La conoscenza del Rischio Sismico attraverso la redazione degli studi di microzonazione sismica della Regione Toscana

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1 La conoscenza del Rischio Sismico attraverso la redazione degli studi di microzonazione sismica della Regione Toscana Aggiornamenti, Risultati, metodologie e proposte per la pianificazione territoriale a cura del Dr. Geol. Massimo Baglione Regionale 1

2 Realizzati e/o in corso su 160 Comuni (circa il 65% del totale) 2

3 MICROZONAZIONE SISMICA: RISULTATI CONSOLIDATI 1) Approfondimento del modello geologico-tecnico di superficie mediante realizzazione di indagini geognostiche (HVSR e/o sismica di superficie) e mediante recupero di dati esistenti; OPCM 3907/2010 Quadro riepilogativo delle indagini geognostiche realizzate nell ambito degli studi di MS1 Definizione di standard di qualità Criteri per il controllo/collaudo delle indagini 745 nuove indagini 3

4 MICROZONAZIONE SISMICA: RISULTATI CONSOLIDATI 2) Ricostruzione tridimensionale 3D del modello geologico-tecnico di sottosuolo mediante la redazione della carta di microzonazione sismica di livello 1 suddivisione ragionata degli spessori associati a ciascuna microzona, delle loro geometrie ma anche delle proprietà meccaniche (Vs). E quindi indispensabile poter disporre di un elevato 4 quantitativo di indagini geognostiche

5 MICROZONAZIONE SISMICA: RISULTATI CONSOLIDATI 3) Ottima applicabilità di alcune tipologie di indagini. Per la redazione di uno studio di livello 1, le misure di rumore HVSR, se ben eseguite e se integrate con altre metodologie di taratura, forniscono uno strumento di estrema utilità per validare e approfondire il modello geologico preliminare. In contesti abbastanza semplici (bacini alluvionali), la migrazione delle frequenze fondamentali è correlabile con l approfondimento del substrato mentre l entità del picco H/V fornisce indicazioni in merito al contrasto di impedenza meccanico. 5

6 MICROZONAZIONE SISMICA: RISULTATI CONSOLIDATI fo= 8.84 Hz profondità 8 m profondità 19.8 m fo= 4.3 Hz Tellus di Fiori & Bellini (2012) - Studio di MS1 Comune di Marradi 6

7 MICROZONAZIONE SISMICA: QUALI SONO GLI ELEMENTI DI NOVITA 1) Definizione della metodologia per il passaggio dagli studi di microzonazione sismica di livello 1 a quelli di livello 2; 2) Predisposizione degli abachi litostratigrafici per la stesura di mappa di MS2; 3) Approfondimento dei criteri per l applicabilità degli studi di MS2; 4) Sviluppo nuovo Portale WEB-GIS per la visualizzazione/consultazione indagini geognostiche del Progetto VEL; 5) Applicazione degli studi di Microzonazione Sismica per la pianificazione territoriale 7

8 PASSAGGIO MS1 MS2 Con Del. G.R.T. n. 144 del 23/02/2015 si definiscono i principali criteri per il passaggio da uno studio MS1 ad uno studio MS2, che sono connessi con la valutazione dell Idoneità dello studio di MS di livello 1 per il passaggio al livello 2 mediante i seguenti passaggi: 1) Verifica congruenza tra le sezioni geologico-tecniche che definiscono il modello geologico 2D della zona e la cartografia MOPS che di fatto rappresenta una ricostruzione 3D dello stesso modello geologico. 2) Verifica di congruenza tra le sezioni geologicotecniche e le risultanze delle indagini (Nel caso non siano presenti indagini idonee sarà necessario eseguire indagini di nuova realizzazione al fine di completare la ricostruzione in termini sismostratigrafici del modello geologico) 3) Controllo Estrapolazione Areale del modello geologico tecnico 2D riportato nelle sezioni 8 Fabbroni et alii (2014) Rapporto tecnico

9 PREDISPOSIZIONE ABACHI LITOSTRATIGRAFICI PER MS2 Nell ambito degli ICMS 2008 viene suggerito alle regioni di dotarsi di abachi per la caratterizzazione quantitativa dei fenomeni di amplificazione attesa. Si tratta di realizzare delle tabelle nelle quali ad un insieme di valori assunti da parametri considerati diagnostici e ad un particolare livello di pericolosità sismica siano associati univocamente valori attesi dell amplificazione del moto sismico (FA ovvero Fattore di Amplificazione ) rispetto ad un terreno di riferimento. La procedura adottata allo scopo si discosta in maniera significativa da quelle adottate per le Regioni Lombardia e Lazio ed è affine (anche se non identica) a quella a suo tempo utilizzata dalla Regione Emilia-Romagna. La procedura ha avuto come scopo quello di valorizzare il grande patrimonio informativo messo a disposizione dalla Regione Toscana come esito di passate attività di indagine e caratterizzazione della risposta sismica locale (progetti VEL e DOCUP) Gli abachi sono stati predisposti nell ambito di uno studio commissionato al DST-Università di Siena (Prof. Albarello) e successivamente approvati con Del. G.R.T. n. 144 del 23/02/

