JERK sismico: che cos’è, perché conta davvero e come INGENIO ha aperto in Italia un filone scientifico-tecnico oggetto di ricerca attiva e in continua evoluzione

Nel lessico dell’ingegneria sismica si parla quasi sempre di spostamento, velocità, accelerazione, spettro di risposta, durata significativa, contenuto in frequenza. Molto più raramente si parla di jerk, cioè della derivata temporale dell’accelerazione: in termini fisici, la rapidità con cui l’accelerazione cambia nel tempo. Eppure, è proprio qui che si apre una questione tecnica di grande interesse, soprattutto quando si osservano le risposte impulsive, i fenomeni locali e i quadri di danno fra cui quelli fragili tipici di molte costruzioni esistenti in muratura.

La letteratura internazionale sul tema esiste, ma è ancora relativamente contenuta; per questo il lavoro pubblicato su INGENIO da Massimo Mariani e Francesco Pugi ha avuto un ruolo anticipatore nel contesto italiano e, per l’applicazione esplicita al nesso tra jerk, azioni impulsive e dissesti locali in muratura, si colloca fra i contributi precoci anche nel panorama internazionale reperibile.

Che cosa è il jerk, in termini ingegneristici

Il jerk è la derivata dell’accelerazione rispetto al tempo ed è espresso in m/s³.

Se l’accelerazione ci dice “quanto intensa” è in un dato istante l’azione dinamica, il jerk ci dice quanto bruscamente quella intensità cambia. Questa distinzione non è un dettaglio matematico: le azioni impulsive generate dal jerk mostrano che gli effetti sismici non dipendono solo dall’accelerazione e dall’intensità delle azioni inerziali prodotte, ma anche dalla sua variazione, cioè dal carattere discontinuo, fortemente transiente del moto. Proprio per questo, nella letteratura più recente il jerk è stato studiato in rapporto ai segnali sismici, agli spettri di risposta, alla localizzazione del danno e persino come possibile intensità di moto complementare rispetto agli indicatori tradizionali.

Dal punto di vista strutturale, il concetto diventa particolarmente rilevante quando si ha a che fare con materiali e sistemi costruttivi poco duttili, disomogenei o debolmente connessi. È il caso di molte murature esistenti, nelle quali il danno non si manifesta solo come risposta globale dell’organismo edilizio, ma più frequentemente come crisi locali, distacchi, espulsioni, ribaltamenti, disgregazioni a causa della perdita di efficacia dei collegamenti fra elementi strutturali e all’interno della muratura. In questi casi, le azioni impulsive dovute al jerk sono coesistenti con quelle inerziali dovute all’accelerazione. Lo studio del jerk è oggi una posizione tecnicamente fondata.

Le prime tappe internazionali: da sensore e misura a risposta strutturale e danno

A livello internazionale, uno dei riferimenti iniziali più riconoscibili è il contributo presentato al 14th World Conference on Earthquake Engineering del 2008, “Jerk and Jerk Sensor”, che ha affrontato il tema dal lato della misura, proponendo un sensore dedicato e portando il jerk dentro il perimetro dell’osservazione sismica strumentale. È un passaggio importante, perché mostra che il concetto non nasce solo come raffinamento teorico, ma anche come questione di acquisizione e lettura del segnale.

Un secondo passaggio significativo è l’articolo del 2014 su Smart Materials and Structures, “A damage localization method based on the ‘jerk energy’”, che collega il jerk al tema della localizzazione del danno. Qui il parametro non è più soltanto una descrizione del moto, ma entra in una logica diagnostica: il jerk diventa parte di un indicatore capace di intercettare alterazioni strutturali. Anche questo è un tassello decisivo, perché apre il tema alle applicazioni ingegneristiche e non solo alla caratterizzazione del segnale.

Nel 2015, con “Characteristics of Jerk Response Spectra for Elastic and Inelastic Systems”, il discorso si sposta sugli spettri di risposta del jerk per sistemi elastici e anelastici. È un lavoro importante perché porta il parametro dentro la grammatica classica della dinamica strutturale: non più solo misura puntuale o intuizione qualitativa, ma costruzione di strumenti interpretativi confrontabili con quelli dell’ingegneria sismica tradizionale.

Nel 2020 arriva poi un ulteriore avanzamento con “The Possibility of Using Jerk Parameters as Seismic Intensity Measure”, che esplora la possibilità di usare parametri basati sul jerk come misure di intensità sismica. È una frontiera delicata, perché gli intensity measures devono dimostrare robustezza, capacità predittiva e coerenza rispetto alla risposta strutturale; ma il fatto stesso che il jerk venga proposto in questo contesto segnala che il tema ha ormai superato la fase meramente esplorativa.

