Pericolosità sismica e risposta locale nella conservazione del patrimonio culturale

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1 Tueor Ergo Ero ENEA Roma 7 Maggio 2015 Pericolosità sismica e risposta locale nella conservazione del patrimonio culturale Antonio Rovelli Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Roma

2 Rischio = Esposizione Vulnerabilità Pericolosità Accelerazione di picco con probabilità di superamento del 10% in 50 anni

3 SHARE - Seismic Hazard Harmonization in Europe GSHAP - Global Seismic Hazard Assessment Program

4 ICR Istituto centrale per il restauro Linee Guida per la Salvaguardia dei Beni Culturali dai Rischi Naturali (Linea di attività A ) Università di Modena e Reggio Emilia in collaborazione con Università di Salerno sotto l egida di *ENEA Casaccia **Consorzio Civita Roma ***ENEA - Frascati

5 7.0E E E E E E E E+00 PSD (mg)^2/hz CONFRONTO DATI REGISTRATI E DATI MODELLO CANALE 09 X 0 5 (Hz) Accelerazione dir. x t (s) Accelerazione dir. y P.A.= m/s 2 P.A.= 4.57 m/s t (s) Velocità dir. x P.V.= 0.31m/s t (s) Velocità dir. y P.V.= 0.12 m/s t (s) a max /g * H v max /40* H *H PIANO DI ISHIYAMA H (mm) DIAGRAMMA SPOSTAMENTO U X (mm) PAN Scambi di massa Deposizione LIBERA TROPOSFERA RESIDUAL LAYER Scambi di massa MIXING LAYER CANOPY LAYER Scambi di massa Deposizione: inquinanti gassosi e particolati dal canopy layer agli edifici (sito di Firenze) acc y (m/s 2 ) vel x (m/s) U Y (mm) acc x (m/s 2 ) vel x (m/s) B (mm) Sito sperimentale di Cerreto di Spoleto: Valutazione della risposta sismica Modellazione e Sperimentazione negli edifici storici: CEDRAV dex.htm Carta di pericolosità idraulica Per il sito di Firenze

6 Le mappe di hazard devono essere considerate il punto di partenza e non il punto di arrivo In realtà il processo non è Poissoniano: L importanza dei gap sismici Mw Aprile

7 Il gap sismico della North Anatolian Fault Seimic GAP: M 7 up to 65% in 30y (Parsons 2004) Implicazioni per la città di Istanbul MARsite - New Directions in Seismic Hazard assessment through Focused Earth Observation in the Marmara Supersite

8 Istanbul? Izmit 1999(7.8) Seimic GAP: M 7 up to 65% in 30y (Parsons et al. 2000; Parsons, 2004) MARsite Cortesia di Aybige Akinci

9 Bilateral rupture Spagnuolo, Akinci, Herrero & Pucci Rupture Directivity Effect on the Probabilistic Seismic Hazard Maps in the Marmara Region

10 Unilateral rupture (toward West, the best scenario for Istanbul)

11 Unilateral rupture (toward East, the worst scenario for Istanbul)

12 Le mappe di hazard devono essere considerate il punto di partenza e non il punto di arrivo L effetto della direzione della propagazione della rottura sismica L Lcos v r T( ) T0 1 cos v r

13 L Aquila Mw Aprile 2009

14 La faglia Direttività nella rottura (evidenziata dall asimmetria della radiazione sismica)

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16 20 milioni di anni Oggi

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18 La torre di Dharahara Kathmandu distrutta dal terremoto del 25 Aprile 2015 Le Colonne Coclidi a Roma

19 Torri di Bologna Modi normali di oscillazione Cortesia di Riccardo Azzara F1 R1 F2 F2 Asinelli NS EW Garisenda NS EW F1 F3 F4 F1 F2 F3 R1?

20 Battimenti innescati da disturbi alla base AS97 AS00 GA02 Velocity (m/s) Effetto legato all'eccentricità

21 Boschi et al., 1995 Bull. Seism. Soc. Am.

22 Anni 90: Numerose ricerche guidate dalle intuizioni di Renato Funiciello in collaborazione con la Soprintendenza Archeologica di Roma

23 Danni nell ansa barocca del Tevere durante il terremoto del Fucino del 1915 da Ambrosini et al. (1986)

24 Boschi et al., 1995 Bull. Seism. Soc. Am.

25 Caserta et al., 2013 H/V Difference in acceleration by a factor of 3 to 5 between Holocene and Pleistocene rock Evidence of a resonant peak around 1 sec VSC - Holocene deposits at Varco San Paolo GRB Tuff and conglomerates (Pleistocene Age)

26 Caserta et al., 2013

27 Novembre1995: Esperimento su tavola vibrante a Skopje presso l Institute of Earthquake Engineering and Engineering Seismology

28 Risultati dell esperimento Test sui movimenti dei blocchi della colonna se sollecitato da forti input sismici Evidenza di fratture sui blocchi centrali a seguito di scuotimenti significativi Effetti di traslazioni tra i blocchi e (la numerazione varia da 1 a 25 dal basso verso l alto)

29 Recenti indagini sulla Colonna di Marco Aurelio (attività in ambito DISS ) due modi dominanti a 1.24 e 1.3 Hz una risonanza del moto verticale a 2 Hz un terzo modo traslazionale a 6.5 Hz un modo torsionale a 9 Hz Bongiovanni et al., 2014

30 Moczo et al. (1995): Non solo gli effetti statici ma anche le azioni dinamiche sono amplificate in prossimità delle discontinuità geologiche

31 Conclusioni Le stime della pericolosità sismica sono la base della prevenzione ma non possono essere considerate il punto di arrivo Lo studio dei gap sismici aiuta a definire le priorità sulla scala regionale L entità dello scuotimento, oltre che da magnitudo e distanza, dipende da molti altri fattori che possono essere calibrati per ogni sito utilizzando la sismicità di fondo Il comportamento del singolo monumento sotto l azione sismica dipende dalle caratteristiche costruttive e dal contesto in cui il monumento è inserito