10 PROCEDURA PER LA COSTRUZIONE DEGLI ABACHI PER MS2 PRIMA FASE 1. Individuazione delle tipologie lito-stratigrafiche (TLS) 2. Parametrizzazione delle unità lito-stratigrafiche (Vs, curve di degrado con relative incertezze) 3. Selezione moto di input SECONDA FASE TERZA FASE 1. Generazione casuale di profili Vs e curve di degrado 2. Selezione profili Vs e curve di degrado compatibili con le osservazioni 3. Costruzione delle Funzioni di Amplificazione e dei Fattori di Amplificazione (FA) per le singole tipologie lito-stratigrafiche e i gruppi di accelerogrammi 1. Caratterizzazione statistica della distribuzione dei valori di FA per le singole tipologie lito-stratigrafiche e i gruppi di accelerogrammi 2. individuazione dei parametri sperimentali caratterizzanti le diverse situazioni lito-stratigrafiche QUARTA FASE 1. Costruzione degli abachi 2. Validazione degli abachi Albarello & Peruzzi (2014) Rapporto tecnico Convenzione RT predisposizione abachi 10

11 PROCEDURA PER LA COSTRUZIONE DEGLI ABACHI PER MS2 QUARTA FASE 1. Costruzione degli abachi 2. Validazione degli abachi Albarello & Peruzzi (2014) Rapporto tecnico Convenzione RT predisposizione abachi 11

12 PROCEDURA PER LA COSTRUZIONE DEGLI ABACHI PER MS2 In linea di principio, gli abachi proposti non presentano limitazioni legate alle specifiche situazioni locali (p.es. inversioni nel profilo di velocità del onde S o particolari configurazioni litologiche). La possibile presenza di queste situazioni dovrebbe essere stata compresa nelle simulazioni condotte e quindi incluse nei valori di FA proposti. Questi ultimi vanno infatti considerati come un limite superiore ragionevole (ovvero caratterizzato da una probabilità di eccedenza del 25%) ai valori di FA effettivamente possibili. Gli abachi non coprono tutte le possibili combinazioni di parametri. Questo è il risultato dei limiti imposti alle simulazioni sulla base delle osservazioni. Accanto a queste situazioni, ne esistono altre per quali i valori di FA indicati sono ricavati da un numero di simulazioni inferiori a 10. Si tratta quindi di configurazioni piuttosto rare, nel caso in cui si verificassero sarebbe opportuno ricorrere a modellazioni della risposta sismica locale condotte con strumenti di calcolo appropriati e non utilizzare l abaco corrispondente. Gli abachi sono validi per un insieme di situazioni comunque ristretto E fatto assoluto divieto di utilizzo dei dati di output degli abachi di secondo livello in attività connesse alla determinazione dell azione sismica a corredo della progettazione edilizia. 12

13 PROCEDURA PER LA COSTRUZIONE DEGLI ABACHI PER MS2 Per l utilizzo degli abachi, di seguito sono illustrati gli step che il professionista incaricato della redazione dello studio di microzonazione sismica di livello 2 deve seguire: 1) Verificare che il comune oggetto di studio sia compreso nell elenco dei comuni (riportato in Appendice 6) ammissibili al finanziamento per studi di microzonazione sismica di secondo livello e per i quali è consentito l uso degli abachi; 2) Determinazione della macroarea; 3) Stima (ad eccezione delle macroaree Amiata e Toscana costiera) del valore di accelerazione di base (ag 475anni) del centro abitato oggetto di analisi MS2. Tale operazione permetterà di ricondursi alla tipologia di abachi più idonei al contesto macrosismico dell area d indagine; 4) Verifica dell idoneità degli abachi per il sito in esame; 5) per ogni sito di misura di FHa, stimare se la profondità del substrato sismico è minore o superiore a 30m. Tale informazione è essenziale per la scelta dell abaco più idoneo al contesto sismostratigrafico; 6) Per ogni sito ricavare il valore della frequenza fondamentale ed il valore di Vs30 o Vsh; in modo da poter desumere i valori di FHa ( s) ed di FHa ( s); 7) Definiti puntualmente i fattori di amplificazione, l estensione areale dovrà tener conto del modello geologico s.l. desunto dallo studio di MS di livello 1, opportunamente integrato nell ambito di questa fase. 13

14 CRITERI DI APPLICABILITA PER GLI STUDI MS2 In estrema sintesi, dalle analisi/valutazioni in corso da parte della comunità scientifica emergono le seguenti indicazioni di massima (ancora provvisorie). Gli abachi possono essere utilizzabili quando si verificano simultaneamente le seguenti condizioni: -se sì è in presenza di una valle classificata larga (ICMS, 2008) con coefficiente di forma C<0,25; -quando il rapporto VSsubstrato/VSmedia della copertura è < 4 e si è in presenza di bacini con spessore delle coperture indicativamente inferiori a 50m oppure quando è < 3 in tutti i casi; - quando è verificata la relazione di Bard e Bouchon (1985). 14

