IL TERREMOTO DELL APPENNINO TOSCO-EMILIANO DEL GENNAIO 2015

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1 a g (g) a g (g) a g (g) AGENZIA NAZIONALE PER LE NUOVE TECNOLOGIE, L'ENERGIA E LO SVILUPPO ECONOMICO SOSTENIBILE IL TERREMOTO DELL APPENNINO TOSCO-EMILIANO DEL GENNAIO 2015 a cura di S. Paolini, G. Bongiovanni, P. Clemente, S. Hailemikael, G. Martini, V. Verrubbi 1 LA SEQUENZA SISMICA DEL GENNAIO 2015 Il 23 gennaio 2015 una scossa di magnitudo M w = 4.3 ha colpito l'area dell Appennino tosco-emiliano, tra le province di Modena e Pistoia. L'evento principale era stato preceduto da numerose scosse di magnitudo massima 3.2 e seguito da altre di magnitudo massima 3.5. Fig. 1. Epicentri dell'evento del gennaio 2015 e di alcuni eventi storici (elab. ENEA da dati INGV) In figura 2 sono riportate le registrazioni accelerometriche ottenute al sito del Brasimone durante l'evento principale. Nella tabella 1 sono riportati i dati relativi agli eventi sismici più significativi registrati WE UP NS t (sec) t (sec) t (sec) Fig. 2. Componenti WE, UP e NS della registrazione accelerometrica dell'evento principale (elab. ENEA da dati DPC)

2 Tab. 1. Eventi di magnitudo 2 fino alla scossa principale e 3 dopo (fonte INGV) Data Ora Lat. Long. Prof. (km) 2015/01/23 17:13: M L :3.5 Appennino_pistoiese 2015/01/23 16:39: M L :2.1 Appennino_pistoiese 2015/01/23 09:56: M L :3.4 Appennino_modenese 2015/01/23 07:03: M L :3.2 Appennino_modenese 2015/01/23 06:51: M W :4.3 Appennino_pistoiese 2015/01/23 06:45: M L :2.1 Appennino_modenese 2015/01/23 06:36: M L :2.5 Appennino_modenese 2015/01/23 06:29: M L :2.1 Appennino_modenese 2015/01/23 06:15: M L :2.5 Appennino_modenese 2015/01/23 06:14: M L :2.8 Appennino_modenese 2015/01/23 06:11: M L :2.1 Appennino_modenese 2015/01/23 05:56: M L :3.1 Appennino_modenese 2015/01/23 05:43: M L :2.9 Appennino_modenese 2015/01/23 05:40: M L :2.6 Appennino_modenese 2015/01/23 05:40: M L :2.6 Appennino_modenese 2015/01/23 05:35: M L :2.8 Appennino_modenese 2015/01/23 05:35: M L :2.9 Appennino_modenese 2015/01/23 05:34: M L :2.9 Appennino_modenese 2015/01/23 05:33: M L :2.8 Appennino_modenese 2015/01/23 05:16: M L :2.2 Appennino_modenese 2015/01/23 05:12: M L :3.0 Appennino_pistoiese 2015/01/23 04:42: M L :2.5 Appennino_modenese 2015/01/23 04:31: M L :2.1 Appennino_modenese 2015/01/23 04:28: M L :3.2 Appennino_modenese 2015/01/23 04:27: M L :3.2 Appennino_pistoiese 2015/01/23 04:25: M L :2.4 Appennino_modenese 2015/01/23 04:03: M L :2.1 Appennino_modenese 2015/01/23 03:50: M L :2.0 Appennino_pistoiese 2015/01/23 03:45: M L :2.1 Appennino_modenese 2015/01/23 03:41: M L :2.3 Appennino_modenese 2015/01/23 03:40: M L :2.3 Appennino_modenese 2015/01/23 03:39: M L :2.7 Appennino_pistoiese 2015/01/23 03:33: M L :2.2 Appennino_modenese 2015/01/23 02:22: M L :2.0 Appennino_modenese M L Zona

