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Terremoti? Un po’ di chiarezza

Un terremoto può misurarsi attraverso due differenti grandezze

Pubblicato in Terra il 14/09/2016 da Gioacchino Francesco Andriani
Gioacchino Francesco Andriani, geologo

Dopo la mia intervista pubblicata su questo portale web qualche giorno fa, all’indomani del terremoto in centro Italia del 24 agosto di quest’anno, sono stato contattato privatamente da alcuni lettori, di cui più di uno di mia conoscenza, per chiarimenti, scambi di idee ed opinioni, e qualche critica che ho accettato di buon grado. Confronti di estremo interesse, ma che mi hanno portato ad una riflessione: c’è la necessità di chiarire alcuni aspetti meno noti ai non addetti al settore, aspetti che, a mio avviso, dovrebbero essere oggetto dell’educazione civica e ambientale della popolazione di un paese evoluto. Cercherò di essere sintetico e chiaro.

Un terremoto può misurarsi attraverso due differenti grandezze: la Magnitudo e l’Intensità. La Magnitudo di un terremoto è strettamente connessa alla quantità di energia elastica trasportata da un'onda sismica. Nei primi anni degli anni ’30 del secolo scorso,  il sismologo statunitense Charles F. Richter introdusse il concetto di magnitudo sulla base di misure effettuate su un particolare tipo di sismografo, ossia da misure dell’ampiezza del sismogramma registrato da un sismografo standard: lo strumento di torsione Woods-Anderson. In verità, si parla sia di Magnitudo Richter (MI) sia di Magnitudo Momento (Mw) che per terremoti di magnitudo inferiori a 6-7 coincidono, ma ritengo non sia opportuno inoltrarsi troppo in questo argomento per non creare ulteriore confusione. L’algoritmo proposto per la MI fa sì che ad un incremento di MI di una unità corrisponda un incremento di energia prodotta di circa 30 volte. La massima magnitudo misurata ad oggi è quella del terremoto del Cile nel 1960 ed è pari a 9.5. L’evento principale in Italia, di magnitudo 7.2, è stato misurato nel 1908 a Messina e Reggio Calabria. Il più forte terremoto mai verificatosi in Puglia è probabilmente quello del 30 luglio 1627, quando uno tsunami (maremoto) provocò morti e distruzione negli abitati di San Severo, Apricena, Lesina, San Paolo di Civitate, Serracapriola e Torremaggiore. Si parla di  una magnitudo di 6.7, ma il dato è riferito ad un periodo pre-strumentale.

L’Intensità di un terremoto si valuta dagli effetti prodotti sul territorio; essa si basa sulla dimensione del danno (edifici, paesaggio) e sulla percezione soggettiva dell'osservatore.

In sostanza, lo stesso evento sismico si può manifestare in zone differenti con intensità differente, a seconda dei danni l.s. causati.  L’intensità di un terremoto viene valutata con la scala Mercalli, dal nome del sismologo e vulcanologo italiano Giuseppe Mercalli che nel 1902 presentò alla comunità scientifica internazionale la prima versione della classificazione dei terremoti secondo gli effetti e i danni che producevano. Successivamente, il fisico italiano Adolfo Cancani e il geofisico tedesco August Heinrich Sieberg modificarono la scala di valutazione portandola da 10 a 12 gradi. In questa scala, nota come scala Mercalli-Cancani-Sieberg (MCS), più alto è il grado, più disastroso è il terremoto.

