Il terremoto dell Emilia

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1 CORSO DI MICROZONAZIONE SISMICA E VALUTAZIONE DELLA RISPOSTA SISMICA LOCALE PER LA RICOSTRUZIONE POST-TERREMOTO Martedì 19 febbraio 2013 Il terremoto dell Emilia Luca Martelli

2 Il 20/5/2012, alle 04:03 (ora locale) un terremoto M L =5.9 ha colpito la Pianura Padana, con epicentro tra Mirandola e Finale Emilia (MO); N, E; profondità: 6.3 km. Nello stesso giorno ci sono state altre 2 scosse M L >5.

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4 Alle 09:00 (ora locale) del 29/5/2012 un altro forte terremoto, M L =5.8, ha colpito la pianura modenese, con epicentro vicino a Medolla, circa 10 km a WSW della scossa del 20/5; N, E, profondità: 10.2 km. Anche questa scossa è stata seguita, nello stesso giorno, da altre 2 scosse M L >5.

5 Lista delle repliche M L 4.5 (da INGV ISIDe database). All inizio di giugno il numero degli sfollati ha superato i , su una cittadinanza, nei territori più colpiti (I MCS 6), di circa persone. Gli eventi sismici hanno causato 27 vittime (22 nei crolli, 3 per infarto o malore e due per le ferite riportate) e centinaia di feriti.

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7 Soprattutto, sono stati danneggiati edifici di grandi dimensioni: castelli e torri, chiese e campanili, capannoni. La maggioranza delle vittime è stata causata da crolli di capannoni

8 da DBMI, 2011 Sismicità storica di Ferrara, da DBMI11 Questo settore della Pianura Padana è stato interessato da effetti I MCS VII già in occasione di vari terremoti (es. 1346, 1570, 1796)

9 ML=5.9 ML=5.8 Mappa degli epicentri ML>4 dal 20/5 al 3/6. La grandezza dei simboli è proporzionale alla magnitudo. Cerchi rossi: terremoti dal 19 al 22/5; cerchi fucsia: terremoti del 23 e 24/5; cerchi gialli: terremoti del 29 e 30/5; cerchi verdi: terremoti dal 2 al 6/6.

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11 da presentazione di F. Burrato (INGV) a EuReGeo 2012

12 da presentazione di F. Burrato (INGV) a EuReGeo 2012

13 Inquadramento tettonico del Mediterraneo centrale (da Mantovani et al., 2009)

14 Fronti delle Pieghe Ferraresi, con gli epicentri dei terremoti M L >4 A B A B 4 < M L < 5 profondità 5 M L < 5.5 profondità M L 5.5 profondità Da Carta Sismotettonica della Regione Emilia- Romagna, 2004

15 Concordia s/s. A A B Poggio Renatico B Sezioni geologiche attraverso la pianura modenese (A-A ) e la pianura bolognese-ferrarese (B-B ), con proiezione degli ipocentri M L >5. Le dimensioni dei simboli sono proporzionali alla magnitudo. Stelle rosse: eventi del 20/5; stelle gialle: eventi del 29/5; stella verde: evento del 3/6

16 La distribuzione degli effetti non è simmetrica rispetto agli epicentri ma distribuita lungo una direttrice E-W; anche gli aftershocks si distribuiscono lungo una direzione circa E-W

17 Distribuzione degli effetti e assetto geometrico delle strutture Gli aftershocks sono ovviamente distribuiti secondo la direzione delle strutture sismogenetiche e quindi anche gli effetti (che dipendono necessariamente della distribuzione degli epicentri). E però possibile che la marcata direzionalità degli effetti sia dovuta anche alla geometria e alla profondità delle dorsali, quindi a differenze di spessore dei sedimenti recenti, che hanno senz altro influenzato la propagazione delle onde.

