Effetti di sito e modelli di danno a seguito della sequenza sismica del Centro Italia del 2016

La grande influenza degli effetti del sito sugli scenari di danno prodotti da un evento sismico rende necessaria la valutazione della relazione tra le condizioni del sito e la vulnerabilità di intere aree urbane. La problematica è particolarmente rilevante, in particolare per i piccoli centri storici dell'Appennino italiano, che hanno subito gravi danni dopo il terremoto di L'Aquila del 2009 e la sequenza sismica dell'Italia centrale del 2016..

Sulla base di questa premessa, questo documento mira a giustificare il danno rilevato in un centro storico della Regione Abruzzo colpito dalla sequenza sismica del 2016, tenendo conto degli studi di microzonazione di livello 3 (MS3) effettuati a seguito del terremoto.
L'attenzione è focalizzata sul centro storico di Campotosto (AQ), un piccolo comune situato in una zona a rischio sismico medio-alto e con un patrimonio edilizio vulnerabile. Questo centro è composto principalmente da vecchi edifici in muratura realizzati con blocchi di pietra calcarea irregolari che formano pareti in muratura a sacco. Inoltre, la presenza di orizzontamenti deformabili che non sono efficacemente collegati alle pareti verticali, così come la diffusa mancanza di dispositivi antisismici, quali catene e contrafforti, non consentono un buon comportamento scatolare sotto l’effetto di un input sismico.

La valutazione del danno è eseguita secondo i criteri della scala Macro-Sismica Europea (EMS-98). I dati, raccolti per circa 300 edifici in muratura, consentono di valutare lo scenario di danno osservato attraverso la sua rappresentazione in termini di matrici di probabilità di danno (DPM) e mappe GIS. Queste mappe sono sovrapposte alle mappe risultanti da un recente studio riguardante i fenomeni di amplificazione del suolo, che è stato condotto attraverso l'analisi di risposta sismica locale 2D basata sulla simulazione del terremoto registrato il 18 gennaio 2017. I risultati ottenuti mostrano che la distribuzione del danno osservato può essere facilmente interpretata da modelli di letteratura solo quando le condizioni del suolo non comportano effetti di sito significativi.


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Analisi dei danni rilevati in un centro storico di Campotosto (Abruzzo) tenendo conto degli studi di microzonazione di livello 3 (MS3)

La lunga sequenza sismica, che ha scosso l’Italia centrale durante il 2016 e il 2017, ha causato scenari di danno diffusi ed irregolari, coinvolgendo tutto il patrimonio edilizio dell’area colpita.
La valutazione della vulnerabilità di tale patrimonio edilizio è un tema molto attuale, che può essere trattato tramite l’applicazione di metodologie differenti che variano in base al livello di accuratezza dei risultati da raggiungere. Tramite valutazioni della vulnerabilità sismica su larga scala, eseguite su numerosi centri storici italiani (Brando et al., 2017; Cocco et al., 2019), si è potuto constatare che i fattori più importanti nella valutazione della vulnerabilità sismica, e nei modelli utilizzati a tale scopo, sono sì le caratteristiche tipologiche e strutturali del patrimonio edilizio in esame, ma anche, talvolta in maniera determinante, le caratteristiche del sottosuolo.
È quindi di fondamentale importanza capire come gli attuali modelli possono essere o meno vanificati in presenza di effetti di sito.

D’altra parte, già dopo il terremoto di Umbria- Marche del 1997, diversi studi hanno dimostrato che le proprietà del suolo e i relativi effetti di sito possono modificare la risposta strutturale degli edifici in maniera significativa (Tertulliani, 2015; Tertulliani et al., 1998), influenzando in maniera rilevante gli scenari di danno che possono conseguire ad un evento sismico.

Oggi, gli Studi di Microzonazione Sismica di terzo livello eseguiti su numerosi centri storici appartenenti al cratere sismico a seguito del terremoto del 2016, rappresentano un’occasione unica per acquisire le conoscenze morfologiche, geologiche e geotecniche delle aree oggetto di studio e per giustificare alcuni scenari di danno che, altrimenti, non sarebbero modellabili attraverso gli strumenti messi a disposizione dalla letteratura. Tali conoscenze sono fondamentali per mettere in relazione i modelli di danno con gli effetti di sito (Giallini et al., 2019).

Sulla base di tali premesse, la presente memoria ha l’obiettivo di giustificare lo scenario di danno osservato, a seguito della sequenza sismica dell’Italia Centrale 2016-2017, sul centro storico di Campotosto (AQ), in Abruzzo, mediante un attenta analisi dei danni occorsi e degli effetti di sito che hanno interessato alcune zone dell’area urbana.

Dopo una prima descrizione della sequenza sismica (Sezione 2) e delle caratteristiche strutturali che contraddistinguono il patrimonio edilizio esistente a Campotosto (Sezione 3), viene rappresentato lo scenario occorso attraverso matrici di probabilità di danno (DPM) e mappe GIS (Sezione 4). Al fine di indagare più in dettaglio le cause che hanno indotto a danni severi su alcune delle strutture del campione considerato, in Sezione 5, viene quindi presentata un’analisi di Riposta Sismica Locale.

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Articolo tratto dagli atti del XVIII Convegno ANIDIS - Ascoli Piceno 2019


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