TERREMOTI

STUDIO E PREVENZIONE DEI TERREMOTI

Sismografi e sismogrammi

La registrazione delle onde sismiche viene effettuata attraverso i sismografi, che in ogni stazione ne sono presenti 3

uno registra la componente verticale

due registrano la componente orizzontale

Il tracciato di un sismografo è detto sismogramma, sul quale è possibile individuare tre gruppi di oscillazioni:

1. ONDE P
2. ONDE S
3. ONDE L

La posizione dell'epicentro

comportamento delle onde simsiche:

• i 3 tipi di onde si muovono nello stesso mezzo con velocità diverse. P, S, L

• il ritardo delle onde S rispetto alle p aumenta con la distanza della stazione di rilevamento dall'epicentro

gli studi sperimentali dimostrano come il rapporto tra onde P e S è sempre lo stesso, così tale intervallo può essere utilizzato come come misura indiretta della distanza tra stazione e epicentro

La posizione dell'ipocentro

per determinare la posizione dell'ipocentro sono necessari almeno una decina di sismografi e l'operazione non sempre dà risultati attendibili.

in base alla profondità dell'ipocentro:

1. terremoti superficiali:tra 0 e 70 km di profondità
2. terremoti intermedi: tra 70 e 300 km di profondità
3. terremoti profondi: tra 300 e 700 km di profondità

INTENSITA' E MAGNITUDO

La forza di un terremoto può essere rilevata con due diversi metodi, i quali a loro volta generano due diverse scale sismiche

la scala delle intensità (MCS)

la scala delle magnitudo (Reichter)

SCALA DELLE INTENSITA' MCS

Questa scala messa a punto nel 1902 da Mercalli, e modificata successivamente da Cancani e Sieberg, assegna ad ogni sisma un valore numerico detto grado di intensità determinato in base agli effetti delle scosse sismiche e al grado di distruzione che esse portano alla regione colpita.

Il grado di intensità viene determinato facendo riferimento a 4 'indicatori':

• Lesioni a costruzioni
• Danni a persone o animali
• modifiche di elementi dell'ambiente naturale
• effetti su oggetti in uso

LE ISOSISME

Durante lo studio dei livelli di intensità di un terremoto in varie zone, se riportiamo su una carta geografica i vari punti di osservazione e congiungamo quelli con medesima intensità otterremo varie linee curve dette ISOSISME.

Esse separano le zone dove il terremoto ha avuto diverse intensità; la più interna di queste inoltre indica l'epicentro, l'area più colpita mentre nelle esterne si nota una rapida decrescita dell'intensità.

Le isosisme non sono dei cerchi perfettamente concentrici a causa della diversa densità e conformazione della Terra non omogenea, infatti in certe direzioni l'onda si propaherà più velocemente che in altre andando a creare delle linee irregolari dall'andamento allungato

I LIMITI DELLA SCALA

il principale limite della scala mcs è la sua imprecisione da un punto di vista scientifico dato che non misura l'energia di un terremonto ma i danni apportati da esso.

La gravità dei danni però non dipende unicamente dall'energia dell'evento sismico, ma anche da molti altri fattori: 1 posizione dell'ipocentro 2 conformazione geologica del terreno 3 presenza o meno di centri abitati 4 presenza di edifici antisismici 5 orario dell'evento

terremoti di eguale forza possono avere diversi valori di intensità

terremoto Haiti ha causato la morte di 230000 persone

scala intensità

terremoto Armenia ha invece causato la morte di 30000 persone e enormi danni agli edifici non costruiti secondo norme antisismiche

terremoto Umbria con una forza 30 volte inferiore a quello di San Francisco, occupa comunque una posizione superiore nella scala delle intensità dati i collassi alle vie di trasporto (a causa della conformazione geologica dela zona: suoli soffici e carichi d'acqua)

terremoto San Francisco occupa una posizione bassa data la constituzione del terreno e la presenza di strutture antisismiche

la prima scala, detta di Richter, dal nome dello scienziato che la mise appunto, fu introdotta nel 1935

SCALA MAGNITUDO

la scala delle magnitudo serve a calcolare la forza di un evento sismico. Essa si basa su un semplice principio: maggiore è l'energia liberata da un sisma, maggiori saranno le oscillazioni misurate con il sismografo

La magnitudo dipende principalmente dall'energia liberata dall'ipocentro sotto forma di onde sismiche ma non del tutto... vi sono altri fattori che la possono influenzare: 1 la profondità dell'ipocentro 2 la natura geologica

Questa scala non ha valori massimi e sono possibili anche valori di magnitudo inferiori a 0 (in base al terremoto di riferimento scelto)

Trattandosi di una scala logaritmica aumentando di un'unità di magnitudo si avranno delle ampiezze d'onda 10 volte maggiori

M = log . __ + Q

10

Il terremoto di riferimento viene scelto per ottenere un A0 di 0,001 mm su un sismografo posto a 100 km dall'epicentro

come unità di misura questa scala utilizza dei sismografi di riferimento

LA MAGNITUDO NON E' STRETTAMENTE CORRELATA ALL'INTENSITA' DI UN SISMA E NON ESISTE UN METODO PER EFFETTUARE UN 'EQUIVALENZA TRA I DUE PARAMETRI