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19 Registrazioni accelerometriche della scossa principale del 20/5/2012, M L =5.9 RAN, stazione di Mirandola (13 km dall epicentro) verticale 0,309g 0,264g 0,261g L accelerazione di riferimento (su suolo rigido e pianeggiante) attesa nei comuni più colpiti dai terremoti di maggio-giugno 2012 varia da 0,118g a 0,157g; ad es. per Mirandola a grif = 0,141g; in media sono stati osservati FA PGA = 1,4-1,6

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21 Registrazioni accelerometriche della scossa principale del 28/5/2012, M L =5.8 RAN, stazione di Mirandola

22 Gli effetti di liquefazione Le scosse principali del 20 e del 29 Maggio 2012 hanno causato anche vistosi effetti di liquefazione, in particolare nella zona ovest della provincia di Ferrara. La maggior parte di questi effetti è localizzata in corrispondenza dei paleocanali del Reno, del Panaro, del Secchia e del Po.

23 I principali effetti di liquefazione sono stati osservati in corrispondenza di canali abbandonati

24 La liquefazione avviene se si verificano contemporaneamente le seguenti condizioni: suscettibilità" del sottosuolo (caratteri predisponenti): presenza di sabbie sciolte (Dr<60%) a profondità <15-20 m; profondità della tavola d acqua <15 m; diametro medio dei grani 0.02 mm <D 50 <2 mm; contenuto di fini (diametro <0.05 mm) <15%; sismicità (fattore scatenante): terremoto M>5.5, PGA>0.15g, durata dello scuotimento >15 20 s.

25 Profilo stratigrafico da sondaggio nei pressi di S. Agostino: Limi sabbiosi e sabbie fini molto recenti a profondità tra 1 e 6 m (fattore predisponente) Registrazione accelerometrica M L =5.9, scossa principale del 20/5/2012 (fattore scatenante) stazione RAN di Mirandola (13 km dall epicentro) 0,309g 0,264g 0,261g

26 Registrazione di circa 5 minuti della stazione RAN Mirandola-MRN (componente NS) dopo la scossa principale. Da DPC gruppo di lavoro RAN THE EMILIA THRUST EARTHQUAKE OF 20 MAY 2012 (NORTHERN ITALY): STRONG MOTION AND GEOLOGICAL OBSERVATIONS - Report 1 Altre 2 scosse forti nei 4 minuti successivi la scossa principale Ml=5.1 h:02:07:31 Ml=4.8 h:02:06:30 Ml=5.9 h:02:03:53

27 I fenomeni di liquefazione hanno assunto particolare rilevanza nei centri abitati di S. Carlo, frazione di S. Agostino, e di Mirabello, in provincia di Ferrara; in alcune di queste aree gli effetti secondari di post-liquefazione hanno reso temporaneamente inagibili alcuni edifici, tratti di strade e le reti di servizi presenti. Il grado di danneggiamento degli edifici civili è stato variabile, anche se complessivamente inferiore a quanto ci si sarebbe potuto attendere dal numero e dall estensione areale delle manifestazioni (vulcanelli, crateri, rigonfiamenti e rotture del terreno, cedimenti, sollevamenti dei marciapiedi, spostamenti laterali) e dal grande volume di sabbia e limo fuoriusciti. Alcuni edifici hanno subito cedimenti di traslazione rigida, talvolta anche di debole rotazione. Si sono creati giunti di distacco con costruzioni minori e strutturalmente deboli, adibite a garage, rimesse o deposito attrezzi, annesse alla costruzione principale. Tali costruzioni minori sono spesso gravemente danneggiate e inagibili. Sono diffusi i danni alle pavimentazioni del piano terra, ai tramezzi, ai collegamenti con le tubazioni, più rari i danni alle strutture resistenti, verticali e orizzontali. Non risultano evidenze di fenomeni di fluidificazione.