3 2 SISMICITÀ STORICA DELL'AREA La recente scossa sismica, che ha colpito l Appennino bolognese, ha maggiormente interessato un area ristretta di dieci chilometri e in particolare tre comuni: Castiglione dei Pepoli (BO), Camugnano (BO) e Vernio (PO). Il confronto della sismicità storica (DBMI 11) per i tre comuni evidenzia una storia sismica: minima per Camugnano. Sei eventi in totale e di questi il massimo con un IV MCS; modesta per Castiglione dei Pepoli, 23 eventi sismici catalogati e di questi solo tre, i massimi, classificati pari al VI MCS; più variegata per Vernio: Venti eventi sismici dei quali 4 superiori al VI MCS e uno, quello del 1542, che raggiunse un grado di danneggiamento tra VII-VIII MCS. Tab. 2. Castiglione dei Pepoli Data I L Epicentro I 0 Mv 13 agosto 1771 VI Castiglione dei P. VI ottobre 1914 VI Garfagnana XVII 5,76 7 settembre 1920 VI Garfagnana X 6,48 Tab. 3. Camugnano Data I L Epicentro I 0 Mv 26 giugno 1899 IV Valle del Bisenzio VII 5.06 Tab. 4. Vernio Data I L Epicentro I 0 Mv 13 giugno 1542 VII-VIII Mugello IX 5,94 25 ottobre 1843 VI-VII Mugello VI-VII 5,12 11 dicembre 1864 VII Mugello VII 5,11 26 giugno 1899 VI-VII Valle del Bisenzio VII 5,06 Di seguito sono proposte alcune delle fonti storiche dei terremoti ritenuti più significativi. 2.1 Terremoto del 1542 L evento interessò complessivamente 46 località. L abitato di Scarperia subì i maggiori danni come ricordato più volte nella raccolta del Bonito (1691). In tutto vi furono oltre un centinaio di vittime. In una nota relativa a questo terremoto, conservata tra le carte Strozziane, si ricorda per Vernia, una nota generica: il castello di Vernia tutto rovinato. Il Baratta, per Librafatta e Vernio, usò la seguente espressione: Librafatta e Vernio rimasero spianati. (Baratta 1901, Boschi et al. 1997) 2.2 Terremoto del 1771 Notizie dal Mondo, uno dei primi quotidiani dell epoca, riportò la seguente notizia: Nello scorso martedì in Castiglione de Peppoli, luogo situato in queste montagne, furono sentite 9 scosse di terremoto, le quali spaventarono tutti quegli abitanti, e appunto vi era la Fiera. Non hanno però, grazie all Altissimo, cagionato danno alcuno nell abitato, e solo qualche casa di campagna è rimasta danneggiata. (Notizie 1771, Baratta 1901) 2.3 Terremoto del 1899 A Vernio la scossa causò la caduta di volte e terrazzi ma senza causare vittime (Cartolina sismica).

4 S e (g) AGENZIA NAZIONALE PER LE NUOVE TECNOLOGIE, L'ENERGIA E LO SVILUPPO ECONOMICO SOSTENIBILE 3 PERICOLOSITÀ SISMICA DI RIFERIMENTO ATTUALE In figura 3 sono diagrammati i parametri che descrivono la pericolosità sismica di riferimento al sito del Brasimone, dove è installata una stazione accelerometrica della rete nazionale ITACA (DPC). Il sottosuolo è classificato tipo B, la categoria topografica è T1. In particolare il picco di accelerazione al bedrock assume il valore a g = 0 g in corrispondenza della probabilità del 10% in 50 anni (T R = 475 anni) e il valore a g = 0.33 g in corrispondenza della probabilità del 2% in 50 anni (T R = 2475 anni). Il picco registrato in occasione dell'evento del 21/07 è a g = 0 g, che tenendo conto del tipo di sottosuolo (B) corrisponde a un picco al bedrock di circa a g = 7 g ed è relativo, quindi, ad una probabilità di superamento maggiore del 10% (Figura 3). 0.5 T*c Fo/10 ag/g P VR Fig. 3. Parametri che descrivono la pericolosità sismica di riferimento al sito del Brasimone Nelle figure 4 e 5 sono riportati gli spettri elastici in accelerazione relativi al sottosuolo tipo B, per diversi valori della probabilità di superamento in 50 anni, e gli spettri relativi alle registrazioni della scossa principale del 23/01/2015. Si nota un certo contenuto ai bassi periodi mentre al crescere del periodo le ordinate si abbattono rapidamente. In figura 6 sono rappresentati gli spettri di accelerazione per diversi tipi di suolo (medium soil = C). Poco importanti i valori in termini di spostamento (Figura 7) Soil B 2% 5% 10% 22% 39% 63% BRM WE BRM NS Fig. 4. Spettri elastici al sito del Brasimone e spettri delle registrazioni dell'evento del 21/07/2013 (elab. ENEA da dati DPC)