Andiamo oltre: per Pericolosità Sismica (per gli anglofoni “Seismic Hazard”) si intende lo scuotimento del suolo atteso in un sito a causa di un terremoto” (definizione dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia o INGV). La valutazione della pericolosità sismica di un sito è quindi uno strumento di previsione del livello di dannosità dei terremoti attesi. In Italia, in realtà, la valutazione della pericolosità sismica si basa su un approccio probabilistico (PSHA, Probabilistic Seismic Hazard Analysis), ossia nella stima della probabilità che in una data area ed in un certo intervallo di tempo si verifichi un terremoto caratterizzato da un’accelerazione orizzontale massima su suolo rigido (PGA, Peak Ground Acceleration) maggiore di una certa soglia. La pericolosità sismica si esprime quindi con un parametro numerico in una scala continua e non fornisce una classificazione. La restituzione finale dei risultati di quest’analisi probabilistica è la Mappa di Pericolosità Sismica del territorio nazionale, redatta nel 2004 a cura dell’INGV (http://zonesismiche.mi.ingv.it). Il terremoto del 20 maggio del 2012 in Emilia Romagna ha dimostrato, però, che il classico approccio probabilistico conduce ad errori di valutazione:  l’evento sismico si è verificato, infatti,  in un’area classificata a “bassa pericolosità sismica”. Ciò induce a pensare che, forse, un approccio deterministico sarebbe più opportuno. Ma questo è un altro argomento. A ragion del vero, già nel 2003, con l’Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n. 3274 del 20 marzo, sono stati emanati i criteri di nuova classificazione sismica del territorio nazionale, basati sugli studi e sulle elaborazioni con PSHA.  Di fatto, con questa ordinanza sparisce la Zona “non classificata” poiché l’Italia viene classificata secondo 4 diverse classi di sismicità, dove la zona 1 è quella corrispondente ad una maggiore pericolosità sismica e la zona 4 è quella a più bassa pericolosità sismica. A ciascuna zona, inoltre, viene attribuito un valore dell’azione sismica utile per la progettazione, espresso in termini di accelerazione massima su suolo rigido (Zona 1=0.35 g, Zona 2=0.25 g. Zona 3=0.15 g, Zona 4=0.05 g). Alle Regioni spetta il compito di aggiornare l’assegnazione dei comuni alle diverse zone sismiche e di stabilire se imporre o meno la progettazione antisismica in Zona 4. In Puglia, la classificazione sismica del territorio regionale più recente risale al 2004, con la Deliberazione della Giunta Regionale 2 marzo 2004, n. 153 pubblicata sul Bollettino Ufficiale della Regione Puglia n. 33 del 18-3-2004.

Detto questo, quando si parla di Rischio Sismico si fa riferimento alla “stima del danno atteso come conseguenza dei terremoti che potrebbero verificarsi in una data area” (definizione dell’INGV). Il Rischio Sismico, pertanto, dipende dalla pericolosità dell’area, così come definita in precedenza, dall’esposizione, ossia dall’insieme delle vite umane, del patrimonio edilizio, storico-culturale, ambientale che potrebbe essere danneggiato da un fenomeno distruttivo, e dalla vulnerabilità degli edifici e delle infrastrutture dell’area, ossia dalla loro propensione al danneggiamento in relazione ad un evento sismico. In termini congrui, una zona a pericolosità sismica molto elevata, ma priva di attività umane, ha un rischio sismico molto basso, mentre una zona a pericolosità sismica bassa, ma a densità di popolazione elevata o con costruzioni di qualità scadente e/o di scarsa manutenzione, ha un livello di rischio sismico molto elevato, poiché anche un evento sismico moderato potrebbe portare a conseguenze gravi.

Quando parliamo di progettazione è necessario partire da due considerazioni: 1) l’azione sismica locale dipende dalle caratteristiche geotecniche (resistenza e deformabilità) del terreno al quale è vincolata l’opera ingegneristica; 2) La risposta dell’opera ingegneristica  alle sollecitazioni di tipo sismico dipende dai meccanismi di interazione terreno-struttura. Ne consegue che il punto cruciale nella valutazione del comportamento sismico di un’opera ingegneristica è la stima corretta dell’azione sismica locale. Quindi, non è possibile affrontare il problema sulla base di una mera modellazione del comportamento sismico della singola opera ingegneristica, sia essa strutturale (edifici, capannoni, monumenti, torri, ponti etc.) o geotecnica (opere di sostegno, dighe, fondazioni, rilevati, scavi etc.), senza considerare gli aspetti relativi al territorio, ossia caratteri geologico-stratigrafici, morfologici e geotecnici. Ora, nella fase progettuale, sia per nuove opere sia per interventi di miglioramento e/o adeguamento sismico, le maggiori incertezze riguardano proprio la valutazione dell’azione sismica. Ai sensi del D.M. 14 gennaio 2008 (Norme Tecniche per le Costruzioni, meglio note come NTC 2008) e della  relativa Circolare esplicativa del 2 febbraio 2009, n° 617 C.S.LL.PP. (tanto per cambiare!!), l’azione sismica di progetto può essere valutata per un determinato periodo di riferimento dalla stima della risposta sismica locale (RSL),  attraverso specifiche analisi “rigorose” oppure approcci semplificati, basati su cinque categorie di sottosuolo e sulle condizioni topografiche.

Per informazioni più dettagliate sulla sismicità e sulla pericolosità sismica del territorio pugliese, in questi giorni e fino al 18 settembre, vi consiglio di visitare lo stand divulgativo del Dipartimento di Scienze della Terra e Geoambientali e del Corso di Laurea in Scienze Geologiche dell’Università degli Studi Aldo Moro, nell’area della Fiera del Levante “La Puglia per la ricostruzione” allestita dalla Regione Puglia presso il Nuovo Padiglione – Modulo M1. Qui sarà anche possibile osservare una stazione sismica perfettamente funzionante. L’iniziativa si concluderà domenica 18 settembre alle ore 11.30 con un workshop aperto a tutti gli interessati.



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