

andrea.irace@cnr.it

gianfranco.fioraso@cnr.it

Metodi e Applicazioni

Le carte, i modelli geologici digitali e i geodatabase sviluppati dal LabGeo3D trovano significative ricadute: 

– nell’ambito della ricerca fondamentale e dei processi geologici, accrescendo l’affidabilità delle ricostruzioni riguardanti l’assetto geologico dei sistemi orogenici e di rift e dei bacini sedimentari ad essi associati e la distribuzione e l’evoluzione dello stato termico nella litosfera terrestre; 

– nell’ambito delle georisorse, fornendo la base conoscitiva imprescindibile per la caratterizzazione, la quantificazione, l’utilizzo sostenibile e la salvaguardia delle risorse idriche sotterranee, dei sistemi geotermici e delle risorse minerarie e lapidee, nonché per lo stoccaggio strategico di metano/idrogeno e per il sequestro di CO2; 

– nell’ambito della tematica pericolosità e rischi, consentendo ad esempio di migliorare la conoscenza sulla distribuzione, geometria e cinematica dei macrosistemi di faglia di rilevanza regionale, talvolta presenti nel sottosuolo di aree intensamente urbanizzate, fattore basilare per l’identificazione di sorgenti sismogeniche e faglie attive capaci (FAC). Oppure consentendo di comprendere nel dettaglio l’evoluzione cinematica dei grandi collassi gravitativi e in ultimo di definire la pericolosità geologica-ambientale (es. idrogeologica, da minerali fibrosi, indotta da attività di cava e minerarie) in siti estrattivi, nell’ambito della progettazione di grandi infrastrutturali civili e della pianificazione territoriale.  

Progetti e Interessi Scientifici

Interessi scientifici:
L’interesse scientifico del LabGeo3D è primariamente rivolto al rilevamento ed analisi di dati di superficie (carte geologiche, analisi stratigrafico-sedimentologiche-petrografiche, morfostratigrafiche, strutturali), all’analisi e interpretazione di dati di sottosuolo (log stratigrafici, sezioni geologiche e sezioni sismiche) e allo sviluppo di una modellistica 3D geologicamente consistente, obiettivi perseguiti dal laboratorio attraverso creazione di geo-database integrati (di superficie e sottosuolo) e l’elaborazione di protocolli metodologici di riferimento. Questa coesistenza di competenze nel LabGeo3D costituisce un ecosistema geologico-digitale completo e unico per quanto riguarda l’Italia nord-occidentale che, oltre a garantire efficienza nell’ambito di progettualità regionali, nazionali e internazionali, è utile per affrontare al meglio alcune importanti “sfide” attuali e strategiche per il nostro Paese, quali i) l’aggiornamento della cartografia geologica ufficiale nazionale alla scala 1:50.000 (Progetto CARG), ii) l’analisi, l’uso sostenibile e la protezione delle georisorse del sottosuolo (ad esempio, le acque sotterranee, i sistemi geotermici e le risorse minerarie) e iii) la valutazione della pericolosità sismica.

Progetti:
2000 ad oggi “Progetto CARG” cartografia geologica ufficiale nazionale alla scala 1:50.000: dalla fine degli anni ‘90 ad IGG Torino sono stati assegnati 10 Fogli geologici ed il personale di ricerca ha partecipato inoltre ad altri cinque Fogli gestiti da altri Enti, nelle regioni Piemonte, Liguria e Valle d’Aosta. keywords Cartografia geologica digitale di superficie e di sottosuolo, Banche dati, modelli 3D 

  • Foglio 090 Aosta  
  • Foglio 132-152-153 Bardonecchia  
  • Foglio 155 Torino Ovest  
  • Foglio 156 Torino Est  
  • Foglio 157 Trino  
  • Foglio 171 Cesana Torinese  
  • Foglio 177 Tortona 
  • Foglio 194 Acqui Terme 
  • Foglio 195 Novi Ligure 
  • Foglio 211 Dego  

2012 ad oggi Progetto “Geo Piemonte Map” 

Cartografia geologica di sintesi continua della regione piemontese. Progetto grafico alla scala 1:250.000 e WebGIS Service interattivo scalabile ed interrogabile con rappresentazione delle principali strutture di sottosuolo. 