Il salto di qualità sul piano della sistematizzazione arriva nel 2022 con la review “Jerk in Earthquake Engineering: State-of-the-Art”, pubblicata su Buildings. La rassegna mette in ordine i diversi filoni di ricerca e conferma che l’interesse verso il jerk in ambito sismico è cresciuto negli ultimi anni, toccando la caratterizzazione del moto, la risposta dei sistemi, il danno e la sensoristica. In altre parole: non siamo più davanti a una curiosità, ma a un campo di studio emergente.

In molte applicazioni scientifiche e ingegneristiche, il jerk è un fattore da tempo considerato nella progettazione. Ad esempio, viene utilizzato in ingegneria ferroviaria e dei trasporti, in idraulica, in aeronautica, negli impianti industriali ad alta pressione, in robotica e meccatronica. I picchi di jerk sono usati come indici di gravità del trauma e cause di rotture locali. Anche diverse norme ISO fanno riferimento al jerk. In campo sismico la Ricerca sul jerk è più recente e deve ancora concretizzarsi in indicazioni normative specifiche, anche se alcune linee guida sulla robustezza strutturale prevedono la possibilità di collassi globali a seguito di crisi locali anche in campo sismico.

Più di recente, il quadro internazionale si è ulteriormente ampliato. Nel 2025 un lavoro su Frontiers in Built Environment ha studiato in profondità le caratteristiche del ground jerk nei principali terremoti di Vrancea, mostrando che il parametro può essere analizzato anche in chiave territoriale e comparativa sui record reali. Nello stesso anno, il Bulletin of Earthquake Engineering ha pubblicato “Jerk-based damage assessment and classification in RC frame buildings exposed to seismic actions”, segnale chiaro che il jerk sta entrando anche nel dibattito più maturo sulla valutazione del danno nelle strutture in cemento armato.

Il contributo italiano: il ruolo anticipatore di Massimo Mariani e Francesco Pugi

Dentro questo quadro, il contributo di Massimo Mariani e Francesco Pugi ha un valore particolare. Il lavoro presentato a EURODYN 2020, “Effects of impulsive actions due to seismic Jerk and local failures in masonry structures”, porta il tema del jerk direttamente sul terreno che più interessa il patrimonio costruito italiano: quello delle alterazioni delle costituzioni murarie e dei collassi per crisi dei collegamenti. Non si tratta quindi di una riflessione astratta sul parametro, ma di una sua applicazione al comportamento di un sistema costruttivo concreto, fragile, diffusissimo e centrale nella vulnerabilità sismica nazionale.

Ancora più importante, nel 2023 il contributo presentato a COMPDYN, “Impulsive actions due to seismic Jerk and design of reinforcements to counteract their effects in masonry buildings”, compie il passaggio che in ingegneria conta più di tutti: dal fenomeno alla progettazione. Il jerk non resta confinato alla lettura del danno o alla caratterizzazione del segnale, ma viene portato all’interno dell’ideazione dell’intervento, del rinforzo, del presidio delle vulnerabilità locali. È qui che il filone acquista piena dignità professionale.

Per questo si può dire con chiarezza che le Ricerche pubblicate da Mariani e Pugi e la loro traduzione editoriale su INGENIO sono state fra le prime in Italia ad affrontare il jerk in modo organico nell’ingegneria sismica, e fra le prime a livello internazionale a legarlo in modo esplicito e continuativo al rapporto tra azioni impulsive, murature e crisi locali.

Prima del 2020 la letteratura internazionale documentata si era mossa soprattutto su sensoristica, spettri, jerk energy e intensity measures; il nesso con la muratura esistente e con il progetto dei rinforzi non era stato affrontato.

La sequenza costruita da INGENIO: un cluster coerente, non una serie casuale di articoli

Il merito di INGENIO non è stato solo quello di ospitare due firme autorevoli, Mariani e Pugi, ma di aver costruito nel tempo una vera sequenza editoriale.

Il primo tassello è stato l’articolo del 7 luglio 2020, “JERK: gli effetti delle azioni sismiche impulsive e crisi locali nelle strutture in muratura”, che ha avuto il merito di introdurre questo tema al pubblico tecnico italiano portando subito l’attenzione sul punto decisivo: il rapporto fra jerk, azioni impulsive e dissesti locali nelle murature.

A questa base si è aggiunto l’articolo del 17 gennaio 2023, “Jerk sismico e sollecitazioni impulsive: progettazione di rinforzi delle murature”, che ha spostato l’asse dalla lettura del fenomeno alla pratica operativa per il progettista. È il passaggio che trasforma un’intuizione in linea di lavoro: se il jerk conta, allora bisogna chiedersi che cosa cambia nel modo di concepire i rinforzi, i collegamenti, i presidi anti-cinematismo e più in generale l’intervento sul costruito in muratura.

INGENIO ha poi mostrato un’altra qualità editoriale: usare il concetto per leggere gli eventi sismici reali. Prima nel 2023 con Turchia-Siria e Marradi e poi nel 2025 con gli eventi dei Campi Flegrei, il cluster ha provato a verificare sul campo se il tema del contenuto impulsivo e del jerk potesse offrire una chiave interpretativa aggiuntiva rispetto ai parametri più consueti. Questo è un passaggio importante, perché evita che il jerk resti confinato a una teoria elegante ma disancorata dai record e dai danni osservati.

