Pericolosità sismica e zonazione regolamentare dell Umbria

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1 ECOBONUS E SISMABONUS Auditorium di Confindustria Umbria Perugia, 1 Dicembre 2017 Pericolosità sismica e zonazione regolamentare dell Umbria Prof. Ing. A. L. MATERAZZI DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA CIVILE E AMBIENTALE UNIVERSITÀ DI PERUGIA

2 Descrizione della severità di un terremoto (1) Intensità Esprime la severità di un terremoto mediante gli effetti sulle costruzioni (Scale Macrosismiche, p. es. Scala MCS(12), MM(12), MSK(12), EMS(12), JMA(7)) Grado Scossa Descrizione I impercettibile Avvertita solo dagli strumenti sismici. II molto leggera Avvertito soltanto da rare persone nervose, oppure molto sensibili, che si trovano in uno stato di assoluto silenzio e quasi sempre ai piani superiori dei caseggiati. III leggera Avvertita da poche persone. IV moderata Avvertita da molte persone; tremito di infissi e cristalli, e leggere oscillazioni di oggetti appesi. V piuttosto forte Avvertita anche da persone addormentate; caduta di oggetti. VI forte Qualche leggera lesione negli edifici. VII molto forte Caduta di fumaioli, lesioni negli edifici. VIII rovinosa Rovina parziale di qualche edificio; qualche vittima isolata. IX distruttiva Rovina totale di alcuni edifici e gravi lesioni in molti altri; vittime umane sparse ma non numerose. X completamente distruttiva Rovina di molti edifici; molte vittime umane; crepacci nel suolo. XI catastrofica Distruzione di agglomerati urbani; moltissime vittime; crepacci e frane nel suolo; maremoto. XII grandemente catastrofica Distruzione di ogni manufatto; pochi superstiti; sconvolgimento del suolo; maremoto distruttivo. 2

3 Descrizione della severità di un terremoto (2) Magnitudo (ML) Esprime la severità di un terremoto (Scala di Richter) E una valutazione quantitativa che si effettua utilizzando strumenti di misura (sismografi) C. F. RICHTER - An instrumental earthquake magnitude scale (1935) La magnitudo di un terremoto è data dal logaritmo in base dieci del massimo spostamento della traccia (rispetto allo zero), espresso in micrometri in un sismografo a torsione di Wood-Anderson calibrato in maniera standard (T 0 = 0.8, V = 2,800, = 0.8) se l'evento si fosse verificato a una distanza epicentrale di 100 km. L incremento di una unità della magnitudo corrisponde ad un aumento di circa 30 volte della energia liberata. L energia liberata da un terremoto di magnitudo M = 9 è pari a quella di circa 470 milioni di tonnellate di tritolo (470 Mton). 3

4 Sismografo a torsione di Wood-Anderson 4

5 Correlazione tra Magnitudo ed energia liberata 5

6 Descrizione della severità di un terremoto (3) L Accelerazione massima del terreno (è il parametro più utile per le applicazioni) E usualmente espressa come frazione della accelerazione di gravità (g) 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 NORCIA (STAZ. NRC) COMPONENTE E-W ML = 6.5 a (g) 0,0-0,1-0,2-0,3-0,4-0,5-0,6 0,49 g t (s) 6

7 Descrizione della severità di un terremoto (5) Rappresentazione della accelerazione del terreno in 3D NORCIA 30/10/2016 0,4 Acc VERT (g) 0,3 0,2 0,1 0,0 Amax E-W: 0,49 g Amax N-S: 0,38 g Amax VERT.: 0,38 g -0,1-0,2 Amax 3D: 0,53 g -0,3-0,4-0,6-0,4 Acc E-W (g) -0,2 0,0 0,2-0,2-0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 Acc N-S (g) 0,4 0,4-0,4-0,3 7

8 Il rischio sismico Il rischio sismico è determinato dalla combinazione della pericolosità del sito, della vulnerabilità della struttura e dell esposizione al sisma. E la misura dei danni attesi in un dato intervallo di tempo, in base al tipo di sismicità, di resistenza delle costruzioni e di antropizzazione (natura, qualità e quantità dei beni esposti). L Italia ha una pericolosità sismica medio-alta (per frequenza e intensità dei fenomeni), una vulnerabilità elevata (per fragilità del patrimonio edilizio, infrastrutturale, industriale, produttivo e dei servizi) e un esposizione altissima (per densità abitativa e presenza di un patrimonio storico, artistico e monumentale unico al mondo). La nostra Penisola è dunque ad elevato rischio sismico, in termini di vittime, danni alle costruzioni e costi diretti e indiretti attesi a seguito di un terremoto. 8

9 La pericolosità sismica La pericolosità sismica di un territorio è rappresentata dalla frequenza e dalla severità dei terremoti che lo interessano, ovvero dalla sua sismicità. Viene definita come la probabilità che in una data area ed in un certo intervallo di tempo si verifichi un terremoto che superi una soglia di intensità, magnitudo o accelerazione di picco del terreno (Pga) di nostro interesse. L approccio alla valutazione della pericolosità può essere di tipo deterministico oppure probabilistico. Oggi le Norme Tecniche utilizzano metodi probabilistici. Studi recenti propongono il ritorno ad un approccio deterministico opportunamente perfezionato, detto neodeterminismo. Il metodo deterministico si basa sullo studio dei danni osservati in occasione di eventi sismici che storicamente hanno interessato un sito, ricostruendo gli scenari di danno per stabilire la frequenza con cui si sono ripetute nel tempo scosse di uguale intensità. 9