Cartografia tematica supportata da geodatabase dedicati, sviluppati a partire dal DB GeoPiemonte (e.g., Carta delle Pietre ornamentali del Piemonte)  keywords Cartografia geologica digitale di superficie interattiva, Banche dati 

2013-2018 Realizzazione di due fogli della Carta Geologica del Regno del Marocco a scala 1:50.000 (Ayt Wazag e Galb-at-Tour, Nell’Alto Atlante Orientale), nell’ambito di una collaborazione tra CNR-IGG, Facoltà di Scienze dell’Università Hassan II Aïn Chock di Casablanca, e le società GeoMap srl, S.EL.CA. srl, Gi-RES srl e Geomine sarl.  

keywords Cartografia geologica digitale di superficie, Banche dati 

2024-2027 “Supporto tecnico-scientifico per l’affinamento della previsione del volume di rocce contenenti amianto lungo il tracciato della Gronda di Ponente, ambito Ovest Polcevera e per la caratterizzazione geologica e mineralogico-chimica del sito di deponia in Genova- Vesima” e “Studio del comportamento delle fibre asbestiformi all’interno di un fluido bentonitico durante procedure di scavo meccanizzato”. Contratti di Ricerca tra TECNE (Gruppo Autostrade) e  ATS composta da CNR-IGG, Università di Torino-Centro Scansetti e Gi-RES srl). Keywords: Cartografia geologica, analisi strutturale, analisi carotaggi, Banche dati. Metodologie per la valutazione della pericolosità da amianto naturale e minerali fibrosi. 

2022-2024 Partecipazione alle attività definite tramite “Collaboration agreement” tra il DST-UniTO e le società Vedra Metals srl e Energia Minerals (Italia) srl inerenti “Geometry, genesis and modelling of the orebodies of the Alpine-type Zn-Pb deposits of the Vedra Valley (Gorno mining district”, nelle Prealpi lombarde. Keywords: Cartografia geologica di superficie e di sottosuolo, analisi strutturale, analisi carotaggi, modello geologico e giacimentologico. 

2022-2024 “Accordo di collaborazione per attività di ricerca tra ARPA Piemonte, Regione Piemonte, Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università degli Studi di Torino, Istituto di Geoscienze e Georisorse del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-IGG) – Sede Secondaria di Torino – per il miglioramento della comprensione dell’assetto idrogeologico della pianura piemontese”. Convenzione di Ricerca tra Arpa Piemonte, Unito-DST e CNR-IGG. Keywords: Banche dati di sottosuolo, Idrostratigrafia 

2023 Contratto affidato da Italferr S.p.A. al CNR-IGG relativamente al “Supporto tecnico scientifico connesso allo studio geologico di dettaglio, finalizzato allo sviluppo di un’analisi del rischio amianto, per la Progettazione Definitiva della linea Torino-Lione, tratta Avigliana-bivio Pronda”. Keywords: Cartografia geologica digitale di superficie e di sottosuolo, Modello geologico 2,5D, Metodologie per la valutazione della pericolosità da amianto naturale e da minerali fibrosi 

2022-2023 “Studio giacimentologico per la predisposizione di uno strumento di piano per il bacino estrattivo del Marmo Botticino Classico nelle cave del Comune di Botticino (BS)”. Convenzione di Ricerca tra il Comune di Botticino (BS), Unito-DST e CNR-IGG. Keywords: Cartografia geologica, modello geologico, valorizzazione georisorse 

2019-2021 “Metodologie integrate per la gestione e salvaguardia della risorsa idrica”. Convenzione di Ricerca tra Società Metropolitana Acque Torino S.p.A (SMAT) e CNR-IGG. Keywords: Cartografia geologica digitale e Banche dati di sottosuolo, modelli idrostratigrafici 3D 

2019-2021 HOTLIME valutazione reservoir geotermici profondi & HIKE – Database europeo per la definizione faglie in sottosuolo e in superficie. ObiettivI complementari del Progetto europeo “GeoERA” “Establishing the European Geological Surveys Research Area to deliver a Geological Service for Europe” del Programma Horizon 2020 “Secure, Clean and Efficient Energy”, TOPIC Cross thematic ERANET on applied geosciences”. Consulenza scientifica di CNR-IGG Torino attraverso convenzione di Ricerca con Arpa Piemonte, nell’ambito del partenariato ARPA Piemonte, ISPRA SGN, Servizio Geologico Austria (Vienna), Agenzia Ambientale Bavarese (Munchen) e altri partner europei. Keywords: interpretazione di sezioni sismiche e di log di pozzo di proprietà ENI; modellazione 3D del sottosuolo Pianura Padana 