28 S. Carlo S. Carlo S. Felice sul Panaro S. Carlo

29 S. Carlo

30 Mirabello, sollevamento del marciapiede (Corso Italia), foto Università di Firenze Mirabello, frattura nell area industriale foto Università di Firenze

31 Sulla base di dati storici (es terremoto di Ferrara del 1570) e analisi preliminari (es.: mappe di livello 1 predisposte per i piani urbanistici), l area interessata dai terremoti del 20 e 29 maggio 2012 era già nota come suscettibile di liquefazione da PSC Associato Unione Comuni Alto Ferrarese

32 Particolare della mappa degli effetti di liquefazione osservati. Zona FE ovest Facies di canale e argine Facies di piana alluvionale

33 Dosso tra S.Agostino e Vigarano M. attribuibile al canale abbandonato del F. Reno del XV-XVIII secolo dosso Modello digitale della superficie (DSMAGEO2008)

34 Dettaglio del Piano del territorio di Bologna (Giovanni Magini, 1599): si osserva il corso del F. Reno tra Cento, S. Agostino e Mirabello e la sua immissione nel Po di Ferrara a sud di Vigarano

35 Per una valutazione approfondita degli effetti di liquefazione e per il ripristino della funzionalità degli edifici, della viabilità e delle reti di servizi temporaneamente inagibili, la Regione e il Dipartimento della Protezione Civile hanno istituito un gruppo di lavoro interdisciplinare costituito da geologi, geotecnici e ingegneri strutturisti della RER, del DPC, della Provincia di Ferrara, delle sezioni di geotecnica dei Dipartimenti di Ingegneria Civile dell Università di Ferrara e Firenze, di GeoProCiv e della federazione degli ordini degli ingegneri. Il coordinamento del gruppo di lavoro è stato affidato al Servizio Geologico, Sismico e dei Suoli RER e all Ufficio Rischio Sismico e Vulcanico del DPC. Il gruppo di lavoro si è avvalso anche del contributo di istituti del CNR e di altri dipartimenti universitari. I risultati del gruppo di lavoro sono consultabili nel sito web

36 S. Carlo tracce delle sezioni geologiche e prove geognostiche utilizzate cerchio arancione = sondaggio quadrato verde = CPT, CPTU punto fucsia = dato da DB RER Mirabello Indagini utilizzate nuove: 28 sondaggi (alcuni attrezzati per piezometri), 2 DH, 22 CPTU, 8 SCPTU; da DB RER: 152 sondaggi/pozzi, 182 CPT da CISPADANA: 34 sondaggi, 28 CPTU, 5 SCPTU

37 Granulometria di sabbie campionate a S. Agostino (in superficie) Da rapporto Università di Urbino, coord. Prof. R. Romeo

38 piana piana mappa geomorfologica di S. Carlo con evidenziati i siti di liquefazione

39 Stratigrafia dei primi 30 m da p.c. S. Carlo, argine Mirabello, argine S. Agostino, piana sabbie - 20 m da p.c. sabbie

40 Trincea scavata dal DPC sul paleoargine destro perpendicolarmente alla direzione di fratturazione (loc. S. Carlo NE) frattura frattura risalita di sabbia risalita di sabbia

41 Trincea scavata da UniFE (coord. prof. R. Caputo) perpendicolarmente all asse del paleoargine destro a NE di S. Agostino risalita di sabbia

42 livello della falda a fine luglio sabbie sempre sature entro 15 m da pc Sezioni geologiche di S. Carlo

43 Per S. Carlo e Mirabello Alla luce delle indagini e delle analisi effettuate: - l orizzonte che ha subito liquefazione è quello delle sabbie fini e medie di canale posto a quote comprese tra 4 e 11 m slm (tetto a profondità di circa 5-6 m nella zona di paleo-argine e a profondità di circa 2-3 m nella zona di piana); - il rischio che il fenomeno della liquefazione possa prodursi di nuovo a seguito di un sisma di uguale o maggiore intensità, risulta comunque presente; - si ritiene perciò opportuno adottare interventi di mitigazione del rischio di liquefazione, almeno nelle aree con maggiore suscettibilità alla liquefazione e per edifici di interesse strategico.