5 S e (g) Soil B 2% 5% 10% 22% 39% 63% BRM WE BRM NS Fig. 5. Spettri eleatici di fig. 2 fino al T = 1.0 sec (elab. ENEA da dati DPC) S e (g) 1.0 T R =475a Soft Soil Medium Soil Rigid Soil Fig. 6. Spettri elastici di riferimento per diversi tipo di sottosuolo al sito del Brasimone S De (m) 0.3 Soil B 2% 5% 10% 22% 39% 63% BRM WE BRM UP Fig. 7. Spettri elastici di spostamento al sito del Brasimone e spettri di spostamento dell'evento del 19/12/2014 (elab. ENEA da dati DPC) Per quello che riguarda la pericolosità sismica di base, le Regioni Emilia Romagna e Toscana hanno reso disponibili gli input sismici rappresentativi dello scotimento atteso localmente, calcolati per tutti i Comuni, da utilizzare per l'esecuzione di analisi di risposta sismica per la realizzazione di studi di microzonazione sismica di Livello 3. In Figura 8 sono riportati gli spettri di risposta del gruppo di 3 time-history calcolate dalla Regione Emilia Romagna per i Comuni di Camugnano, Castel di Casio e Castiglione dei Pepoli (provincia di Bologna),

6 unitamente a quelli del gruppo di 7 time-history calcolate dalla Regione Toscana per il Comune di Vernio (provincia di Prato). Sono questi i Comuni all interno del cui territorio cadono sia la stazione accelerometrica di Brasimone, sia la maggior parte degli epicentri della sequenza sismica del gennaio xa_037010Camugnano xa_037010Camugnano xa_037010Camugnano xa_037015CasteldiCasio xa_037015CasteldiCasio xa_037015CasteldiCasio xa_037022CastiglionedeiPepoli xa_037022CastiglionedeiPepoli xa_037022CastiglionedeiPepoli 1.2 Vernio (PO) TH1 TH2 TH3 TH4 TH5 TH6 TH7 Media NTC_ Fig. 8. Spettri di risposta delle time-history relative ai Comuni di Camugnano, Castel di Casio e Castiglione dei Pepoli (Prov. di Bologna) e Vernio (Prov. di Prato) (elab. ENEA da dati Regione Emilia Romagna e Toscana) In Tabella 6, sono riportati i valori delle massime accelerazioni attese al bedrock espresse in g (ag475rif) corrispondenti ad un tempo di ritorno di 475 anni (Mappa di pericolosità sismica INGV, percentile), riferite alla Sede comunale. Tab. 6. Valori dei picchi di accelerazione nei Comuni considerati Comune a g,475rif (g) Camugnano (BO) 81 Castel di Casio (BO) 85 Castiglione dei Pepoli (BO) 91 Vernio (PO) BIBLIOGRAFIA Baratta M., I terremoti d Italia, Torino 1901, (rist. Forni, 1979) Bonito M., Terra Tremante, Napoli 1691 (rist. Forni 1980) Boschi E., Guidoboni E., Ferrari G., Valensise G., Gasperini P., Catalogo dei forti terremoti in Italia dal 461 a.c. al 1990, Roma 1997

7 M. Locati, R. Camassi e M. Stucchi (a cura di), DBMI11, la versione 2011 del Database Macrosismico Italiano. Milano, Bologna, DOI: 1092/INGV.IT-DBMI11 Notizie dal Mondo (periodico), 20 agosto Regione Emilia Romagna, I segnali si riferimento. Regione Toscana, Accelerogrammi di riferimento per la pianificazione. azione/index.htm