2017-2019 “Aggiornamento del quadro geologico-ambientale e delle problematiche indotte dagli scavi in presenza di amianto lungo il tracciato della “Gronda di Genova” nell’ambito del Progetto Esecutivo per il nodo autostradale “Gronda di Genova”. Convenzione di Ricerca tra Spea Engineering e ATS composta da CNR-IGG, Università di Torino-Centro Scansetti e Gi-RES srl)  Keywords: Cartografia geologica, analisi strutturale, analisi carotaggi, Banche dati. Metodologie per la valutazione della pericolosità da amianto naturale e protocolli per lo scavo in presenza di rocce asbestifere. 

2015-2016 “Approfondimento geologico per progetto di invaso a scopo irriguo: Serra degli Ulivi (Villanova Mondovì, Cuneo)”. Convenzione di Ricerca tra CNR-IGG e Consorzio del Pesio finalizzata alla revisione del modello geologico esistente e alla valutazione del rischio geologico-ambientale connesso alla realizzazione di un invaso a scopo irriguo (progetto preliminare). Keywords: Cartografia geologica superficie e di sottosuolo, analisi strutturale, analisi carotaggi. 

2014-2015 “Analisi di fattibilità per la valutazione dell’approfondimento del livello di coltivazione della cava di calcare di Costiolo-Forcella (BG). Contratto di consulenza scientifica realizzata da Gi-RES S.r.l. (Società di Spin-off di CNR-IGG) su incarico di Unicalce S.p.a., allo scopo di definire un modello preliminare idrogeologico-concettuale per la valutazione della fattibilità dell’approfondimento del livello di coltivazione. Keywords: Cartografia geologica superficie e di sottosuolo, analisi strutturale, analisi carotaggi, modelli 3D, valutazione degli impatti di scavi in sotterraneo sull’assetto idrologico profondo. 

2012-2021 Accordo di Collaborazione scientifica non onerosa tra CNR-IGG TO e ENI SpA su progetti di cartografia geologica”. Collaborazione scientifica formalizzata con ENI per migliorare gli approcci metodologici di studio e la qualità delle conoscenze sull’assetto del sottosuolo del Piemonte. Keywords: analisi di sezioni sismiche ENI ed integrazione dataset cartografico CNR-IGG.  

2009-2010 “Realizzazione della Banca Dati dei Corpi Idrici Sotterranei Significativi compresi nei bacini “Arno” e “Serchio” e studio soggiacenza falda superficiale” – ricostruzione e modellazione stratigrafica dei corpi acquiferi multistrato “Prato-Firenze-Pistoia”. Convenzione di Ricerca Consorzio LaMMA / Regione Toscana. Keywords: Banche dati, idrostratigrafia, modelli 3D 

2005-2007 Convenzione di ricerca fra la Regione Piemonte e il Consiglio Nazionale delle Ricerche per “Definizione del quadro geologico-strutturale per la caratterizzazione dell’idrostratigrafia profonda della pianura padana occidentale (Regione Piemonte). Keywords: interpretazione di sezioni sismiche e di log di pozzo, correlazione con dati geologici di superficie; idrostratigrafia, Banche dati, modelli 2D/3D 