La scala Ritcher fornisce misure quantitative definite

La scala delle intensità è una scala empirica di scarso valore per determinare la reale forza di un sisma

• M<3 quasi non percepite
• 3<M<5 scosse evidenti e probabilità di danni
• M>6 terremoti disastrosi

LA PREVENZIONE SISMICA

I terremoti, per la loro pericolosità, sarebbe utile prevedere se e dove si verificheranno e quale magnitudo avranno.

previsione deterministica

previsione probabilistica

CARTA DELLA PERICOLOSITA' SISMICA

Gli strumenti utilizzati per la previsione dei fenomeni sismici

• Laser

• Sismografi

• Inclinometri

stazione di monitoraggio lungo la faglia di San Andreas

LA PREVENZIONE SISMICA COME UNICA SOLUZIONE AL RISCHIO SISMICO

Non esiste alcun metodo, che abbia valenza scientifica, che consenta di prevedere in anticipo i terremoti. È per questo che l’unica soluzione per difendersi è quella di intervenire preventivamente sugli edifici esistenti con interventi sistematici che mettano in sicurezza le costruzioni impedendone il collasso in caso di evento sismico. Il rischio sismico, infatti, può essere mitigato solo con interventi di consolidamento strutturale preventivo sugli edifici ad alta vulnerabilità.

Il rischio sismico viene definito considerando tre fattori:

• il pericolo sismico, quindi la possibilità che si verifichino terremoti

• la vulnerabilità simisca, calcolata in base alla predisposizione da parte di edifici e persone di subire danni in seguito ad un terremoto

• l'esposizione sismica, definita in base alla distriuzione dei beni sul territorio al fine di valutare i costi di un sisma in termini di perdite e ricostruzioni

Il rischio sismico può essere moderato solo con interventi di consolidamento strutturale preventivo, cioè pre-terremoto, sugli edifici ad alta vulnerabilità. I primi passi sistematici in questa direzione, sono stati fatti solo negli ultimi 10 anni.

perché non è semplice realizzare un miglioramento strutturale per tutti gli edifici?

1. ci sono circa 7 milioni di edifici /600 milioni di metri che sono stati costruiti prima della classificazione sismica.
2. il costo per la realizzazione di questi miglioramenti per gli edifici si aggira ai 200 miliardi di euro.

Le dimensioni del problema sismico in Italia

La sismicità del territorio italiano è una tra le più elevate sia a livello europeo che mondiale. Ciò è dovuto alla presenza di un gran numero di edifici di antica costruzione che non offrono garanzie di resistenza dal punto di vista sismico.

La vulnerabilità del patrimonio edilizio è così elevata, che sono possibili ancora nel futuro eventi catastrofici di enormi dimensioni. Nella sola città di Catania, ad esempio, uno studio del 2002 del Servizio Sismico Nazionale stima in 20.000 – 70.000 il numero delle possibili vittime se si verificasse oggi un terremoto pari al massimo storico occorso nell’area (con il numero più alto in caso di terremoto notturno).

Quali sono gli interventi antisismici?

Per stabilire quali sono gli interventi antisismici più adeguati si devono prendere in considerazione più parametri analizzando la zona e il tipo di struttura dell'edificio.

Tipologie di interventi antisismici

• consolidamento delle muratura e dei solai

• impiego di dispositivi antisismici

Il terremoto dell'Emilia Romagna

L'Italia è un paese geologicamente giovane perciò oggetto di forte tensioni e conseguentemente interessato da un'intensa attività sismica

I vari sismi sono stati causati principalmente dalla collisione di due grandi zolle:

• Il margine orientale della zolla europea cioè il blocco sardo-corso
• i margine nord-occidentale della zolla africana cioè il promontorio dell'Adria

Ed inolte l'Appennino continua a spostarsi verso nord/nord-est

Come si spiega il terremoto del 2012 in Emilia, cioè in una zona a basso pericolo sismico dove non si trovano faglie o deformazioni?

la regione risulta coinvolta nelle zone delle zolle precedentemente nominate dato che la parte frontale della catena appenninica si trova sotto i sedimenti della pianura padana

nella zona emiliana-ferrarese poi, questi sedimenti comprendono depositi di corsi d'acqua presenti e materiali di origine marina depositati quando la regione era ancora sommersa sotto la quale si trova una struttura geologica a pieghe e faglie che rappresenta la parte sommersa degli Appennini

la zona della catena appenninica sommersa, interessata dalle scosse del 2012, è stata quella ferrarese

nel caso delle scosse del 20 e del 29 maggio si è trattato di sismi causati dal sovrascorrimento a causa della riattivazione di faglie quiescenti non osservabili a causa della loro ubicazione

i danni provocati però dai sismi, come ad esempio quello del 20/05, non dipendono solo dall'energia liberata ma anche da altri fattori come in questo caso:

• ipocentro superficiale
• fenomeni di liquefazione

• A = ampiezza massima delle oscillazioni del sisma studiato
• A0= ampiezza massima delle oscillazioni del sisma di riferimento
• Q =fattore di correlazione che tiene conto delle posizioni dell'ipocentro e della distanza tra l'epicentro e la stazione di rilevamento

Ipocentro e epicentro

Il punto in cui si origina il terremoto è detto ipocentro; il corrispondente punto in superficie sulla verticale si chiama epicentro.