Infine, con l’articolo del 17 luglio 2025, “Accelerazione, Jerk e disgregazione muraria: effetti sismici sugli edifici esistenti in muratura”, il percorso raggiunge una maturità nuova. Qui il jerk è messo in relazione non solo con l’impulsività del moto, ma con un esito materiale preciso: la disgregazione muraria. È il punto in cui il parametro trova la sua collocazione più convincente per chi lavora sull’esistente: non un sostituto degli indicatori classici, ma una lente ulteriore per capire perché certi segnali sismici attivino quadri di danno locale tanto severi in strutture fragili e poco coese.

Perché il JERK interessa soprattutto chi si occupa di murature esistenti

Per chi studia e progetta sugli edifici esistenti in muratura, il jerk è interessante perché intercetta un punto che la pratica professionale conosce bene: il danno non dipende solo dall’ampiezza dell’azione, ma anche dal suo modo di manifestarsi nel tempo. Murature irregolari, tessiture scadenti, ammorsamenti carenti, pareti non ben collegate, orizzontamenti poco efficaci, cantonali vulnerabili: sono tutti elementi che soffrono non soltanto il livello dell’accelerazione, ma la rapidità con cui essa cambia e trasferisce impulsi ad alta frequenza con effetti vibratori concentrati. Di fatto il jerk non sostituisce PGA, PGV o altri indicatori di intensità sismica ma li integra.

In conclusione, il jerk non è una parola esotica da aggiungere al vocabolario sismico per inseguire l’ultima novità. È un parametro fisico rigoroso che corrisponde alla variazione dell’accelerazione e proprio per questo offre un contributo prezioso nella considerazione delle azioni impulsive e dei danni locali. La letteratura internazionale dimostra che il tema si sta consolidando: dalla sensoristica agli spettri, dalle intensity measures alla classificazione del danno, il jerk è ormai entrato in un percorso di ricerca riconoscibile.

Dentro questo scenario, INGENIO ha avuto il merito di muoversi con una direzione chiara ed evolutiva, grazie al lavoro di Massimo Mariani e Francesco Pugi. Le loro pubblicazioni e la loro traduzione divulgativo-tecnica sulla testata hanno contribuito ad aprire in Italia un filone originale, scientificamente fondato e aperto a nuovi contributi: quello che mette in relazione jerk sismico, crisi locali, rinforzi e disgregazioni murarie. Per chi si occupa di diagnosi, vulnerabilità e progetto dell’intervento, non è un tema laterale. È una chiave di lettura che merita di essere approfondita, discussa e applicata. Grazie Massimo, grazie Francesco. E grazie INGENIO.

Riferimenti scientifici e tecnici sul JERK

• Jerk and Jerk Sensor - Yong Xueshan, Qi Xiaozhai, George C. Lee, Min Tong, C. Jinming
  >>> Accedi alla pubblicazione 
• A damage localization method based on the “jerk energy” - Yonghui An, Hongki Jo, B. F. Spencer, Jinping Ou
  >>> Accedi alla pubblicazione
• Characteristics of Jerk Response Spectra for Elastic and Inelastic Systems - Haoxiang He, Ruifeng Li, Kui Chen
  >>> Accedi alla pubblicazione
• The Possibility of Using Jerk Parameters As Seismic Intensity Measure - Abdulhameed A. Yaseen, Mezgeen Ahmed, Yaman Sami Shareef Al-Kamaki
  >>> Accedi alla pubblicazione
• Jerk in Earthquake Engineering: State-of-the-Art - Vladimir Vukobratović, Sergio Ruggieri
  >>> Accedi alla pubblicazione
• Jerk within the Context of Science and Engineering. A Systematic Review - Hasti Hayati, David Eager,Ann-Marie Pendrill, Hans Alberg
  >>> Accedi alla publicazione
• An in-depth investigation of ground jerk characteristics for the four strongest Vrancea (Romania) earthquakes in the past half-century - Iolanda-Gabriela Craifaleanu
  >>> Accedi alla pubblicazione
• Jerk-based damage assessment and classification in RC frame buildings exposed to seismic actions - Vladimir Vukobratović, Trevor Zhiqing Yeow, Koichi Kusunoki
  >>> Accedi alla pubblicazione
• Effects of Impulsive Actions Due to Seismic Jerk and Local Failures in Masonry Structures - Massimo Mariani, Francesco Pugi 
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• Impulsive Actions Due to Seismic Jerk and Design of Reinforcements to Counteract Their Effects in Masonry Buildings - Massimo Mariani, Francesco Pugi 
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• JERK: gli effetti delle azioni sismiche impulsive e crisi locali nelle strutture in muratura - Massimo Mariani, Francesco Pugi >>> Leggi l'articolo su Ingenio
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