Pubblicazioni

  • AA.VV. Carta Geologica d’Italia alla scala 1:50.000. Fogli 090Aosta, 132-152-153 Bardonecchia, 155 Torino Ovest; 156 Torino Est, 157 Trino, 171 Cesana Torinese, 177 Tortona, 194 Acqui Terme, 195 Novi Ligure, 211 Dego. ISPRA – Servizio Geologico d’Italia. 
  • Irace A., Marcelli I., Fioraso G., Festa A., Catanzariti R., Raco B., Menichini M., Masetti G., Brussolo E., Vivaldo G. & Doveri M. (2024). Subsurface geology of the Torino metropolitan area (Westernmost Po Plain, NW Italy). Journal of Maps J. Maps 20 (1), 2391963. https://doi.org/10.1080/17445647.2024.2391963. 
  • Summino L., Domenighini G., Giorno M., Barale L., Bertok C., Martire L., Fiori N.L., Schivo E., Piana F. (2024) Geology of the Arera-Vedra Valley mining area (Gorno district, Orobic Alps, Italy), Journal of Maps, 20:1, 2422545, DOI: 10.1080/17445647.2024.2422545 
  • Lombardo V., Piana F., Mimmo D. (2018) Semantics–informed geological maps: Conceptual modeling and knowledge encoding – Computers & Geosciences, 116, 12-22. 
  • Mantovani A., Piana F., Lombardo V. (2020) Ontology-driven representation of knowledge for geological maps Computers & Geosciences, 139, 104446 
  • A.Mantovani, V.Lombardo, F.Piana (2020) Ontology-driven compilation of geological map database. Rend. Soc. Geol. It., 52: 62-68. https://doi.org/10.3301/ROL.2020.20 
  • Marcelli I., Irace A., Fioraso G., Masetti G., Brussolo E., Raco B., Menichini M., Vivaldo G., Doveri M., Pispico R., & Cozzula S. (2021). The Subsurface Database of the Torino Area (Western Po Plain): from the design of the conceptual scheme to 3D modelling. Proceedings of ASITA 2021 Conference, CCIS, Geomatics and Geospatial Technologies, Springer, 1507, 106-119, https://doi.org/10.1007/978-3-030-94426 1_9 
  • Luca Barale, Serena Botta, Fabrizio Piana, Sergio Tallone, Corrado Fidelibus, Chiara Avataneo, Francesco Turci, Roberto Compagnoni, Roberto Cossio, Walter Alberto (2020) Estimation of natural asbestos content in rocks by fracture network modeling and petrographic characterization, Engineering Geology, 271, 105566 https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2020.105566. 
  • Botta S., Avataneo C., Barale L., Compagnoni R., Cossio R., Marcelli I., Piana F., Tallone S., Turci F. (2020) Petrofacies for the prediction of NOA content in rocks: application to the “Gronda di Genova” tunneling project. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 79, 185–204, DOI: 10.1007/s10064-019-01539-6  
  • Barale L., Piana F., Tallone S., Compagnoni R., Avataneo C., Botta S., Marcelli I., Irace A., Mosca P., Cossio R., Turci F. (2020). Geological Model for Naturally Occurring Asbestos Content Prediction in the Rock Excavation of a Long Tunnel (Gronda di Genova Project, NW Italy). ENVIRONMENTAL & ENGINEERING GEOSCIENCE, vol. 26, p. 107-112, ISSN: 1078-7275, doi: 10.2113/EEG-2269 
  • Marcelli I., Barale L., Piana F., Tallone S., Botta S., Brunamonte F., Irace A., Mosca P., Compagnoni R., Turci F. (2020). Geological mapping for executive design of civil infrastructures: integration of GIS and AutoCAD informative systems for “Gronda di Genova” highway tunnel. RENDICONTI ONLINE DELLA SOCIETÀ GEOLOGICA ITALIANA, vol. 52, p. 12-18, ISSN: 2035-8008, doi: http://dx.doi.org/10.3301/ROL.2020.11 
  • Barale L., Borghi A., D’atri A., Gambino F., Piana F. (2020) Ornamental Stones of Piemonte (NW Italy): an updated geo-lithological map. Journal of Maps, 16(2), 867-878. DOI: 10.1080/17445647.2020.1837685 
  • Piana F., Barale L., BERTOK C., IRACE A., ELLERO A., Ottria G., Nafissi P., Dainelli N., Baidder L., Ouanaimi H., SOULAIMANI A., Boudad L., BADRA L., Mahmoudi A., Amhoud H., EDDEBBI A., Hilali M. (2018) Carte géologique du Maroc (1/50 000), Feuille Galb at Tour. Notes et Mémoires du Service Géologique du Maroc, n° 594. ISSN 0369-1748 