44 Occorre sottolineare che qualunque intervento di miglioramento dovrà: - incrementare la resistenza ciclica dei materiali trattati di una quantità almeno sufficiente a evitare il ripetersi del fenomeno in caso di un sisma di entità paragonabile a quelli del 20 e 29 Maggio u.s., - avere un basso impatto ambientale e risultare il meno invasivo possibile per le aree edificate (soprattutto non aumentare la risposta sismica locale), - interessare superfici limitate, - non alterare (se non localmente in corrispondenza degli edifici) il regime delle acque interstiziali di falda e il loro chimismo, - avere caratteristiche stabili e permanenti nel tempo. Sono state perciò definite linee guida per gli interventi di consolidamento per i centri abitati di S. Carlo e Mirabello (v. Determina Dirigente 12418/2012); tali linee guida indicano i tipi di interventi ritenuti più opportuni in base alle caratteristiche stratigrafiche e idrogeologiche locali, agli effetti e ai danni osservati e alla tipologia e importanza delle costruzioni.

45 microzonazione sismica dei comuni emiliani colpiti dai terremoti del 20 e 29 maggio 2012

46 Considerata la suscettibilità dei territori colpiti dagli eventi sismici di maggio 2012 all amplificazione del moto sismico e alla liquefazione, si è ritenuto necessario effettuare una suddivisione dettagliata del territorio in base al comportamento del terreno durante e dopo il terremoto (risposta sismica locale), cioè una microzonazione sismica, individuando e delimitando le aree a comportamento omogeneo, e distinguendo le zone suscettibili di amplificazione del moto sismico e quelle soggette a liquefazione. Il Commissario delegato-presidente della Regione ha stabilito, con l Ordinanza n. 70, l esecuzione della microzonazione sismica nei territori più colpiti dai terremoti del 20 e 29 maggio 2012, vale a dire quelli in cui sono stati osservati diffusi effetti di intensità macrosismica superiori o uguali a 6 (rapporto DPC: Galli et al., 2012).

47 Per non gravare ulteriormente sui Comuni, già pesantemente provati dagli eventi e impegnati nella ricostruzione, la MS sarà realizzata dalla Regione.

48 Comuni con I MCS 6 in cui la RER effettuerà la MS Livello 2 + analisi rischio liquefazione (livello 3) Alcuni di questi comuni hanno già effettuato studi di MS; gli studi saranno revisionati e, se necessario, integrati

49 MS di Mirandola Carta di microzonazione sismica

50 Bondeno Ravalle Pescara m da pc Da 120 a > 500 m da pc

51 Ipotesi di lavoro per MS nella pianura emiliano-romagnola: 1) se consideriamo f 0,6-0,7 hz (T 1,5 s) possiamo ritenere il sottosuolo (H 150 m) assimilabile ad un modello 1D (discontinuità sismostratigrafiche piano-parallele = variazioni di spessore H minime rispetto alla lunghezza L, dell ordine di 50 m in 5-10 km = H/L ~ 0,01-0,005); in questo caso è possibile stimare la risposta sismica locale anche tramite abachi (costruiti attraverso modellazioni 1D); 2) se consideriamo f <0,6 hz (T > 1,5 s) il sottosuolo (H >150 m) non è più assimilabile ad un modello 1D in quanto le discontinuità sismostratigrafiche presentano forti variazioni di quota (= variazioni di spessore non trascurabili rispetto alla scala, dell ordine di m in 5 km = H/L ~ 0,04-0,1); in questo caso non si ritiene idoneo l utilizzo di abachi e/o analisi 1D per la stima della risposta sismica locale.

52 Sono già disponibili nel sito web mappe di livello 1, per ogni ambito di interesse urbanistico di ogni comune, che individuano le seguenti zone Stato dell arte attuale

53 Per saperne di più sul terremoto:

54 In particolare per un testo divulgativo: /libri/terremoto-2012-geologia-rilievi-agibilitaanalisi-dei-danni Grazie per l attenzione! [email protected]