15 SVILUPPO NUOVO PORTALE WEB-GIS: L INTERFACCIA WEB 15

16 SVILUPPO NUOVO PORTALE WEB-GIS: I DATI La banca dati VEL comprende (al momento): N sondaggi per profondità linee di sismica a rifrazione con onde P e SH - Circa 500 sondaggi geotecnici (con più di 1400 prove SPT) con prove down-hole - Più di 500 campioni indisturbati su cui sono state eseguite prove di laboratorio (statiche e dinamiche) 23% (133) 13% (74) 64% (360) 0m < prof 30m 30 < prof 50m prof > 50m N stese per area geografica N sondaggi per area geografica n stese n sondaggi Amiata Casentino Garfagnana Livornese Lunigiana Mugello Pistoiese Pratese Senese Vadichiana Valtiberina 0 Amiata Casentino Garfagnana Livornese Lunigiana Distribuzione del n. di linee di sismica a rifrazione e sondaggi per area Mugello Pistoiese Pratese Senese Valdichiana Valtiberina 16

17 SVILUPPO NUOVO PORTALE WEB-GIS: IL MODELLO LOGICO LOCALIZZAZIONE FORMAZIONE SONDAGGI RISULTATI PROVE STESA ESECUZIONE LAVORI CAMPIONE CARTOGRAFIA 17

18 SVILUPPO NUOVO PORTALE WEB-GIS: RICERCA GEOGRAFICA I dati possono essere ricercati, selezionati e visualizzati mediante criteri di ricerca geografici per Provincia, Area geografica, Comune, Località Oppure possono essere ricercati interattivamente dall utente Per ogni sondaggio selezionato si possono consultare ed estrarre i dati diretti e quelli indiretti relativi. 18

19 SVILUPPO NUOVO PORTALE WEB-GIS: RICERCA E CONSULTAZIONE ANALISI DI LABORATORIO SUI CAMPIONI Per ogni campione selezionato si possono consultare ed estrarre i dati relativi al campione. Inoltre è possibile estrarre le curve di degrado medie in funzione delle litologia, formazione e/o area di provenienza selezionata n campioni campioni/formazione Ar e2 Plis f1 CAS1 SIL a1q MVV hn ct OLP c p NUG e3 FAA b8 ARN CAS2 FAL3 bn ol AFB dt a ART QSD AUA 20 MGO 1a1 MGO 1c1 18 SIV MGO 2a2 16 CLO LSO 14 hr AGM AVP unità A2 unità F1 MLL m VILc unità A3 unità F2 Cq 19 0 AMIATA CASENTINO GARFAGNANA LIVORNESE LUNIGIANA MUGELLO PISTOIESE SENESE VALDICHIANA VALTIBERINA

20 APPLICAZIONE DEGLI STUDI DI MS PER LA PIANIFICAZIONE TERRITORIALE Regolamento Regionale 53R/2011 Parte sismica Per tutti i comuni ad esclusione di quelli in zona sismica 4, si prevede la redazione di studi e cartografie di Microzonazione Sismica (di seguito indicati MS) di livello 1 così come definite negli Indirizzi e Criteri Generali per la Microzonazione Sismica (di seguito indicati ICMS) nonchè sulla base delle specifiche tecniche di cui all O.P.C.M. 3907/ specifiche tecniche regionali (Del. GRT. 261/2011 e s.m.e i.) 1) La redazione degli studi di MS di livello 1 è obbligatoria per tutti i Comuni, ad eccezione di quelli classificati in zona sismica 4, che intendono predisporre i nuovi piani strutturali, i nuovi regolamenti urbanistici e relative varianti; 2) Tale studio deve essere realizzato in corrispondenza dei centri urbani maggiormente significativi che il Comune, di concerto con la struttura regionale competente, individua secondo le specifiche di cui al Par. 1.B.1.2 delle Istruzioni Tecniche del Programma VEL e perimetra secondo i criteri definiti al par degli ICMS; 20

21 Piano operativo Piano strutturale PROPOSTA METODOLOGICA Pericolosità sismica (MS1 + approfondimenti MS2-3) Territorio Urbanizzato art.4 Aree esposte al rischio sismico (tessuto esistente) Cartografia del rischio sismico di livello 1 (già esistente) e di livello 2 (da realizzare) Condizioni di fattibilità interventi e attuazione misure di mitigazione del rischio Pianificazione all emergenza (piani di protezione civile + CLE) Per le aree esistenti sono definite le condizioni di attuazione degli interventi in funzione della classe di pericolosità sismica locale e della destinazione urbanistica e le misure di mitigazione del rischio V=1 Classi di Pericolosità (V) S4 S3 S2 S1 E4 R4 R3 R3 R2 Classi di esposizione E3 E2 R4 R3 R3 R2 R2 R1 R1 R1 E1 R3 R2 R1 R1 Per le aree di nuova previsione sono definite solo le Condizioni di attuazione degli interventi in funzione della classe di pericolosità sismica locale e della destinazione urbanistica. Non viene considerata la vulnerabilità sismica. 21

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