  • Piana F., Barale L., BERTOK C., IRACE A., ELLERO A., Ottria G., Nafissi P., Dainelli N., Ouanaimi H., SOULAIMANI A., Boudad L., BADRA L., Mahmoudi A., Amhoud H., EDDEBBI A., Hilali M. (2018) Carte géologique du Maroc (1/50 000), Feuille Ayt Wazag. Notes et Mémoires du Service Géologique du Maroc, n° 595. ISSN 0369-1748 
  • Frigerio  C., Bonadeo L., Zerboni A., Livio F., Ferrario M.F., Fioraso G., Irace A., Brunamonte F., & Michetti A.M. (2017). First evidence for Late Pleistocene to Holocene earthquake surface faulting in the Eastern Monferrato Arc (Northern Italy): Geology, pedostratigraphy and structural study of the Pecetto di Valenza site. Quaternary International 451 (2017) 143-164, http://dx.doi.org/10.1016/j.quaint.2016.12.022.  
  • Piana F., Fioraso G., Irace A., Mosca P., d’Atri A., Barale L., Falletti P. Monegato G., Morelli M., Tallone S., Vigna G.B. (2017). Geology of Piemonte region (NW Italy, Alps-Apennines interference zone). Journal of Maps, 13 (2), 395-405. https://doi.org/10.1080/17445647.2017.1316218 
  • Piana F., Barale L., d’Atri A., Fioraso G., Irace A., Mosca P., Tallone S., Lombardo V., Morelli M., Bonansea E., Mallen L., Gabriele N. (2017). Carta Geologica Digitale Interattiva del Piemonte. Servizio WebGIS – cartografia geologica interattiva https://webgis.arpa.piemonte.it/agportal/apps/webappviewer/index.html?id=6ea1e38603d6469298333c2efbc76c72 
  • Fioraso G. & Baggio P. (2013). Geological map of the Mount Ciantiplagna rock avalanche (Chisone Valley, Italian Western Alps). Journal of Maps, 9 (3), 336-342. 
  • Fioraso G., Monegato G., Balestro G., Hajdas I., Baggio P. (2021). Disentangling the stratigraphic architecture of the Rivoli-Avigliana end moraine system (Western Alps, NW Italy). – Geological and gemorphological map of the Rivoli-Avigliana end moraine system (Western Alps, NW Italy). Journal of Maps, 17 (2), 325–336. 
  • Piana F., Fioraso G., Irace A., Mosca P., d’Atri A., Barale L., Falletti P., Monegato G., Morelli M., Tallone S., Vigna G.B. (2017). Geology of Piemonte region (NW Italy, Alps-Apennines interference zone). Journal of Maps, 13 (2), 395–405. 
  • Morelli M., Mallen L., Nicolo G., Cozzula S., Irace A., Piana F. (2017). 3D geological modeling and visualization of the subsurface data of the Piemonte plains derived from the Geodatabase of digital Geological map of Piemonte. RENDICONTI ONLINE DELLA SOCIETÀ GEOLOGICA ITALIANA, vol. 42, p. 85-89, ISSN: 2035-8008, doi: https://doi.org/10.3301/ROL.2017.22 
  • Mosca P., Groppo C. and Rolfo F. (2015) – Geodatabase strategy for a digital Geological map of the central-eastern Nepal Himalaya GIT – Geology and Information Technology. 9° Convegno Nazionale del Gruppo di Geologia Informatica – Sezione della Società Geologica Italiana. Montefalco (PG), 16 – 18 giugno 2014. Rend. Online Soc. Geol. It., v. 34, 114-117, DOI: 10.33.01/ROL.2015.49. 
  • Fioraso G., Mosca P. and Usseglio B. (2013) – Carta geologica del campo trincerato dell’Assietta – Spartiacque Susa-Chisone (alpi Cozie, Italia). Geological map of the entrenched camp of Assietta – Susa-Chisone drainage divide (Cottian Alps, Italy) (scala 1:5000) – ISBN 978-88-8080-174-0 – CNR Edizioni 
  • Irace A., Clemente P., Piana F., De Luca D.A., Polino R., Violanti D., Mosca P., Trenkwalder S., Natalicchio M., Ossella L., Governa M., Petricig M. (2010). Hydrostratigraphy of the late Messinian-Quaternary basins in the southern Piedmont (northwestern Italy). Memorie descrittive della Carta Geologica d’Italia, vol. 90, p. 133-152, ISSN: 0536-0242 
  • Irace, A., Clemente, P., Natalicchio, M., Ossella, L., Trenkwalder, S., De Luca, D.A., Mosca, P., Piana, F., Polino, R. & Violanti, D. (2009). Geologia e idrostratigrafia profonda della Pianura Padana occidentale. Edizioni La Nuova Lito, Firenze, 135 p