10 La pericolosità sismica Tuttavia, poiché l approccio deterministico richiede la disponibilità di informazioni complete sulla sismicità locale e sui risentimenti, nelle analisi viene attualmente preferito dalle normative tecniche un approccio di tipo probabilistico. Attraverso questo approccio, la pericolosità è espressa come la probabilità che in un dato intervallo di tempo si verifichi un evento con assegnate caratteristiche. Il metodo probabilistico più utilizzato è quello di Cornell, che prevede vengano individuate nel territorio le zone responsabili degli eventi sismici (zone sismo genetiche), sia quantificato il loro grado di attività sismica e si calcolino gli effetti provocati da tali zone sul territorio in relazione alla distanza dall epicentro. 10

11 La esposizione Il primo obiettivo di un programma generale di protezione dai terremoti è la salvaguardia della vita umana. Per questa ragione è molto importante valutare il numero delle persone coinvolte, decedute e/o ferite. I motivi che causano la perdita di vite umane possono essere di diverso tipo: crollo di edifici, di ponti e altre costruzioni, ma anche incidenti stradali. A questi si aggiungono quelli legati a fenomeni innescati dal terremoto, come frane, liquefazione dei terreni, maremoti, incendi. Statistiche svolte sui principali terremoti nel mondo mostrano che circa il 25 % dei morti causati da un terremoto sono dovuti a danni non strutturali degli edifici (caduta di tramezzi, vetrate, cornicioni, tegole, ecc.) e a fenomeni indotti dal terremoto. 11

12 La esposizione Generalmente è possibile stimare, con un certo margine di errore e specialmente per i terremoti più forti, quante persone sono rimaste coinvolte, attraverso calcoli che si basano sul numero degli edifici crollati o danneggiati. Per poter fare queste stime sono necessarie alcune considerazioni su: il numero delle persone che abitano negli edifici l orario del terremoto le possibilità di fuggire e/o di proteggersi il tipo di coinvolgimento delle persone (morte o ferite subìte) la possibilità di morire anche successivamente alle attività di soccorso. 12

13 Zonazione sismica La base della moderna progettazione antisismica è la conoscenza della sismicità (pericolosità) dei siti. In sostanza il territorio viene suddiviso in zone di pericolosità omogenea: le zone sismiche. La prima individuazione di zone sismiche, in Italia, è avvenuta agli inizi del 900 attraverso lo strumento del Regio Recreto, emanato a seguito dei terremoti distruttivi di Reggio Calabria e Messina del 28/12/

14 Zonazione sismica La introduzione sistematica in Italia di «zone sismiche», entro le quali è obbligatoria la progettazione antisismica, avviene invece nel 1926 a seguito dei terremoti di Siena e Grosseto (R.D. n.705 del 3/4/1926). Le località colpite furono distinte in due categorie (I e II), in relazione al loro grado di sismicità ed alla loro costituzione geologica. La I categoria era più severa della II. La lista originariamente veniva modificata dopo ogni evento sismico aggiungendovi semplicemente i nuovi comuni danneggiati. 14

15 In Umbria la prima individuazione di zone sismiche avviene nel 1937 (R.D.-Legge 22/11/1937). (ROSSO) Sono tutte zone di II categoria. Provincia di Perugia Cascia Citerna Città di Castello Giano nell Umbria Monterchi Monte Santa Maria Tiberina Montone Preci San Giustino Umbertide (fraz. di Calzolaro, Monte Castelli e il territorio in sinistra del Niccone) Provincia di Terni (frazione di Stroncone) Zonazione sismica in Umbria (1937) 15

16 Zonazione sismica in Umbria (1962) La zonazione sismica in Umbria viene aggiornata nel 1962 (Legge 25/11/1962). (+VERDE) Sono tutte zone di II categoria. Provincia di Perugia viene tolto Monterchi viene aggiunta Norcia Provincia di Terni vengono aggiunti Castel Giorgio e Castel Viscardo (capoluogo e fraz. Viceno). 16

17 Zonazione sismica in Umbria (1981) La zonazione sismica in Umbria viene aggiornata ancora nel 1981 (D.M. 26/6/1981). (+ BLU) Sono tutte zone di II categoria. Provincia di Perugia aggiunge a quelli classificati altri 47 comuni, tra i quali Perugia, Assisi, Foligno e Gubbio. Provincia di Terni aggiunge a quelli classificati altri 9 comuni, tra i quali Terni. ORMAI LA RICOSTRUZIONE POST- BELLICA E LO SVILUPPO URBANISTICO DELLE CITTA ERA AVVENUTO 17

18 Zonazione sismica in Umbria (dal 2006 ad oggi) La zonazione sismica in Umbria viene aggiornata nel 2006 (O.P.C.M. n del 28/4/2006). Tutto il territorio regionale è classificato sismico. Viene introdotta la 1a e la 3a categoria. 3a categoria 2a categoria 1a categoria 18

19 Zonazione sismica in Umbria (DM 2008) Il D.M. del 2008 fornisce il valore della accelerazione del terreno su tutto il territorio nazionale, sulla base di una fitta griglia geografica. Quindi non si usano più i valori dell ordinanza un valore per ciascuna delle zone sismiche ma quelli del DM a categoria 1a categoria 3a categoria 19

20 Zonazione sismica in Umbria (DM 2008) L Ordinanza n del 28/4/2006, continua a valere solo per individuare la zona sismica, informazione ormai utile solo per stabilire il livello di approfondimento dei controlli sui progetti e la sorveglianza in fase di costruzione. 2a categoria Peraltro sulla base dei recenti eventi sismici si sente la necessità di un aggiornamento della carta della pericolosità. Norcia: Mappa ag = 0,26 g Misurato ag = 0,49 g 3a categoria 1a categoria 20

21 GRAZIE PER L ATTENZIONE 21